CN104140686B - 电石粉成型粘结剂、其制备方法及电石粉成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电石粉成型粘结剂、其制备方法及电石粉成型方法。电石粉成型粘结剂含有如下重量份数的成分：木质素磺酸钙1~20；碳酸钙1~10；活性剂1~5；氯化钙1~10；氧化钙1~15。本发明的电石粉成型粘结剂原料简单易得，对电石粉的粘结效果好。利用本发明的粘结剂采用电石粉成型方法制成的电石粉球团可直接用于乙炔气体生产，不需对乙炔发生器进行改造，不带入对乙炔发生器有害的成分。
Description
技术领域
本发明属于材料成型领域，具体涉及一种电石粉成型粘结剂、其制备方法及电石粉成型方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）生产工艺路线分为电石法和乙烯法两种。我国的煤炭资源比较丰富，石油储量相对较少，目前以煤、石灰为原料生产电石，再以电石为原料生产PVC的工艺路线在我国仍然占很大比例。在电石法PVC生产过程中，电石破碎是首要工序，为了保证乙炔发生器的安全运行，同时提高电石水解效率，一般要求电石粒径在30~50 mm。在电石破碎、输送的过程中，不可避免地会产生电石粉尘。大量电石粉尘漂浮在空气中，一方面会污染环境，危害人身健康；另一方面由于破碎过程中产生的电石粉尘还含有有效成分，所以电石粉尘的产生增大了PVC生产过程中的电石消耗。
目前国内对电石粉尘的处理主要是在电石破碎工序增加粉尘回收装置，对电石粉回收后进行填埋或再利用。但是，填埋处理存在污染环境和运输装卸费用高等问题；而在一般结构的乙炔发生器内，又严禁使用电石粉，因为这种电石粉粒度太小，遇水后立即分解，发生高热并结块，可能促使乙炔自燃，当发生器内存有空气时，更会引起燃烧和爆炸。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电石粉成型复合粘结剂、其制备方法及电石粉成型方法，可对电石粉加工成型，成型后的电石粉球团能直接用于乙炔发生器制备乙炔气体，其成本低，性能好，实现了对电石粉的有效利用，变废为宝，增加效益，改善环境。
本发明的电石粉成型粘结剂，含有如下重量份数的成分：
木质素磺酸钙 1~20；
碳酸钙 1~10；
活性剂 1~5；
氯化钙 1~10；
氧化钙 1~ 15 。
优选地，上述的电石粉成型粘结剂，含有如下重量份数的成分：
木质素磺酸钙 5 ~ 15 ；
碳酸钙 4 ~ 8 ；
活性剂 2 ~ 3 ；
氯化钙 3 ~ 7 ；
氧化钙 5 ~ 10 。
优选地，上述的电石粉成型粘结剂，含有如下重量份数的成分：
木质素磺酸钙 1~20；
碳酸钙 1~10；
活性剂 1~5；
氯化钙 1~10；
粉煤灰 1~20；
氧化钙 0~10；
其中，粉煤灰中的氧化钙与氧化钙重量份数之和1~ 15 。
进一步优选地，上述的电石粉成型粘结剂，含有如下重量份数的成分：
木质素磺酸钙 5 ~ 15；
碳酸钙 4 ~ 8；
活性剂 2 ~ 3；
氯化钙 3 ~ 7；
粉煤灰 1~20；
氧化钙 0~10；
其中，粉煤灰中的氧化钙与氧化钙重量份数之和5 ~ 10。
其中，所述粉煤灰中氧化钙含量大于15 wt %。
优选地，上述活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硬脂酸中的一种或两种以上任意组合。进一步优选地，上述活性剂为钛酸酯偶联剂。
本发明提供上述的电石粉成型粘结剂的制备方法，按照所述量取各成分，混合均匀即得。
本发明还提供上述的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型的方法，包括如下步骤：
1）取所述电石粉成型粘结剂加入电石粉中；
2）将步骤1）所得混合料混合均匀；
3）将步骤2）所得混合料挤压成型。
优选地，上述的方法，步骤1）中所述电石粉成型粘结剂的加入量为电石粉质量的1~10%。
本发明能够达到以下技术效果：
1）本发明的电石粉成型粘结剂原料简单易得，对电石粉的粘结效果好；
2）以本发明的电石粉成型粘结剂对电石粉进行成型，工艺简单、操作方便、粘结剂加入量少、成本低廉；
3）以本发明的电石粉成型粘结剂对电石粉进行成型，可显著提高电石粉球团的致密度、硬度和抗压抗摔强度，并能具有较高的发气量；
4）以本发明的电石粉成型方法制成的电石粉球团可直接用于乙炔气体生产，不需对乙炔发生器进行改造，不带入对乙炔发生器有害的成分；
5）本发明中电石粉和粉煤灰重新利用、变废为宝，粉煤灰是厂区里的工业固废，原料丰富，零成本，因此可带来明显的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供的电石粉成型粘结剂含有如下重量份数的成分：
木质素磺酸钙 1~20；
碳酸钙 1~10；
活性剂 1~5；
氯化钙 1~10；
氧化钙 1~ 15。
经研究，本发明中木质素磺酸钙起到粘结作用，以增大电石粉成型产品的抗压强度。
本发明中碳酸钙起到降尘作用，可减小电石粉的粉尘飞起。
本发明中活性剂起到粉料表面改性的作用，改善表面性质。
本发明中氯化钙起到硬化加速剂的作用。
本发明中氧化钙的作用为提高电石粉成型产品的粘结性。
为节省成本，上述成分中氧化钙可以由粉煤灰与氧化钙的任意比混合物形式添加，其中粉煤灰中的氧化钙与氧化钙的重量份数之和为1~ 15。
将上述各成分混合即得到本发明的电石粉成型粘结剂。
以下列举具体实施例，以对本发明进一步说明。
以下实施例中所用木质素磺酸钙的主要指标如下：木质素含量≥50～65%，水不溶物≤0.5～1.5%，PH 5-7，水份≤5%，还原物7～13%。
粉煤灰选择厂区固废，经测定氧化钙含量为15.9 wt%。
实施例1
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 20，
粉煤灰，其氧化钙含量为15.9wt% 20，
碳酸钙 10，
硅烷偶联剂(KH550) 1，
氯化钙 5；
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、粉煤灰、碳酸钙、硅烷偶联剂(KH550)和氯化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的7%；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为60 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例2
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 10，
粉煤灰，其氧化钙含量为 15.9wt% 10，
碳酸钙 8，
植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27） 2，
氯化钙 5，
氧化钙 6。
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、粉煤灰、碳酸钙、植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27）、氯化钙和氧化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的10%；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为60 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例3
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 15，
粉煤灰，其氧化钙含量为 15.9wt% 10，
碳酸钙 4，
铝酸酯偶联剂PN-827 3，
氯化钙 5，
氧化钙 5。
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、粉煤灰、碳酸钙、铝酸酯偶联剂PN-827、氯化钙和氧化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的5 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为40 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度 。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例4
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 2，
粉煤灰，其氧化钙含量为 15.9wt% 5，
碳酸钙 10，
植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27） 5，
氯化钙 8，
氧化钙 10。
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、粉煤灰、碳酸钙、植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27）、氯化钙和氧化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的2 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为40 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例5
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 5，
粉煤灰，其氧化钙含量为 15.9wt% 20，
碳酸钙 6，
植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27） 3，
氯化钙 7，
氧化钙 2。
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、粉煤灰、碳酸钙、植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27）、氯化钙和氧化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的2 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为50 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例6
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 5，
碳酸钙 8，
硅烷偶联剂(KH550) 3，
氯化钙 5，
氧化钙 5，
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、氧化钙、碳酸钙、硅烷偶联剂(KH550)和氯化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的5%；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为60 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例7
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 18，
碳酸钙 5，
硅烷偶联剂(KH550) 4，
氯化钙 5，
氧化钙 15，
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、氧化钙、碳酸钙、硅烷偶联剂(KH550)和氯化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的9 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为40 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例8
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 1，
碳酸钙 3，
硬脂酸 5，
氯化钙 8，
氧化钙 10，
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、氧化钙、碳酸钙、硬脂酸 和氯化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的7 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为60 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例9
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 15，
碳酸钙 4，
硅烷偶联剂(KH550) 2，
氯化钙 7，
氧化钙 10，
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、氧化钙、碳酸钙、硅烷偶联剂(KH550)和氯化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的3 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为60 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例10
本实施例的电石粉成型粘结剂，由以下重量份数的成分组成：
木质素磺酸钙 10，
碳酸钙 6，
植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27） 2，
氯化钙 3，
氧化钙 8。
本实施例的电石粉成型粘结剂的制备方法如下:
按照上述重量份数，取木质素磺酸钙、氧化钙、碳酸钙、植物酸型单烷氧基类钛酸酯（型号LD-27）和氯化钙，混合均匀。
本实施例的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型方法，包括以下步骤：
1）将本实施例的电石粉成型粘结剂加入电石粉中，其中粘结剂加入量为电石粉质量的10 %；
2）用强力混合机将步骤1）得到的混合料混合均匀；
3）选用干粉压球机，在压球设备上将上述混合料挤压成型，成型压力为50 MPa，球团的形状、大小根据工艺需要确定。
抗压强度测定：电石粉成型后，利用YAW-300C型微机控制全自动压力试验机测定其抗压强度。
发气量测定：将步骤3）的成型球团通过LJT型碳化钙发气量测定仪测定其发气量。
实施例1~ 10的电石粉球团性能测试结果如表1所示。
表1：实施例配方性能测试结果
| 实施例编号 | 抗压强度（KN/个） | 发气量（L/Kg） |
| 1 | 28.7 | 93.35 |
| 2 | 41.9 | 113.46 |
| 3 | 35.3 | 100.04 |
| 4 | 31.5 | 95.28 |
| 5 | 34.9 | 105.15 |
| 6 | 38.1 | 101.37 |
| 7 | 29.3 | 98.13 |
| 8 | 28.4 | 91.28 |
| 9 | 39.2 | 105.12 |
| 10 | 42.0 | 112.35 |
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种电石粉成型粘结剂，其特征在于，含有如下重量份数的成分：
所述活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硬脂酸中的一种或两种以上任意组合。
2.根据权利要求1所述的电石粉成型粘结剂，其特征在于，含有如下重量份数的成分：
其中，粉煤灰中的氧化钙与氧化钙重量份数之和5～10。
3.根据权利要求2所述的电石粉成型粘结剂，其特征在于，所述粉煤灰中氧化钙含量大于15wt％。
4.根据权利要求1所述的电石粉成型粘结剂，其特征在于，所述活性剂为钛酸酯偶联剂。
5.权利要求1或2所述的电石粉成型粘结剂的制备方法，其特征在于，按照所述量取各成分，混合均匀即得。
6.权利要求1或2所述的电石粉成型粘结剂用于电石粉成型的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取所述电石粉成型粘结剂加入电石粉中；
2)将步骤1)所得混合料混合均匀；
3)将步骤2)所得混合料挤压成型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述电石粉成型粘结剂的加入量为电石粉质量的1～10％。
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|---|
| "粉煤灰作为一种无机球团粘结剂的应用";T•C•爱斯勒等;《国外金属矿选矿》;19991015;第7-12页 * |
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| CN104140686A (zh) | 2014-11-12 |
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