一种高强防水复合型煤粘合剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，涉及型煤制作技术领域，具体包括以下步骤：1)将无机固化剂、高能活化剂、表面活性剂和热稳定剂分别粉碎、过筛；2)将步骤1)中过筛后的各物料混合均匀，得混合粉末；3)取一容器，加入水，将生物质纤维投入水中，待生物质纤维充分吸水后以搅拌器搅拌，使生物质纤维在水中得以充分分散开；4)将步骤2)中得到的混合粉末加入步骤3)的容器中，边加混合粉末边搅拌，直到混合均匀后即得到高强防水复合型煤粘合剂。该发明提供的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，工艺简单，原料易获得，制得的粘合剂能有效强化型煤的冷态强度，提高型煤的热态性能和发热量，并降低粘合剂生产成本。
【专利说明】
一种高强防水复合型煤粘合剂的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及型煤制作技术领域，具体涉及一种高强防水复合型煤粘合剂的制备方法。【背景技术】
[0002]型煤粘合剂是无机物与多种有机化工原料经过复杂的化学反应而成，加入粉煤迅速形成针网状结构，从而使型煤具有很高的冷、热机械强度和热稳定性;很高的防潮、防水性能和水浸强度;投入炉内燃烧值高，燃烧后热强度高，下落破碎率低，不含灰，无污染，操作简单。
[0003]目前，我国公布了 CN86101384、CN86108971、CN1036032、CN1036982、CN1050735 等型煤粘合剂专利，但采用这些技术方案中粘合剂制作的型煤，或在型煤的冷态强度、热态强度上，或在型煤的热值、灰分含量上，或在含有较多的降低石灰活性的有害物质上，或在型煤的灰熔点、结焦性能等方面存在各自的不足，难以满足现有型煤运输强度和防水要求。
【发明内容】
[0004]本发明克服了上述的缺点，而提供一种高强防水复合型煤粘合剂的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0006]该高强防水复合型煤粘合剂的制备方法具体包括以下步骤:
[0007] 1)将无机固化剂、高能活化剂、表面活性剂和热稳定剂分别粉碎、过筛；
[0008] 2)将步骤1)中过筛后的各物料混合均匀，得混合粉末；
[0009] 3)取一容器，加入水，将生物质纤维投入水中，待生物质纤维充分吸水后以搅拌器搅拌，使生物质纤维在水中得以充分分散开；
[0010] 4)将步骤2)中得到的混合粉末加入步骤3)的容器中，边加混合粉末边搅拌，直到混合均匀后即得到高强防水复合型煤粘合剂；
[0011]其中，步骤3)中容器中加入水的质量为高强防水复合型煤粘合剂质量的1.3倍；
[0012]优选的，包括以下质量百分比含量的物料:无机固化剂24.0 %?34.0 %、高能活化剂5.0%?8.0%、表面活性剂0.5%?1.0%、热稳定剂51.0%?61.0%和生物质纤维6.0% ?12.0%〇[〇〇13]更优选的，包括以下质量百分比含量的物料:无机固化剂26.3%、高能活化剂 7.1 %、表面活性剂0.8%、热稳定剂58.7%和生物质纤维7.1 %。[〇〇14]更优选的，包括以下质量百分比含量的物料:无机固化剂24.0%、高能活化剂 5.0 %、表面活性剂0.5 %、热稳定剂58.5 %和生物质纤维12.0 %。
[0015]更优选的，，包括以下质量百分比含量的物料:无机固化剂34.0%、高能活化剂 8.0%、表面活性剂1.0%、热稳定剂51.0%和生物质纤维6.0%。
[0016]更优选的，包括以下质量百分比含量的物料:无机固化剂24.0%、高能活化剂 5.0%、表面活性剂1.0%、热稳定剂61.0%和生物质纤维9.0%。
[0017]所述无机固化剂为氧化镁。
[0018]所述热稳定剂为烟煤。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020]1)本发明中的无机固化剂及高能活化剂与水能在常温下发生化学反应，形成一种气硬性胶凝材料，该胶凝材料的亲水性与粘结性强，能与煤粒很好地浸润、接触，在成型压力的机械作用下，可渗入到无烟煤粉的孔隙内部，固化后产生机械键合而形成型煤坚实的骨架，从而提高型煤的冷态强度粘结性强，所制造的型煤冷、热态强度高，特别是抗冲击性能极佳；
[0021] 2)生物纤维可在型煤中起到牵连、拉扯、镶嵌、包络等物理作用，能吸收冲击能量， 大大提高型煤的抗冲击性能；
[0022] 3)表面活性剂可改善粘结剂与无烟煤粉混合物的和易性，减少拌和用水量，延长固化剂与活化剂水化物的凝固时间，从而进一步提供型煤的抗压、抗跌等物理力学；
[0023]4)增强型煤的冷热态强度，同时还能提高型煤的防水性能；[〇〇24] 5)热稳定剂为粘结性煤，均匀地分布在型煤中，在400°C以上温度时便能热分解产生液态粘性物，从而具有热粘结性，有利于提高型煤的热态性能；
[0025]6)高能活化剂对型煤的燃烧具有活化作用，能提高型煤反应活性，改善燃烧，增加发热量。[〇〇26]7)原料来源广，价格便宜，吨煤粘结剂成本50元，有效降低产品成本。【具体实施方式】 [〇〇27] 实施例1[〇〇28] 取氧化镁5.52kg，高能活化剂1.49kg，表面活性剂0.168kg，烟煤12.32kg重量配比，分别粉碎、过筛后按成分重量百分比进行称量配料，并按配比称量好生物质纤维，取水 27.3kg置于一容器中，将生物质纤维加入水中，待其充分吸水后再用搅拌器搅拌，使生物质纤维在水中很好地分散开;然后再将称量好的各组分粉料加入，且一边加料一边搅拌，直到混合均匀后即可。[〇〇29]将无烟粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘结剂与无烟煤煤粉按21:79的重量比， 无烟煤粉79kg混合，经充分搅拌、搓碾，并静置8小时后，在成型机上用20MPa压力压制成直径为40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右温度下干燥3小时既得成品型煤。经测试，该型煤的冷态抗压强度高于4.4MPa，热态抗压强度达1.1MPa以上，型煤从2m高处连续3次自由下落到一厚钢板上不破碎，型煤的热稳定性指标超过81 %，耐磨性指标达96%以上;型煤的空气干燥基固定碳含量为72.53 %，空气干燥基挥发分含量为9.5 %，空气干燥基灰分含量为 15.28%，收到基低位发热量位27.6MJ/kg;型煤的灰熔点ST为1350 °C，焦渣特征指标值为2。 测试结果表明，型煤的各项指标均能满足要求。此外，测试发现，经自然风干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3个月外观无变化，复干后型煤强度基本不变;但经100°C以上热风烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡现象发生。
[0030] 实施例2[〇〇31] 取氧化镁24 %计5.04kg，活化剂1.05kg，生物质纤维2.52kg，表面活性剂0.105kg， 烟煤12.285kg，取水23.lkg，制作步骤如实施例1。
[0032]将无烟粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘结剂与无烟煤煤粉按21:79的重量比， 无烟煤粉79kg混合，经充分搅拌、搓碾，并静置8小时后，在成型机上用20MPa压力压制成直径为40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右温度下干燥3小时既得成品型煤。经测试，该型煤的冷态抗压强度高于4.2MPa，热态抗压强度达1.2MPa以上，型煤从2m高处连续3次自由下落到一厚钢板上不破碎，型煤的热稳定性指标超过81 %，耐磨性指标达96%以上;型煤的空气干燥基固定碳含量为72.01 %，空气干燥基挥发分含量为9.2 %，空气干燥基灰分含量为 15.12%，收到基低位发热量位27.2MJ/kg;型煤的灰熔点ST为1350°C，焦渣特征指标值为2。 测试结果表明，型煤的各项指标均能满足要求。此外，测试发现，经自然风干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3个月外观无变化，复干后型煤强度基本不变;但经100°C以上热风烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡现象发生。
[0033]实施例3[〇〇34] 取氧化镁7 ? 14kg，活化剂1 ? 68kg，生物质纤维1 ? 26kg，表面活性剂0 ? 21kg，烟煤 10.71kg，取水25.2kg，制作步骤如实施例1。[〇〇35]将无烟粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘结剂与无烟煤煤粉按21:79的重量比， 无烟煤粉79kg混合，经充分搅拌、搓碾，并静置8小时后，在成型机上用20MPa压力压制成直径为40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右温度下干燥3小时既得成品型煤。经测试，该型煤的冷态抗压强度高于4.13MPa，热态抗压强度达1.14MPa以上，型煤从2m高处连续3次自由下落到一厚钢板上不破碎，型煤的热稳定性指标超过88%，耐磨性指标达92%以上；型煤的空气干燥基固定碳含量为72.53%，空气干燥基挥发分含量为9.2%，空气干燥基灰分含量为 15.4%，收到基低位发热量位27.1MJ/kg;型煤的灰熔点ST为1350°C，焦渣特征指标值为2。 测试结果表明，型煤的各项指标均能满足要求。此外，测试发现，经自然风干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3个月外观无变化，复干后型煤强度基本不变;但经100°C以上热风烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡现象发生。
[0036] 实施例4[〇〇37] 取氧化镁5.04kg，活化剂1.05kg，生物质纤维1.89kg，表面活性剂0.21kg，烟煤 12.81kg，取水25.2kg，制作步骤如实施例1。[〇〇38]将无烟粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘结剂与无烟煤煤粉按21:79的重量比， 无烟煤粉79kg混合，经充分搅拌、搓碾，并静置8小时后，在成型机上用20MPa压力压制成直径为40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右温度下干燥3小时既得成品型煤。经测试，该型煤的冷态抗压强度高于4.5MPa，热态抗压强度达1.23MPa以上，型煤从2m高处连续3次自由下落到一厚钢板上不破碎，型煤的热稳定性指标超过86%，耐磨性指标达97%以上；型煤的空气干燥基固定碳含量为72.8 %，空气干燥基挥发分含量为9.6 %，空气干燥基灰分含量为 15.66%，收到基低位发热量位27.09MJ/kg;型煤的灰熔点ST为1350°C，焦渣特征指标值为 2。测试结果表明，型煤的各项指标均能满足要求。此外，测试发现，经自然风干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3个月外观无变化，复干后型煤强度基本不变;但经100°C以上热风烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡现象发生。
[0039]用本发明粘结剂制备无烟煤型煤时，无烟煤粒度要小于3mm，粘结剂的添加量为无烟粉煤或焦粉重量的25?35%;成型前粘结剂与无烟粉煤或焦粉需充分混合、搅拌、搓碾， 并静置6?12小时。型煤成型工艺为普通的低压冷态成型，成型压力15?25MPa。型煤在100?150°C温度下干燥2?4小时，也可采用自然风干
[0040]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤:1)将无机固化剂、高能活化剂、表面活性剂和热稳定剂分别粉碎、过筛；2)将步骤1)中过筛后的各物料混合均匀，得混合粉末；3)取一容器，加入水，将生物质纤维投入水中，待生物质纤维充分吸水后以搅拌器搅 拌，使生物质纤维在水中得以充分分散开；4)将步骤2)中得到的混合粉末加入步骤3)的容器中，边加混合粉末边搅拌，直到混合 均匀后即得到高强防水复合型煤粘合剂；其中，步骤3)中容器中加入水的质量为高强防水复合型煤粘合剂质量的1.3倍。2.如权利要求1所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下质 量百分比含量的物料:无机固化剂24.0%?34.0%、高能活化剂5.0%?8.0%、表面活性剂 0.5%?1.0%、热稳定剂51.0%?61.0%和生物质纤维6.0%?12.0%。3.如权利要求1或2所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以 下质量百分比含量的物料:无机固化剂26.3 %、高能活化剂7.1 %、表面活性剂0.8 %、热稳 定剂58.7%和生物质纤维7.1 %。4.如权利要求1或2所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以 下质量百分比含量的物料:无机固化剂24.0 %、高能活化剂5.0 %、表面活性剂0.5 %、热稳 定剂58.5%和生物质纤维12.0%。5.如权利要求1或2所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以 下质量百分比含量的物料:无机固化剂34.0%、高能活化剂8.0%、表面活性剂1.0 %、热稳 定剂51.0%和生物质纤维6.0%。6.如权利要求1或2所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以 下质量百分比含量的物料:无机固化剂24.0%、高能活化剂5.0%、表面活性剂1.0 %、热稳 定剂61.0%和生物质纤维9.0%。7.如权利要求1或2所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，所述无 机固化剂为氧化镁。8.如权利要求1或2所述的高强防水复合型煤粘合剂的制备方法，其特征在于，所述热 稳定剂为烟煤。
【文档编号】C10L5/10GK105950243SQ201610465852
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】侯卫东
【申请人】邢台博太科技有限公司