专利名称：一种防水高强型煤粘结剂的制作方法
技术领域：
本发明属于基于无机成分的粘合剂。主要适用制造各种型煤。
热能资源之一的煤炭，除块煤、火电厂用粉煤及炼铁用焦炭可直接利用外，尚有巨大数量的煤粉、煤泥、低热值粉煤灰、石煤、油母页岩、煤矸石等低热能燃料需要开发利用，使之成为工业上有用的燃料，拓宽能源来源，降低工业生产成本，增加经济效益。利用粘结剂，将上述低热能燃料制成型煤，则可使这部分低热能燃料得以充分利用，为社会作出贡献。
对工业用型煤，一方面要求具有良好的防水性，以免在运输过程和露天储存时因吸水而松散，仍能保持较高的耐压强度;另一方面要求发热量高，灰分低，挥发分少，固定碳高，燃烧效率高，含硫量低，热稳定性好，不结渣等，最好能与优质块煤的性能相当，或个别性能高于优质块煤。从而保证型煤的热效率和使用效益。根据使用目的，型煤可分为造气(制造化肥)、煤气、锅(窑)炉燃烧及民用四种类型。型煤是否有应用前景或实际用途，主要取决于能否保持原有形状，而保持原有形状的关键在于选用合理的粘结剂。这样的粘结剂应具有如下条件1、原料资源丰富，容易获取，价格便宜;
2、制造型煤的工艺简单，不需加热干燥，节省能源;
3、所制备的型煤性能优异;
4、粘结剂本身参加反应，可以燃烧，提高发热量;
5、具有良好的固硫、固尘及控制挥发等特性。
由此看出，型煤的性能既取决于原料粉煤的质量，又与所采用的粘结剂紧密相关。
在现有技术中，依据所用粘接剂的种类，开发了多种型煤。这些型煤虽然都具有一定的热效率和使用价值，但都存在各自的缺点(CN1040215A、CN1059166A)。
现分述如下1、石油沥青型煤以石油沥青为粘结剂。其制备过程需在150～200℃温度下搅拌混合0.5～1小时，需消耗一定的热能，成本高，防水性差，且污染环境。
2、焦油沥青型煤以焦油沥青为粘结剂。其工艺过程需在900℃温度下，经36小时的焦化处理，故热能消耗大，成本高，另外防水性差，且污染环境，工艺也较复杂。
3、石灰碳化型煤以石灰为粘结剂。在工艺上需经150～200℃温度下、9小时的碳化处理，工艺较复杂，防水性差，且增加25～30%的灰分。
4、水泥型煤以硅酸盐水泥为粘结剂。该型煤在制备过程中，固化时间长，成型较难，且热稳定性差，增加灰分;它具有一定的防水性。
5、粘土型煤以粘土为粘结剂。该型煤不防水，且耐压强度低，影响燃烧，增加灰分。
6、淀粉复合型煤以淀粉及矿物质(如硅酸盐类)为粘结剂。其工艺需经100～150℃温度下，烘干2～3小时。该工艺复杂，且需消耗一定的热能。所制备的型煤防水性能差，另外，还需消耗一定的粮食。
7、纸浆废液型煤以造纸废液为粘结剂。工艺上需要烘干(100～150℃，2～3小时)，也需消耗一定的热能，且防水性能也差。
由以上看出，采用各种粘结剂所制备的型煤，其共同的缺点是防水性差，强度不高，易松散破碎，给运输和储存带来一定的困难，其性能也未能完全满足使用要求。
本发明的目的在于提供一种防水高强型煤粘结剂。采用该粘结剂所生产的型煤，不仅具有良好的防水性和较高的冷、热耐压强度，而且还有发热量高、燃烧效果好、含灰分少和成本低等优点。
根据上述目的，本发明粘结剂主要技术方案的出发点一是由该粘结剂所制备的型煤具有优异的防水性能和使用性能;二是当所制备的型煤进行燃烧时，粘结剂本身能够参加反应，产生非碳燃烧，显著提高发热量。
为此，本发明防水高强型煤粘结剂由固化剂、增强剂、热固剂和活化剂组成，其具体化学成分(重量%)如下固化剂30～66%，增强剂10～30%，热固剂0～25%，活化剂5～15%。
固化剂由MgO和Mg(SO4)2·6H2O组成，其配比(重量%)为MgO 88～92%，Mg(SO4)2·6H2O.8～12%。
增强剂由粘土矿、炼铁水渣、Ca(SO4)2·2H2O和CaF2组成。其配比(重量%)为粘土矿40～46%，炼铁水渣40～46%，Ca(SO4)2·2H2O 0～12%，CaF22～8%。
热固剂为褐煤或焦煤中任一种或两种之混合物。
活化剂由MgCl2和H2O组成，其配比(重量%)为MgCl25～8%，H2O 92～95%。
上述粘结剂组份的原料，均采用粉料，其粒度要求小于0.07mm。
在上述粘结剂的化学组成中，各组份的作用(本发明的化学成分设计原理)如下固化剂中的MgO在最终的粘结剂制品中，呈胶体状，该MgO胶凝的水化性可显著提高型煤的防水性，并使之具有较高的强度。
在增强剂的粘土矿中，含有大量的SiO2及Al2O3，炼铁水渣中含有部分Fe2O3，再加上少量CaF2，就使得型煤在燃烧中有坚实的骨架，防止结渣，具有良好的透气性，从而提高燃烧率。
热固剂中的褐煤或焦煤都具有热粘结性，保证热状态下的型煤燃烧不散，有利于提高热稳定性。
活化剂中的MgCl2和固化剂中的Mg(SO4)2一起参予燃烧过程中，具有活化作用，促使活化非碳燃烧，能大大提高热效率。
本发明所述的粘结剂采用一般粉末制品的生产方法进行制备。首先将固化剂、热固剂和增强剂三种组份进行粉碎、过筛，使之达到粒度要求;将符合粒度要求的各组份按其化学成分配比，进行称重配料;然后将配好的混合料加入混料机中进行混合，混合均匀后，再加入适量活化剂水溶液，经充分混合后，即成为本发明防水高强型煤粘结剂。
本发明防水高强型煤粘结剂用于制造各种类别的型煤。
与现有技术相比，本发明粘结剂具有如下优点(1)原料来源广泛，价格便宜。
(2)粘结性能好，具有很强的粘结作用，使得用该粘结剂制造型煤不仅具有优异的防水性能，而且还有较高的冷、热耐压强度。
(3)用该粘结剂制造型煤，工艺简单，不需加热干燥，节省能源。
(4)除粘结作用外，当型煤燃烧时，粘结剂本身参加燃烧反应，发生非碳燃烧，显著提高发热量。
(5)能降低CO2、SO2及C粒的排放量，且固硫率高(≥60%)减少环境污染。
(6)任何燃料(优质或劣质煤)均可采用本发明粘结剂制备各种型煤，拓宽了能源来源，变废为宝。
实施例根据本发明粘结剂的化学成分范围，配制了四批粘结剂。四批粘结剂的化学成分配比如表1所示。组份中固化剂、增强剂、热固剂和活化剂的组成配比分别如表2、表3、表4和表5所示。上述成分中各组份的粒度均小于0.07mm。
采用四批粘结剂制备了四批型煤。四批型煤所用的燃料种类、粘结剂批号和成型条件如表6所示。型煤制备后，并对四批型煤进行了耐压试验及热稳定性、活性和灰熔点的测试，其结果列入表7。
为了对比，还采用了其它种类的粘结剂在同样成型条件下制备三批对比型煤，其成型条件及型煤性能分别列入表6和表7。对比例型煤批号5、6、7。
权利要求
1.一种防水高强型煤用粘结剂，其特征在于(1)该粘结剂的化学成分(重量%)为固化剂30～66%，增强剂10～30%，热固剂0～25%，活化剂5～15%。(2)固化剂的组成配比(重量%)为MgO88～92%，Mg(SO4)2·6H2O8～12%。(3)增强剂的组成配比(重量%)为粘土矿40～46%，炼铁水渣40～46%，Ca(SO4)2·2H2O 0～12%，CaF22～8%；(4)热固剂为褐煤或焦煤中任一种或两种之混合物；(5)活化剂的组成配比(重量%)为MgCl25～8%，H2O92～95%；
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于各组份原料的粒度小于0.070mm。
3.权利要求1所述的一种防水高强型煤粘结剂的用途，其特征在于该粘结剂用于制造各种类别的型煤。
全文摘要
本发明提供了一种防水高强度型煤粘结剂。主要适用于制造各种类型的型煤。该粘结剂的化学成分(重量％)为固化剂30～66％，增强剂10～30％，热固剂0～25％，活化剂5～15％。其中固化剂由MgO和Mg(SO
文档编号C10L5/12GK1104244SQ9411692
公开日1995年6月28日 申请日期1994年10月14日 优先权日1994年10月14日
发明者祝朝晖, 耿花云, 李华林 申请人:祝朝晖