CN105296045A - 一种高粘度型煤防水复合粘结剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：预糊化淀粉350~？400份、氧化镁400~450份、粉煤灰100~150份、赤泥50~100份、纯碱6~8份和聚丙烯酰胺4~6份。本发明粘结剂的粘度≥20000Mpa.s、粒度200目达85%、水分≤10%和pH值为8.5~9.0。使用本发明粘结剂生产的型煤不仅具有很强的防水性能，还具有易燃、热稳定性好、冷热强度高、反应活性高、热效率高、环保优点，同时还具有原料来源广泛、成本低、制备工艺简单等优点，具有很好的社会、生态和经济效益，容易实现大规模化生产。

Description

一种高粘度型煤防水复合粘结剂

技术领域

本发明涉及粘结剂技术领域，尤其是一种高粘度型煤防水复合粘结剂。

背景

型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比，机械强度，和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。型煤冷压成型工艺中，粘结剂的研制是关键技术之一，它直接决定型煤的冷、热态强度、防水性、热稳定性和燃烧性等指标。当前开发的型煤粘结剂主要分为有机、无机和复合粘结剂三大类。有机粘结剂的粘结性能好，型煤干燥固化以后具有较高的机械强度；但是，由于有机粘结剂中的有机物在高温下易分解和燃烧，会丧失粘结力，因此，型煤的热态强度一般较差。另外，有些有机粘结剂具有一定的吸水性，因而型煤易潮解。无机粘结剂制得的型煤具有较高的机械强度，而且热态强度也较高。其缺点是增加了型煤中的非可燃无机成分，从而降低了型煤的发热量。复合粘结剂是同时使用两种不同类型的粘结剂，可相互弥补单一粘结剂存在的不足，使型煤达到最佳效果。复合型粘结剂是近年来型煤粘结剂发展的研究方向。

中国专利CN103571561A公开了一种可再生型煤液体粘结剂，其配方包括如下成分：预糊化淀粉11.0％、变性生物秸杆4.0％、木质素0.7％、氯化钠0.5％、草木灰0.2％、纯碱1.0％和水82.6％。该发明具有原料来源广泛、成本低、可再生等优点。但是，粘结剂存在粘度低，生产型煤困难，成型率低，容易吸水，使得大多数型煤易潮解等不足。

中国专利CN102796585B公开了一种新型防水复合型煤粘结剂，按照重量份数比，包括以下组分：膨润土400-600份、增粘剂5-10份、烟囱灰300-400份和碱木素100-150份；所述增粘剂由海藻酸钠1-5份、羟甲基纤维素1-5份、薯渣类细粉2-5份、交联剂0.1-1份、氢氧化钙0.1-1份和丙烯酸甲酯0.05-0.5份混合制成。该发明的粘结剂不仅具备400倍以上的强吸水率，而且原料来源广泛，成本低，加入该粘结剂的型煤机械强度高，热稳定性和反应活性好。但也存在产品粘度不高、生产型煤成型率较低、使型煤的灰分增加、发热量降低等不足。

中国专利CN103710065B公开了一种新型防水复合型煤粘结剂，各原料组分重量比例为：膨润土40-45％、淀粉3-4％、特种树脂1-3％、有机高分子材料6-9％、水泥40-50％。其中，所述的特种树脂为热塑性酚醛树脂；所述的有机高分子材料为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠或者聚丙烯酰胺。该发明粘结剂的添加量低、制备工艺简单、无任何二次污染优点，但也存在原料成本高、热稳定性能差等不足。

目前市场上使用各种各样的粘结剂，粘结剂的发展有了一定的技术基础，但是从型煤冷强度、热强度、耐水性、固定碳、经济性的指标要求，还没有一种理想的粘结剂。因此，研究型煤粘结剂显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有型煤粘结剂存在粘度低、成本高、热稳定性能差、防水性能差等不足，提供一种高粘度型煤防水复合粘结剂。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：

预糊化淀粉350~400份、氧化镁400~450份、粉煤灰100~150份、赤泥50~100份、纯碱6~8份和聚丙烯酰胺4~6份。

作为本发明优选的方案：以上所述的高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：

预糊化淀粉400份、氧化镁450份、粉煤灰120份、赤泥100份、纯碱8份和聚丙烯酰胺6份。

以上所述高粘度型煤防水复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，称取预糊化淀粉350~400份、氧化镁400~450份、粉煤灰100~150份、赤泥50~100份、纯碱6~8份和聚丙烯酰胺4~6份，将各组分加入粉碎机分别粉碎至150~250目，再将各组分加入搅拌机，在转速为80~120r/min下搅拌10~20min，即可得到高粘度型煤防水复合粘结剂。

以上所述粘结剂的粘度≥20000Mpa.s、粒度200目达85%、水分≤10%和pH值为8.5~9.0。

以上所述高粘度型煤防水复合粘结剂的应用中，粘结剂的加入量为煤粉重量的3~5%。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

1、本发明的配方以预糊化淀粉、氧化镁、粉煤灰、赤泥为主要原料，再加入聚丙烯酰胺配成复合粘结剂，本粘结剂的粘度大于20000Mpa.s、粒度200目达85%水分≤10%和pH值为8.5~9.0，其应用在型煤生产过程中，可增加煤粒间的内聚力，从而提高型煤的成型率，型煤成型率可达到95%。

2、本发明的粘结剂，具备600倍以上的强吸水率作用，保证雨雪和南方回潮湿天气都能制备型煤，满足了企业全年都能生产。该粘结剂生产的型煤，不怕风吹雨打，可露天堆放，制成的煤球在水中浸泡一个月不溃散，且具有很好的稳定性能，浸泡后的煤球干燥后仍能恢复较高的抗压能力，解决了南方潮湿对型煤的影响。

3、本发明以氧化镁为主要原料，在型煤燃烧过程中能起到助燃作用，使型煤的反应活性得到提高，型煤球达到充分完全燃烧的效果；氧化镁在反应过程中起到固硫的作用，使型煤的二氧化硫反应生成硫酸镁，从而减少二氧化硫废气的排放；同时还具有粘结、防水及增强的效果。

4、本发明的粘结剂在型煤生产过程中，粘结剂的加入量仅为煤粉重量的3~5%，降低了型煤的生产成本。

5、使用本发明粘结剂生产的型煤不仅具有很强的防水性能，还具有易燃、热稳定性好、冷热强度高、反应活性高、热效率高、环保等优点；使用时不需加碱，不需蒸煮和沤制，工人劳动强度减少、降低成本。其中使用本粘结剂生产的型煤的发热量为26.46MJ/kg、冷抗压强度达到85kg/个以上、热抗压强度达30kg/个以上、浸水强度达15kg/个以上、浸水一个月后复干强度60kg/个以上和灰分（以干基计）小于20%。

6、本发明的复合粘结剂还具有原料来源广泛、成本低、制备工艺简单等优点，具有很好的社会、生态和经济效益，容易实现大规模化生产。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。

实施例1

一种高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：预糊化淀粉350份、氧化镁400份、粉煤灰120份、赤泥60份、纯碱6份和聚丙烯酰胺4份。

其制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，称取预糊化淀粉350份、氧化镁400份、粉煤灰120份、赤泥60份、纯碱6份和聚丙烯酰胺4份，将各组分加入粉碎机分别粉碎至150目，再将各组分加入搅拌机，在转速为80r/min下搅拌20min，即可得到高粘度型煤防水复合粘结剂。

实施例2

一种高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：预糊化淀粉350份、氧化镁420份、粉煤灰100份、赤泥80份、纯碱6份和聚丙烯酰胺5份。

制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，称取氧化镁420份、预糊化淀粉350份、粉煤灰100份、赤泥80份、纯碱6份和聚丙烯酰胺5份，将各组分加入粉碎机分别粉碎至200目，再将各组分加入搅拌机，在转速为100r/min下搅拌15min，即可得到高粘度型煤防水复合粘结剂。

实施例3

一种高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：预糊化淀粉380份、氧化镁420份、粉煤灰150份、赤泥50份、纯碱7份和聚丙烯酰胺5份。

制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，称取预糊化淀粉380份、氧化镁420份、粉煤灰150份、赤泥50份、纯碱7份和聚丙烯酰胺5份，将各组分加入粉碎机分别粉碎至250目，再将各组分加入搅拌机，在转速为120r/min下搅拌10min，即可得到高粘度型煤防水复合粘结剂。

实施例4

一种高粘度型煤防水复合粘结剂，包括以下重量份的原料：预糊化淀粉400份、氧化镁450份、粉煤灰120份、赤泥100份、纯碱8份和聚丙烯酰胺6份。

制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，称取预糊化淀粉400份、氧化镁450份、粉煤灰120份、赤泥100份、纯碱8份和聚丙烯酰胺6份，将各组分加入粉碎机分别粉碎至200目，再将各组分加入搅拌机，在转速为100r/min下搅拌15min，即可得到高粘度型煤防水复合粘结剂。

经过检测，本发明实施例1～4复合粘结剂的产品质量指标如表1所示。

表1：.复合粘结剂的产品质量指标

	粘度（Mpa.s）	粒度200目	水分（%）	pH值	外观
						实施例1	20000	87	10	8.5	灰白色
实施例2	20000	85	8.5	8.9	灰白色
						实施例3	21000	89	9	8.8	灰白色
实施例4	23000	86	8	9.0	灰白色

国家对型煤粘结剂的标准为：粘度≥3500Mpa.s、粒度60目≥80、pH值8~9和水分≤12%。从上表可知，本发明复合粘结剂的均优于我国Q/LH001-2010《DF-1煤复合粘结剂》标准。

应用实施例

实施例1

将实施例1的复合粘结剂应用在型煤的生产中，具体的生产步骤如下：在煤粉中分别加入3%的粘结剂，搅拌混合均匀，在压力为6MPa、温度为30℃下进行冷压成型，成型后在90℃下烘干，即可得到型煤。

实施例2

将实施例2的复合粘结剂应用在型煤的生产中，具体的生产步骤如下：在煤粉中分别加入5%的粘结剂，搅拌混合均匀，在压力为6MPa、温度为30℃下进行冷压成型，成型后在90℃下烘干，即可得到型煤。

实施例3

将实施例3的复合粘结剂应用在型煤的生产中，具体的生产步骤如下：在煤粉中分别加入4%的粘结剂，搅拌混合均匀，在压力为6MPa、温度为30℃下进行冷压成型，成型后在90℃下烘干，即可得到型煤。

实施例4

将实施例4的复合粘结剂应用在型煤的生产中，具体的生产步骤如下：在煤粉中分别加入5%的粘结剂，搅拌混合均匀，在压力为6MPa、温度为30℃下进行冷压成型，成型后在90℃下烘干，即可得到型煤。

将上述实施例制备的型煤经检测，其结果如表2和表3所示。

表2：型煤的产品质量检测结果

表3：型煤的燃烧试验结果

Claims (5)

1.一种高粘度型煤防水复合粘结剂，其特征在于：包括以下重量份的原料：预糊化淀粉350~400份、氧化镁400~450份、粉煤灰100~150份、赤泥50~100份、纯碱6~8份和聚丙烯酰胺4~6份。

2.根据权利要求1所述的一种高粘度型煤防水复合粘结剂，其特征在于：包括以下重量份的原料：预糊化淀粉400份、氧化镁450份、粉煤灰120份、赤泥100份、纯碱8份和聚丙烯酰胺6份。

3.根据权利要求1或2所述的一种高粘度型煤防水复合粘结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按重量份数计，称取预糊化淀粉350~400份、氧化镁400~450份、粉煤灰100~150份、赤泥50~100份、纯碱6~8份和聚丙烯酰胺4~6份，将各组分加入粉碎机分别粉碎至150~250目，再将各组分加入搅拌机，在转速为80~120r/min下搅拌10~20min，即可得到高粘度型煤防水复合粘结剂。

4.根据权利要求1~3任何一项所述的一种高粘度型煤防水复合粘结剂，其特征在于：所述粘结剂的粘度≥20000Mpa.s、粒度200目达85%、水分≤10%和pH值为8.5~9.0。

5.根据权利要求1所述一种高粘度型煤防水复合粘结剂的应用，其特征在于：所述的粘结剂的加入量是煤粉重量的3~5%。