本發(fā)明涉及煤化工，特別涉及一種焦煤粘結(jié)劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在煉焦生產(chǎn)中，傳統(tǒng)方法常依賴于高質(zhì)量的煉焦煤來確保焦炭的質(zhì)量和產(chǎn)量。然而，隨著煉焦煤資源的日益緊張，如何有效利用非煉焦煤，如無煙煤、弱粘煤、半焦粉等，成為亟待解決的問題。

2、現(xiàn)有的型煤粘結(jié)劑如焦油、瀝青、酚醛樹脂等，雖然能有效提高混合煤的粘結(jié)性能，但存在原料成本高、不經(jīng)濟(jì)等問題，且存在使用非煉焦煤而導(dǎo)致焦炭質(zhì)量下降的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種焦煤粘結(jié)劑及其制備方法，通過焦煤粘結(jié)劑的使用能夠顯著提高焦煤產(chǎn)品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，適用于焦化生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)，具有良好的適應(yīng)性，能夠滿足多種焦煤粉末的粘結(jié)需求，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，

3、一種焦煤粘結(jié)劑，包括腐殖酸、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、氫氧化鈉、膨潤土和水：

4、將腐殖酸、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、氫氧化鈉和膨潤土與水按照比例混合，其中，各成分按重量百分比配比為：

5、腐殖酸5%-30%，聚乙烯醇10%-25%，羧甲基纖維素鈉5%-15%，氫氧化鈉1%-5%，膨潤土10%-20%，水含量為剩余重量百分比；

6、將混合后的混合物經(jīng)攪拌、溶解和熟化過程制備成焦煤粘結(jié)劑，并將制備的焦煤粘結(jié)劑與焦煤粉末按照1：10至1：5的重量比混合，形成焦煤粘結(jié)混合物。

7、進(jìn)一步的，腐殖酸采用褐煤腐殖酸、風(fēng)化煤腐殖酸或泥炭腐殖酸中的一種或多種，用于提供粘結(jié)性能，增強(qiáng)煤粒之間的結(jié)合力，同時具有一定的吸附和催化作用，有助于提高焦煤粘結(jié)劑的性能；聚乙烯醇：作為一種合成高分子聚合物，用于提供粘結(jié)性和耐水性，確保焦煤成型物在潮濕環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；羧甲基纖維素鈉：作為一種水溶性高分子化合物，用于增加粘結(jié)劑的稠度和穩(wěn)定性，提高焦煤成型物的強(qiáng)度；氫氧化鈉用于調(diào)節(jié)粘結(jié)劑的ph值，同時溶解和發(fā)揮聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉；膨潤土：作為一種天然礦物，用于增加粘結(jié)劑的稠度，改善焦煤的成型性和孔隙結(jié)構(gòu)；水：作為溶劑，用于溶解其他成分并形成均勻的粘結(jié)劑溶液。

8、進(jìn)一步的，所述腐殖酸的質(zhì)量要求為：c≥55%，h2o≤10%，粒度0-200目≥90%；所述氫氧化鈉的質(zhì)量要求為：naoh≥98%，粒度0-100目≥95%；所述膨潤土的質(zhì)量要求為：蒙脫石≥80%，粒度0-200目≥95%。

9、本發(fā)明提供另一種技術(shù)方案，一種焦煤粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：

10、步驟一：原料準(zhǔn)備：按照預(yù)定的重量百分比和對腐殖酸、氫氧化鈉和膨潤土的質(zhì)量要求，稱取腐殖酸、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、氫氧化鈉、膨潤土以及足量的水；

11、步驟二：混合與攪拌：將稱取的腐殖酸、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、氫氧化鈉和膨潤土進(jìn)行混合，形成均勻的混合物；

12、步驟三：溶解與熟化：將攪拌后的混合物進(jìn)行加熱，直至聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉完全溶解以及膨潤土膨脹，形成熟化后的粘結(jié)劑；

13、步驟四：冷卻與存儲：將熟化后的粘結(jié)劑自然冷卻至室溫或通過冷卻設(shè)備進(jìn)行降溫，并存儲在密封容器中；

14、步驟五：混合成型：按照預(yù)定的質(zhì)量比將制備好的焦煤粘結(jié)劑與焦煤粉末在混合設(shè)備中混合均勻，并將混合好的焦煤粘結(jié)混合物送入成型機(jī)中，通過熱壓成型工藝制備成型的焦煤產(chǎn)品。

15、進(jìn)一步的，所述步驟二中混合與攪拌，具體步驟為：

16、膨潤土懸浮液制備：將適量的水預(yù)先加熱至室溫，后均勻加入稱量好的膨潤土，持續(xù)攪拌至膨潤土完全分散并形成穩(wěn)定的懸浮液；

17、聚乙烯醇溶液制備：在另一個容器中，將適量的水加熱至60-80℃，后均勻加入稱量好的聚乙烯醇，不斷攪拌至聚乙烯醇完全溶解，形成透明的聚乙烯醇溶液；

18、堿性溶液制備：在第三個容器中，將氫氧化鈉溶解于水中，后加入稱量好的羧甲基纖維素鈉，持續(xù)攪拌直至兩者完全溶解，形成均勻的堿性溶液；

19、腐殖酸分散：將稱量好的腐殖酸均勻加入到已制備的堿性溶液中，繼續(xù)攪拌，直至腐殖酸均勻分散在溶液中形成腐殖酸溶液；

20、合并溶液：將膨潤土懸浮液均勻倒入腐殖酸溶液中，同時不斷攪拌，后將透明的聚乙烯醇溶液加入混合物中，繼續(xù)攪拌直至所有成分充分混合，形成均勻的混合物。

21、進(jìn)一步的，形成均勻的混合物后，還包括：對混合物進(jìn)行ph值和粘度檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整混合物的ph值和粘度。

22、進(jìn)一步的，調(diào)整混合物的ph值，具體為：

23、測量初始ph值：使用ph計或ph試紙測量混合物的初始ph值；

24、選擇調(diào)節(jié)劑：若測量結(jié)果顯示混合物的ph值偏低，則使用堿性調(diào)節(jié)劑提高混合物的ph值，其中，堿性調(diào)節(jié)劑包括：氫氧化鈉（naoh）、氫氧化鉀（koh）或碳酸鈉（na2co3）；

25、若測量結(jié)果顯示混合物的ph值偏高，則使用酸性調(diào)節(jié)劑降低ph值，其中，酸性調(diào)節(jié)劑包括鹽酸（hcl）、硫酸（h2so4）或醋酸（ch3cooh）；

26、ph值調(diào)節(jié)：將選定的調(diào)節(jié)劑緩慢加入混合物中，同時不斷攪拌并實(shí)時監(jiān)測ph值，其中，每次加入少量調(diào)節(jié)劑后，等待3-5min，進(jìn)行再次測量，重復(fù)上述過程，直至混合物的ph值范圍在8-10之間。

27、進(jìn)一步的，調(diào)整混合物的粘度，具體為：

28、測量初始粘度：使用粘度計測量混合物的初始粘度；

29、選擇調(diào)節(jié)劑：若測量結(jié)果顯示粘度過高，則加入水降低粘度；若測量結(jié)果顯示粘度過低，則增加高分子聚合物的濃度，包括增加聚乙烯醇或羧甲基纖維素鈉或膨潤土的重量百分比；

30、粘度調(diào)節(jié)：將選定的水或高分子聚合物逐漸加入混合物中，同時不斷攪拌并實(shí)時監(jiān)測粘度，并在每次調(diào)整后，等待3-5min進(jìn)行再次測量，重復(fù)上述過程，直至粘度達(dá)到預(yù)設(shè)要求。

31、進(jìn)一步的，所述步驟三中溶解與熟化，具體包括：

32、將符合ph值范圍和粘度要求的混合物轉(zhuǎn)移至加熱容器中進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在60-90℃范圍內(nèi)；

33、加熱過程中持續(xù)攪拌，直至聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉完全溶解，膨潤土充分膨脹并分散均勻；

34、后進(jìn)行熟化，熟化時間為1-2小時，并在熟化過程中實(shí)時監(jiān)測粘結(jié)劑的粘度和流動性，其中，熟化時間根據(jù)實(shí)際情況決定，取決于溫度和混合物的初始狀態(tài)。

35、進(jìn)一步的，所述步驟四中冷卻與存儲，自然冷卻和冷卻設(shè)備的冷卻速率控制在5℃-10℃/h，冷卻至20-25℃范圍內(nèi)，且存儲過程中，保持環(huán)境溫度在5-40℃范圍內(nèi)，相對濕度低于70%。

36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

37、通過使用腐殖酸、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、氫氧化鈉和膨潤土等原料，能夠以較低的成本制備出有效的焦煤粘結(jié)劑，且符合綠色環(huán)保的生產(chǎn)要求，在使用時，將焦煤粘結(jié)劑與焦煤粉末按預(yù)定比例混合均勻，并通過成型工藝制備成型的焦煤產(chǎn)品，顯著提高焦煤產(chǎn)品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，適用于焦化生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)，具有良好的適應(yīng)性，能夠滿足多種焦煤粉末的粘結(jié)需求，即使在非煉焦煤的使用情況下，也能維持較高的焦炭質(zhì)量，從而提高焦化生產(chǎn)效率。