利用固体废弃物制备型煤粘结剂的方法及所得型煤粘结剂与流程

本发明涉及煤化工领域，具体涉及利用固体废弃物制备型煤粘结剂的方法及所得型煤粘结剂。

背景技术：

煤炭作为重要的能源，在开发利用过程中会带来许多污染问题，寻找高效、洁净的燃煤方式是我国亟需解决的问题。型煤与散煤相比，具有热利用率高，节约能源，降低大气污染、制备简单、应用广泛等优点。发展型煤是有效利用煤炭资源、减少烟尘排放的重要途径。型煤成型过程需要加入适量粘结剂，增加型煤的强度、热稳定性、反应活性，并起到固硫作用。常见的粘结剂分为无机、有机和复合粘结剂三种类型，是型煤生产过程的关键。粘结剂选取范围广泛，但受成本影响，开发一种廉价、固硫作用好的的复合粘结剂，保证型煤强度并降低其燃点是技术关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用冶金渣、粉煤灰、秸秆等工业固体废弃物制备型煤粘结剂的方法，以及由该方法制备得到的型煤粘结剂。该方法可有效利用固体废弃物资源，节能环保且经济效益可观。

本发明提供了一种利用固体废弃物制备型煤粘结剂的方法，包括步骤：

将40～70重量份的冶金渣、10～30重量份的粉煤灰、10～20重量份的秸秆混合，得到混合物料；

将所述混合物料研磨得到颗粒，利用混料机将所述颗粒混匀，得到型煤粘结剂。

上述制备型煤粘结剂的方法中，所述秸秆经NaOH溶液进行改性处理。所述NaOH溶液的质量浓度为1～2％。

上述制备型煤粘结剂的方法中，所述混料机混匀颗粒的时间为30～40min。

上述制备型煤粘结剂的方法中，所述颗粒中，粒径≤100目颗粒的百分比≥90wt％。

上述制备型煤粘结剂的方法中，所述冶金渣中包括CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO。

上述制备型煤粘结剂的方法中，所述粉煤灰中包括CaO、SiO₂、Al₂O₃。

本发明还提供了一种型煤粘结剂，所述型煤粘结剂由上述方法制备，其组成包括30～40重量份的CaO、40～50重量份的SiO₂、10～20重量份的Al₂O₃、5～10重量份的MgO、2～5重量份的FeO。

本发明利用固体废弃物资源制备型煤粘结剂的方法，环保节能，工艺流程简单。同时，由该方法制备的型煤粘结剂性能优良，所生产型煤的各项指标性能均符合要求，具有显著的工业应用价值。

附图说明

图1为本发明利用固体废弃物制备型煤粘结剂的方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

由图1，本发明的型煤粘结剂采用冶金渣、粉煤灰、秸秆等固体废弃物为原料。将40～70重量份的冶金渣、10～30重量份的粉煤灰、10～20重量份的秸秆混合，制备混合物料。本发明中，根据粉煤灰挥发分、规定的碳含量、灰熔点、硫含量等参数，粘结剂的配方可做相应的调整。其中，本发明实施例中采用的秸秆，为经质量浓度为1～2％的NaOH溶液进行改性处理后，得到的改性后秸秆。改性后的秸秆形成网状纤维结构，其中的木质素分解产生粘性物质。由改性后秸秆制备的型煤黏结剂可提高型煤的冷强度，并降低型煤的着火点。

然后，对上述得到的混合物料进行研磨。研磨所得的颗粒中粒径≤100目的颗粒占颗粒总质量的比例≥90wt％(wt％为质量百分比)。并将颗粒置于混料机上混合30～40min。混合均匀后成袋包装，即得型煤粘结剂。

本发明所用冶金渣的主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO，以及少量的FeO。粉煤灰的主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃。其中，大量的CaO吸收SO₂后得到Ca SO₄，起到固硫的作用。由上述原料制备得到的型煤粘结剂中包括30～40重量份的CaO、40～50重量份的SiO₂、10～20重量份的Al₂O₃、5～10重量份的MgO、2～5重量份的FeO。

其中的CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO在高温时均能起到很好的固硫作用，并保证型煤粘结剂的热强度稳定性。

在型煤成型过程中，向粉煤中添加本发明制备的型煤粘结剂。添加的量为：每吨粉煤中添加3～6wt％的型煤粘结剂。型煤成型后，其冷强度＞1000N/个，热强度为350～450N/个，热稳定性＞90％，成球率＞96wt％。该型煤燃烧后，其固硫率为70～80％。

实施例1

选用太钢高炉渣、平朔电厂粉煤灰、当地玉米杆作为制备型煤粘结剂的原料。取65重量份的高炉渣、25重量份的粉煤灰、10重量份的经1％NaOH溶液改性的玉米杆，将该三种原料混合。混合后磨细至粒径小于100目的颗粒占颗粒总质量的95％，在混料机上混合30min，制成粘结剂。

选用山西宁武矿的煤制备型煤。每吨粉煤中添加3％质量比的上述粘结剂。压球成型后，所得型煤冷强度为1250N/个，热强度为380N/个，热稳定性为92％，成球率为96％，燃烧后固硫率为75％。

实施例2

选用太钢高炉渣、平朔电厂粉煤灰、当地玉米杆作为制备型煤粘结剂的原料。取40重量份的高炉渣、20重量份的粉煤灰、20重量份的经2％NaOH溶液改性的玉米杆，将该三种原料混合。混合后磨细至粒径小于100目的颗粒占颗粒总质量的91％，在混料机上混合35min，制成粘结剂。

选用山西宁武矿的煤制备型煤。每吨粉煤中添加4％质量比的上述粘结剂。压球成型后，所得型煤冷强度为1000N/个，热强度为450N/个，热稳定性为92％，成球率为96％，燃烧后固硫率为70％。

实施例3

选用马钢高炉渣、大唐电厂粉煤灰、当地玉米杆作为制备型煤粘结剂的原料。取55重量份的高炉渣、30重量份的粉煤灰、15重量份的经1.5％NaOH溶液改性的玉米杆，将该三种原料混合。混合后磨细至粒径小于100目的颗粒占颗粒总质量的92％，在混料机上混合30min，制成粘结剂。

选用山西宁武矿的煤制备型煤。每吨粉煤中添加3％质量比的上述粘结剂。压球成型后，所得型煤冷强度为1320N/个，热强度为420N/个，热稳定性为95％，成球率为98％，燃烧后固硫率为78％。

实施例4

选用马钢高炉渣、大唐电厂粉煤灰、当地玉米杆作为制备型煤粘结剂的原料。取70重量份的高炉渣、10重量份的粉煤灰、10重量份的经1％NaOH溶液改性的玉米秆，将该三种原料混合。混合后磨细至粒径小于100目的颗粒占颗粒总质量的93％，在混料机上混合40min，制成粘结剂。

选用山西宁武矿的煤制备型煤。每吨粉煤中添加5％质量比的上述粘结剂。压球成型后，所得型煤冷强度为1330N/个，热强度为410N/个，热稳定性为96％，成球率为97％，燃烧后固硫率为80％。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。