本發(fā)明涉及環(huán)境友好材料、粘接劑領(lǐng)域，尤其是一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)力的不斷提高，無論是在城市還是在農(nóng)村，各種各樣的生活垃圾隨處可見。據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計，目前我國城市生活垃圾每年的產(chǎn)生量已經(jīng)超過1.7億t，差不多占世界每年垃圾總產(chǎn)生量的27％左右[1]。目前，有80％左右的城市生活垃圾是靠衛(wèi)生填埋處理的。但是在垃圾填埋過程中，會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液并不像其它一般的廢水，其有機物濃度高，成分十分復(fù)雜，加之滲濾液的水質(zhì)、水量變化大，因此對垃圾滲濾液的處理成為污水處理的難題之一[2，3]。目前，對垃圾滲濾液的無害化處理的研究已取得一定的進展[4-7]。但是，廢棄物只是放錯地方的資源，對滲濾液的處理不應(yīng)只停留在無害化，應(yīng)該轉(zhuǎn)變思路，尋找實現(xiàn)垃圾滲濾液資源化利用的途徑。
我國是世界上煤炭生產(chǎn)和消費的第一大國，煤炭占我國一次能源生產(chǎn)和消費總量的76％和69％。為了充分利用現(xiàn)有的煤炭資源和減少燃煤對環(huán)境的污染，包括我國在內(nèi)的世界各國都很重視型煤的研究和發(fā)展，而型煤技術(shù)能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵是粘結(jié)劑[8，9]。仝建波等[10]以玉米秸稈為原料，用NaOH溶液改性，調(diào)節(jié)一定比例MgCl2，MgO固化劑量與之復(fù)合作粘結(jié)劑，可以提高型煤的抗壓強度、跌落強度。王留成等[11]以熱塑性酚醛樹脂、鈉基膨潤土、玉米淀粉基羧甲基纖維素鈉為原料，制備出一種復(fù)合型高強度氣化型煤粘結(jié)劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，煤粉中添加5％所篩選的粘結(jié)劑，型煤冷、熱強度分別達823N/球和319N/球以上，可替代塊煤作為工業(yè)造氣的原料煤。趙巍等[12]以腐植酸鈉作為主要型煤粘結(jié)劑，以蒙脫石和高嶺土作為復(fù)配粘結(jié)劑，研究表明，腐植酸鈉對常溫強度影響最為顯著，蒙脫石和高嶺土可提高型煤的高溫強度和熱穩(wěn)定性，且蒙脫石的作用比高嶺土更為顯著。張春山等[13]提出以腐植酸鈉、膨潤土、粘土、硅鋁酸鹽、石灰石、氧化鐵、聚酯等為原料，采用一定的配比和制備工藝制得工業(yè)型煤粘結(jié)劑。張靜等[14]公開了一種利用醬油渣中豐富的粗纖維，通過一系列改性，最后與其他添加劑混合，制得復(fù)合型煤粘結(jié)劑。
本發(fā)明以垃圾滲濾液為原料，通過一定的化學(xué)改性修飾，再與無機物質(zhì)混合制得復(fù)合型煤粘結(jié)劑。不僅實現(xiàn)了垃圾滲濾液的減量化、資源化，制備方法簡單，價格低廉，而且制備得到的粘結(jié)劑具有更好的粘結(jié)強度、穩(wěn)定性及良好的燃燒性能。
參考文獻：
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[11]王留成，馬溢華，趙建宏，等.一種高強度復(fù)合型氣化型煤粘結(jié)劑的研究[J].鄭州大學(xué)學(xué)報：工學(xué)版，2013，34(6)：32-35.
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[13]張春山.一種型煤粘結(jié)劑及其制備方法：中國，CN201510132051.4[P].2015-7-15.
[14]張靜.一種基于醬油渣制備復(fù)合型煤粘結(jié)劑的方法：中國，CN201610151225.6[P].2016-3-17.
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種方法工藝簡單、生產(chǎn)成本低、能夠?qū)⒗鴿B濾液變廢為寶進行高值化利用的基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，所制得的粘接劑具有良好的性能，能夠適用于不同的粉煤，并且具有廣泛的推廣價值。
為了實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種基于垃圾滲濾液制備的復(fù)合型煤粘結(jié)劑，其原料組分及重量份如下：
改性垃圾滲濾液固體粉末 40～60份；
堿木素 10～20份；
生石灰 5～8份。
進一步，所述的改性垃圾滲濾液固體粉末由如下重量百分比的組分組成：
進一步，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液經(jīng)過反滲透濃縮制得，所述的垃圾滲濾液濃縮液的固含量為30％～50％。
進一步，所述的磺化劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫銨、氨基磺酸中的至少一種混合而成。
進一步，所述的接枝單體為丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈中的至少一種混合而成。
進一步，所述的引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、硝酸鈰銨中的至少一種混合而成。
進一步，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液通過反滲透、納濾、超濾或微濾濃縮制得。
更進一步，所述的改性垃圾滲濾液固體粉末的制備方法為：
(1)將垃圾滲濾液濃縮液加入到反應(yīng)器中攪拌均勻后，加入磺化劑，并在70～120℃條件下進行反應(yīng)1.5～3.5h；
(2)往上述反應(yīng)后的溶液中加入接枝單體、并將溫度調(diào)節(jié)至60～90℃后緩慢加入引發(fā)劑和pH調(diào)節(jié)劑，將體系的pH值調(diào)節(jié)至8～11，進行反應(yīng)3～5h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到黑色溶液；
(3)將上述制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥得到紅棕色固體粉末，即制得改性垃圾滲濾液固體粉末。
一種按上述一種基于垃圾滲濾液制備的復(fù)合型煤粘結(jié)劑的應(yīng)用，將所述的復(fù)合型煤粘結(jié)劑以8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)配方中進行使用。
進一步，將型煤粘結(jié)劑按8％添加量加入到型煤生產(chǎn)配方中生產(chǎn)的型煤，所述的型煤冷強度≥59Kg/個，熱強度≥41Kg/個，熱值≥4980大卡，固硫率≥56％。
采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：
1.本發(fā)明方法利用的主要原料是難處理的垃圾滲濾液，實現(xiàn)了垃圾滲濾液的資源化利用，制備出的粘結(jié)劑具有成本低的優(yōu)點；
2.本發(fā)明對垃圾滲濾液的磺化及接枝共聚改性，提高了垃圾滲濾液的粘結(jié)性能，并且反應(yīng)條件溫和，工藝簡單，所用設(shè)備都為常規(guī)設(shè)備，企業(yè)易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；
3.本發(fā)明的產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣泛，適用于不同品種的煤粉，制備得到的型煤粘結(jié)劑性能穩(wěn)定，粘結(jié)劑性能良好，方便運輸和儲存，生產(chǎn)和使用過程不受季節(jié)和地域的影響；
4.使用本發(fā)明粘結(jié)劑制成的型煤，強度高，燃燒性能好，熱量高，并且固硫效果顯著，可用于烤煙、民用等領(lǐng)域。
具體實施方式
一種基于垃圾滲濾液制備的復(fù)合型煤粘結(jié)劑，其原料組分及重量份如下：
改性垃圾滲濾液固體粉末 40～60份；
堿木素 10～20份；
生石灰 5～8份。
進一步，所述的改性垃圾滲濾液固體粉末由如下重量百分比的組分組成：
進一步，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液經(jīng)過反滲透濃縮制得，所述的垃圾滲濾液濃縮液的固含量為30％～50％。
進一步，所述的磺化劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫銨、氨基磺酸中的至少一種混合而成。
進一步，所述的接枝單體為丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈中的至少一種混合而成。
進一步，所述的引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、硝酸鈰銨中的至少一種混合而成。
進一步，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液通過反滲透、納濾、超濾或微濾濃縮制得。
更進一步，所述的改性垃圾滲濾液固體粉末的制備方法為：
(1)將垃圾滲濾液濃縮液加入到反應(yīng)器中攪拌均勻后，加入磺化劑，并在70～120℃條件下進行反應(yīng)1.5～3.5h；
(2)往上述反應(yīng)后的溶液中加入接枝單體、并將溫度調(diào)節(jié)至60～90℃后緩慢加入引發(fā)劑和pH調(diào)節(jié)劑，將體系的pH值調(diào)節(jié)至8～11，進行反應(yīng)3～5h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到黑色溶液；
(3)將上述制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥得到紅棕色固體粉末，即制得改性垃圾滲濾液固體粉末。
一種按上述一種基于垃圾滲濾液制備的復(fù)合型煤粘結(jié)劑的應(yīng)用，將所述的復(fù)合型煤粘結(jié)劑以8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)配方中進行使用。
進一步，將型煤粘結(jié)劑按8％添加量加入到型煤生產(chǎn)配方中生產(chǎn)的型煤，所述的型煤冷強度≥59Kg/個，熱強度≥41Kg/個，熱值≥4980大卡，固硫率≥56％。
實施例1
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為30％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入36Kg的亞硫酸氫鈉，并在70℃條件下進行反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入6Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至60℃，再緩慢加入66Kg的丙烯酰胺、3K8的pH調(diào)節(jié)劑和21Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至8，進行反應(yīng)3h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取40份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與10份堿木素、5份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例2
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為40％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入36Kg的亞硫酸氫鈉，并在120℃條件下進行反應(yīng)3.5h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入6Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至90℃，再緩慢加入57Kg的丙烯酰胺、6Kg的pH調(diào)節(jié)劑和21Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至9.5，進行反應(yīng)5h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取60份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與20份堿木素、8份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例3
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為50％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入18Kg的亞硫酸氫銨，并在100℃條件下進行反應(yīng)1.5h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入6Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至80℃，再緩慢加入48Kg的丙烯酰胺、9Kg的pH調(diào)節(jié)劑和21Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至11，進行反應(yīng)4h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取50份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與18份堿木素、7份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例4
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為30％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入45Kg的氨基磺酸，并在70℃條件下進行反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入9Kg的過硫酸銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至60℃，再緩慢加入66Kg的丙烯酰胺與丙烯酸的混合物、3Kg的pH調(diào)節(jié)劑和40Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至8，進行反應(yīng)3h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取60份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與20份堿木素、8份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例5
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為40％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入45Kg的亞硫酸氫鈉與亞硫酸氫銨的混合物，并在70℃條件下進行反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入9Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至60℃，再緩慢加入57Kg的丙烯酰胺與丙烯腈的混合物、6Kg的pH調(diào)節(jié)劑和40Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至9.5，進行反應(yīng)3h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取50份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與18份堿木素、7份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例6
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為50％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入45Kg的亞硫酸鈉與氨基磺酸的混合物，并在120℃條件下進行反應(yīng)3.5h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入9Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至90℃，再緩慢加入48Kg的丙烯酸與丙烯腈的混合物、9Kg的pH調(diào)節(jié)劑和40Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至11，進行反應(yīng)5h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取40份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與10份堿木素、5份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例7
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為30％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入54Kg的亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉的混合物，并在120℃條件下進行反應(yīng)3.5h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入15Kg的硝酸鈰銨和過硫酸銨的混合物后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至90℃，再緩慢加入66Kg的丙烯酰胺、3Kg的pH調(diào)節(jié)劑和54Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至8，進行反應(yīng)5h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取50份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與18份堿木素、7份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例8
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為40％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入54Kg的亞硫酸氫鈉與氨基磺酸的混合物，并在100℃條件下進行反應(yīng)1.5h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入15Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至80℃，再緩慢加入57Kg的丙烯算、6Kg的pH調(diào)節(jié)劑和54Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至9.5，進行反應(yīng)4h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取40份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與10份堿木素、5份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
實施例9
一種基于垃圾滲濾液制備復(fù)合型煤粘接劑的方法，其包括以下步驟
(1)以300Kg固含量為50％經(jīng)反滲透濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液為原料，加入54Kg的亞硫酸鈉與亞硫酸氫銨及氨基磺酸的混合物，并在100℃條件下進行反應(yīng)1.5h，反應(yīng)完成后將溶液冷卻至室溫，然后加入4.8Kg的硝酸鈰銨后，將溶液溫度調(diào)節(jié)至80℃，再緩慢加入48Kg的丙烯腈、9Kg的pH調(diào)節(jié)劑和54Kg的水，將溶液pH調(diào)節(jié)至11，進行反應(yīng)4h后，即可得到黑色溶液，將制得的黑色溶液加入到噴霧干燥器中進行噴霧干燥即可得到紅棕色的改性垃圾滲濾液的固體粉末；
(2)取60份上述制得的改性垃圾滲濾液的固體粉末與20份堿木素、8份生石灰進行混合均勻，即可得到符合型煤粘接劑；
(3)將上述制得的型煤粘接劑按8％的添加量加入到型煤生產(chǎn)中，經(jīng)擠壓成型即可制得型煤。
性能測試
分別取上述實施例1～9制得的型煤作為實驗樣品，按煤炭行業(yè)推薦標準MT/T748-2007、國家推薦標準GB/T213-2008、國家推薦標準GB/T31098-2014進行相關(guān)性能項目的測試，測試結(jié)果如下：
以上所述為本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化、修改、替換和變型，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。