CN104745264A

CN104745264A - 硫氧型煤粘结剂、型煤及型煤的制备方法

Info

Publication number: CN104745264A
Application number: CN201410662353.8A
Authority: CN
Inventors: 都永生; 高东林; 山发寿; 秦占杰; 钟晓勇; 魏海成; 袁秦
Original assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2015-07-01

Abstract

本发明涉及煤粘合剂制备技术领域，特别是涉及一种硫氧型煤粘合剂，该硫氧型煤粘合剂形成的型煤以及该型煤的制备方法。本发明的硫氧型煤粘结剂利用了活性氧化镁和硫酸镁成分所形成的交联结构，增加了型煤的冷强度和热稳定性；并且，由于活性氧化镁的加入，在型煤燃烧时对于型煤中的硫元素具有一定的固定作用，增加了型煤的环保性；另外，本发明的型煤制备方法简单，可操作性强。

Description

硫氧型煤粘结剂、型煤及型煤的制备方法

【技术领域】

本发明涉及煤粘合剂制备技术领域，特别是涉及一种硫氧型煤粘合剂，该硫氧型煤粘合剂形成的型煤以及该型煤的制备方法。

【背景技术】

如今，随着生产的需要，型煤在工业上应用非常广泛，但在开采、存储、运输等过程中会产生大量的煤沫，由于使用量大造成资源的无效浪费。为解决这个问题，出现了型煤技术，即通过专用粘合剂将煤沫制成球形和其它形状，利于燃烧使用。

型煤粘结剂就是把煤粉粘结在一起，成型后保证型煤具有特定的形状和性能的粉状或液态的型煤辅助原料，在型煤技术的发展中，型煤添加剂的研究与应用具有重要的作用，而粘结剂又是添加剂中最主要的一种大部分粉煤成型必须添加粘结剂，优良的粘结剂不仅可提高型煤性能，而且还可简化成型工艺型煤粘结剂按其化学成分可分为有机类、无机类、复合类三大类，有机类一般价格较高、易产生二次污染，无机类一般需要养护时间长并且会增加灰分，复合类一般制备工艺复杂、价格高昂、防水性能差。

例如，无机粘结剂如现有技术CN103351899公布主要使用硅酸纳、二氧化硅、三氧化二铝等配方复杂，制备工艺较复杂，型煤灰分高；现有技术 CN201310378063主要使用铝矾土、高粘土、钛成本较高，型煤灰分高；现有技术CN201310272615使用粉煤灰、氧化钙、硅酸钠后续还要添加其它添加剂，工艺复杂；现有技术CN99109664使用粉煤灰、石灰、熟石膏后续还要添加尿素等添加剂，粘合剂配方复杂，灰分较高。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷，提供一种制备工艺简单，易于操作、价格低廉、具有较高的冷强度、热稳定性好的型煤粘合剂是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种硫氧型煤粘合剂。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种由该硫氧型煤粘合剂与煤沫形成的型煤以及该型煤的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种硫氧型煤粘结剂，其包括：

氧化镁组分；和

硫酸镁溶液组分；

其中，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量与所述的硫酸镁溶液中硫酸镁的质量之比为3～5:2～3。

一些实施方式中，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量百分比为50％～95％。

一些实施方式中，所述的硫酸镁溶液组分中硫酸镁溶液的质量浓度为1％～50％。

一些实施方式中，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量与所述的硫酸镁溶液中硫酸镁的质量之比在3:2～5:3的范围。

一些实施方式中，所述的氧化镁组分为白云石煅烧氧化镁、菱镁矿煅烧氧化镁或盐湖水氯镁石热解氧化镁。

一些实施方式中，该粘结剂包括：

活性氧化镁质量百分比50％～90％的氧化镁组分4～8份；和

质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。

本发明还提供可一种型煤，其包括：

煤沫；和

所述煤沫质量5％～15％的上述的硫氧型煤粘结剂。

本发明另外还提供了上述型煤的制备方法，包括如下步骤：

将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物的混合步骤；以及

于搅拌下将硫酸镁溶液加入至所述混合物的成型步骤；

其中，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量与所述的硫酸镁溶液中硫酸镁的质量之比为3～5:2～3，所述氧化镁组分与所述硫酸镁溶液组分组成的硫氧型煤粘结剂占所述煤沫的质量的5％～15％。

一些实施方式中，所述的粘结剂包括：

活性氧化镁质量百分比50％～90％的氧化镁组分4～8份；和

质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的硫氧型煤粘结剂利用了活性氧化镁和硫酸镁成分所形成的交联结构，增加了型煤的冷强度和热稳定性；并且，由于活性氧化镁的加入，在型煤燃烧时对于型煤中的硫元素具有一定的固定作用，增加了型煤的环保性；另外，本发明的型煤制备方法简单，可操作性强。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明中所提及的活性氧化镁，分子式MgO，相对分子质量40.30，其化学组成、物理形态等指标与普通氧化镁没有太大的区别，但活性氧化镁的部分指标与普通氧化镁要求不同；如要有适宜的粒度分布，平均粒径：<2000nm；微观形态为不规则颗粒或近球形颗粒或片状晶体；用柠檬酸(CAA值)标示的活性为12～25s(数值越小活性越高)；用吸碘值表示的活性为80～120(mgI2/100gMgO)；比表面在5～20m3/g之间，视比容6～8.5mL/g之间。此外，由于这种氧化镁的活性较高，容易吸水，有时需要进行化学处理加以保护。在某些方面表现出常规材料所不具备的特殊性质，因此作为一种新型材料被广泛应用。

本发明提供的硫氧型煤粘结剂包括主要比例的氧化镁组分和硫酸镁溶液组分，其中，氧化镁组分的活性成分为活性氧化镁，这种氧化镁水合后形成水镁石，是有用的粘结性组分，为有效的镁基固硫剂，在型煤燃烧时对型煤中的硫元素有固定作用；硫酸镁溶液组分中的有效成分实际为硫酸镁和水，硫酸镁溶液中所含的水成分提供了水合反应所需的水，活性氧化镁与硫酸镁混合后水合反应生成含氧硫酸镁，该含氧硫酸镁形成具有交联结构的镁水泥成分与煤沫交联，增加了型煤的冷强度和热稳定性。

在上述的硫氧型煤粘结剂中，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量与所述的硫酸镁溶液中硫酸镁的质量之比为3～5:2～3。

在本发明的较佳实施方式中，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量百分比为50％～95％；所述的硫酸镁溶液组分中硫酸镁溶液的质量浓度为1％～50％。

其中，以所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量与所述的硫酸镁溶液中硫酸镁的质量之比在3:2～5:3的范围内为更佳，以下述比例为最佳：活性氧化镁质量百分比50％～90％的氧化镁组分4～8份；和质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。

本发明的粘结剂中的氧化镁组分可以为白云石煅烧所得的氧化镁，也可以为菱镁矿煅烧所得的氧化镁或盐湖水氯镁石热解所得的氧化镁。

本发明所述的白云石为包含碳酸镁和碳酸钙的矿物，所述的菱镁矿的主要成分为碳酸镁，由于上述两种矿石包含了除碳酸镁有效成分之外的杂质，在高温煅烧时产生称为“僵化氧化镁”的活性很低的氧化物，该氧化物在加入水时要在例如活性氧化镁等物质水合很久之后才水合，因此，由上述两种矿石煅烧形成的氧化镁组分中必须保证活性氧化镁的质量百分比，以保证本发明的粘结剂的粘结性能。为了减小僵化氧化镁的生成，可将上述矿石在相对的低温下煅烧。

本发明中所提及盐湖水氯镁石为中国青海省的查尔汗盐湖的水氯镁石，其主要成分为氯化镁，还包括硫酸镁、氯化钠、氯化钾等。

另外，本发明还提供了一种型煤，其组成包括：煤沫和上述的硫氧型煤粘结剂，其中，所述的硫氧型煤粘结剂为煤沫质量的5％～15％。

本发明的型煤采用下述的方法制备：

首先，将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物；

然后，于搅拌下将硫酸镁溶液加入至所述混合物中进行成型；

上述步骤中，粉末状的煤沫和氧化镁组分均匀混合后形成粉末状混合物，再边搅拌边加入硫酸镁溶液，氧化镁组分中的活性氧化镁与溶液中的水发生水合形成粘结成分，同时，氧化镁组分中的活性氧化镁与硫酸镁溶液中的硫酸镁共同水合形成镁水泥交联结构，与煤沫交联形成型煤。

另外，在上述硫酸镁溶液组分的水量不够时，还可在成型步骤中添加适量的水，以满足水合要求。

经过测试，以上方法制备的型煤的冷、热强度均达到工业用煤国家标准一级指标要求，跌落强度也达到国家要求，在1200℃-1300℃的高温下不爆裂、不松散、不结疤，具有较好的热稳定性，由于氧化镁的加入具有一定的固硫作用，所制备的型煤二氧化硫排放量较小。

本发明的硫氧型煤粘结剂利用了活性氧化镁和硫酸镁成分所形成的交联结构，增加了型煤的冷强度和热稳定性；并且，由于活性氧化镁的加入，在型煤燃烧时对于型煤中的硫元素具有一定的固定作用，增加了型煤的环保性；另外，本发明的型煤制备方法简单，可操作性强。

另外，本发明的粘合剂能适用于各种原煤，且制作方法简单，减少二氧化硫污染、成本低具有较好的市场推广应用价值。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种硫氧型煤粘结剂，包括：

氧化镁组分：活性氧化镁质量含量90％的氧化镁4份；

硫酸镁溶液组分：质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。

实施例2:

本发明实施例2提供了一种硫氧型煤粘结剂，包括：

氧化镁组分：活性氧化镁质量含量50％的氧化镁8份；

硫酸镁溶液组分：质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。

实施例3:

本发明实施例3提供了一种硫氧型煤粘结剂，包括：

氧化镁组分：活性氧化镁质量含量50％的氧化镁6份；

硫酸镁溶液组分：质量浓度20％的硫酸镁溶液10份。

实施例4:

本发明实施例3提供了一种硫氧型煤粘结剂，包括：

氧化镁组分：活性氧化镁质量含量50％的氧化镁10份；

硫酸镁溶液组分：质量浓度30％的硫酸镁溶液10份。

实施例5:

本发明实施例5提供了一种型煤，按照如下方法制备：

首先，将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物；

其中，所述氧化镁组分与所述硫酸镁溶液组分组成的硫氧型煤粘结剂为实施例1所得的粘结剂，另外，粘结剂为煤沫质量的5％～15％。

实施例6:

本发明实施例6提供了一种型煤，按照如下方法制备：

首先，将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物；

其中，所述氧化镁组分与所述硫酸镁溶液组分组成的硫氧型煤粘结剂为实施例2所得的粘结剂，另外，粘结剂为煤沫质量的5％～15％。

实施例7:

本发明实施例7提供了一种型煤，按照如下方法制备：

首先，将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物；

其中，所述氧化镁组分与所述硫酸镁溶液组分组成的硫氧型煤粘结剂为实施例3所得的粘结剂，另外，粘结剂为煤沫质量的5％～15％。

实施例8:

本发明实施例8提供了一种型煤，按照如下方法制备：

首先，将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物；

其中，所述氧化镁组分与所述硫酸镁溶液组分组成的硫氧型煤粘结剂为实施例4所得的粘结剂，另外，粘结剂为煤沫质量的5％～15％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种硫氧型煤粘结剂，其特征在于，其包括：

氧化镁组分；和

硫酸镁溶液组分；

2.根据权利要求1所述的硫氧型煤粘结剂，其特征在于，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量百分比为50％～95％。

3.根据权利要求1所述的硫氧型煤粘结剂，其特征在于，所述的硫酸镁溶液组分中硫酸镁溶液的质量浓度为1％～50％。

4.根据权利要求1所述的硫氧型煤粘结剂，其特征在于，所述的氧化镁组分中活性氧化镁的质量与所述的硫酸镁溶液中硫酸镁的质量之比在3:2～5:3的范围。

5.根据权利要求1所述的硫氧型煤粘结剂，其特征在于，所述的氧化镁组分为白云石煅烧氧化镁、菱镁矿煅烧氧化镁或盐湖水氯镁石热解氧化镁。

6.根据权利要求1所述的硫氧型煤粘结剂，其特征在于，该粘结剂包括：

活性氧化镁质量百分比50％～90％的氧化镁组分4～8份；和

质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。

7.一种型煤，其特征在于，其包括：

煤沫；和

所述煤沫质量5％～15％的权利要求1至6任一项所述的硫氧型煤粘结剂。

8.一种型煤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将煤沫与氧化镁组分均匀混合形成混合物的混合步骤；以及

于搅拌下将硫酸镁溶液加入至所述混合物的成型步骤；

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的氧化镁组分为白云石煅烧氧化镁、菱镁矿煅烧氧化镁或盐湖水氯镁石热解氧化镁。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂包括：

活性氧化镁质量百分比50％～90％的氧化镁组分4～8份；和

质量浓度30％的硫酸镁溶液8份。