用于制造防水耐磨型煤的粘結(jié)劑的制備方法及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于型煤粘結(jié)劑制備領(lǐng)域，特別涉及用于制造防水耐磨型煤的粘結(jié)劑的制備方法及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]管道水力運(yùn)輸作為管道運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)重要分支，近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用，主要用于輸送一些固體散料。在此基礎(chǔ)上，型煤管道水力輸送技術(shù)發(fā)展起來(lái)。型煤管道水力運(yùn)輸?shù)幕舅枷胧鞘紫葘⒚悍垲w粒壓制成防水耐磨的圓柱形型煤，再將注入到管道中，以有壓水為運(yùn)載流體，利用泵動(dòng)力將型煤進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送。實(shí)現(xiàn)型煤管道水力運(yùn)輸首先面臨的問(wèn)題是如何將煤粉顆粒壓制成防水耐磨的圓柱形型煤。
[0003]將煤粉顆粒壓制成圓柱形煤柱屬于煤粉成型技術(shù)，為了型煤具有防水耐磨的特性，生產(chǎn)中以添加粘結(jié)劑成型工藝為主。添加粘結(jié)劑成型工藝是在煤粉中加入一定比例的粘結(jié)劑，混合均勻后放入到型煤成型設(shè)備中壓制型煤。作為關(guān)鍵技術(shù)的粘結(jié)劑，應(yīng)與煤具有很強(qiáng)的親和力，能夠很好地潤(rùn)濕煤粒，成型后能與煤粒緊緊粘結(jié)在一起，同時(shí)形成防水層，防止粘結(jié)劑溶于水或型煤在水力運(yùn)輸過(guò)程因吸收水而散開(kāi)，不利于管道水力運(yùn)輸。
[0004]迄今為止，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的粘結(jié)劑已達(dá)數(shù)百種，按其化學(xué)性質(zhì)可以分為有機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)粘結(jié)。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑包括石灰、粘土、水泥等，該類(lèi)粘結(jié)劑粘結(jié)性差，防潮防水性能差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)型煤防水耐磨。而有些有機(jī)粘結(jié)劑具有一定的吸水性，由此生產(chǎn)的型煤易潮解。瀝青類(lèi)粘結(jié)劑具有較好的粘結(jié)性，可提高型煤的耐水性，常用于生產(chǎn)能夠防水耐磨的型煤。但以瀝青類(lèi)為粘結(jié)劑的型煤存在污染嚴(yán)重、影響煤本身品質(zhì)的缺點(diǎn)，而且瀝青粘結(jié)劑成本高，在生產(chǎn)過(guò)程中加入大量的瀝青粘結(jié)劑造成成本提高。同時(shí)生產(chǎn)用于管道水力輸送技術(shù)的型煤對(duì)粘結(jié)劑配比、煤粉粒徑均有要求，到目前為止，尚需要對(duì)瀝青類(lèi)粘結(jié)劑進(jìn)行改良并提出一種經(jīng)濟(jì)合理的使用方法，對(duì)粘結(jié)劑的配比進(jìn)行優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于制造防水耐磨型煤的瀝青類(lèi)粘結(jié)劑，對(duì)常規(guī)的瀝青類(lèi)粘結(jié)劑進(jìn)行改良，并提出一種優(yōu)化合理的使用配比方案。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]提供用于制造防水耐磨型煤的粘結(jié)劑的制備方法，采用石油瀝青作為基質(zhì)，所述粘結(jié)劑的制備方法具體包括下述步驟:先將石油瀝青加熱熔化后，脫水去除雜質(zhì)；
[0007]另取陽(yáng)離子乳化劑加入水中形成溶液，其中，水的質(zhì)量與石油瀝青的質(zhì)量之比為0.5?2，所述陽(yáng)離子乳化劑是指溶解于水時(shí)能電離成陽(yáng)離子或者陽(yáng)離子膠束的乳化劑，且陽(yáng)離子乳化劑的質(zhì)量與水的質(zhì)量比為I?10% ;
[0008]然后將所得溶液加熱至60°C后，加入到處理后的石油瀝青中，攪拌均勻(至瀝青乳化液具有很好的流動(dòng)性)，過(guò)濾即得到粘結(jié)劑。
[0009]在本發(fā)明中，所述粘結(jié)劑中，石油瀝青的質(zhì)量濃度為30?70%。
[0010]在本發(fā)明中，所述陽(yáng)離子乳化劑采用快裂型陽(yáng)離子乳化劑(以季銨鹽類(lèi)乳化劑為主，包括烷基羥基酰胺基多胺、十六烷基三甲基溴化銨)。
[0011]提供基于所述的用于制造防水耐磨型煤的粘結(jié)劑的使用方法，用于將原煤壓制成防水耐磨的型煤，所述使用方法具體包括下述步驟:
[0012]步驟A:利用球磨機(jī)將原煤磨碎，得到粒徑小于Imm的煤粉(球磨時(shí)間為8小時(shí))；
[0013]步驟B:向煤粉中加入水，攪拌均勻形成濕煤粉；
[0014]步驟C:將粘結(jié)劑加入到濕煤粉中，并使添加的粘結(jié)劑質(zhì)量占煤粉質(zhì)量的I?30 %，常溫下將混合物攪拌均勻；
[0015]步驟D:將混合物取出放入到成型設(shè)備中進(jìn)行壓制，即制得防水耐磨的型煤。
[0016]在本發(fā)明中，原煤采用無(wú)煙煤時(shí)，所述步驟B中，添加的水的質(zhì)量為煤粉質(zhì)量的10%。
[0017]在本發(fā)明中，所述原煤采用煙煤時(shí)，所述步驟B中，添加的水的質(zhì)量為煤粉質(zhì)量的15%。
[0018]在本發(fā)明中，所述原煤采用褐煤時(shí)，所述步驟B中，添加的水的質(zhì)量為煤粉質(zhì)量的20%。
[0019]在本發(fā)明中，所述防水耐磨的型煤為圓柱狀型煤，圓柱狀型煤的底面直徑在45?500mm之間，圓柱狀型煤的高度是直徑的I?3倍。
[0020]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理:陽(yáng)離子乳化瀝青是一種水包油的乳化液，具有很好的親水性。在煤粉中加入少量水便使乳化瀝青的液滴與煤粉顆粒均勻混合，輕易地與煤粉顆粒相互粘附、相互聚集，使煤粉在壓制過(guò)程中形成較緊密的結(jié)構(gòu)。煤粉顆粒浸在液體中時(shí)，煤顆粒表面形成負(fù)電荷層，而乳化瀝青的表面呈現(xiàn)陽(yáng)離子特性，煤表面和乳化瀝青表面相互吸引，進(jìn)一步增加了煤粉顆粒和乳化瀝青液滴以及煤粉顆粒之間的緊密性，同時(shí)通過(guò)成型設(shè)備加壓，減少煤粉顆粒間的縫隙，擠出顆粒間多余的外在水分，使型煤內(nèi)部形成牢固的整體。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1、本發(fā)明制備的粘結(jié)劑為陽(yáng)離子乳化瀝青，對(duì)單一的乳化瀝青進(jìn)行了改進(jìn)，既保證了粘結(jié)劑的防水性和粘結(jié)性，又增加了粘結(jié)劑與煤粉的親和力，且該陽(yáng)離子乳化瀝青適用范圍廣泛，既適用于高品質(zhì)煤炭，也適用于低品質(zhì)煤炭。
[0023]2、本發(fā)明通過(guò)將粘結(jié)劑與煤粉混合，在高壓條件下快速成型，成型后的煤粉顆粒與瀝青液滴粘結(jié)在一起，使煤柱具有很好的防水性和耐磨性，能用于長(zhǎng)距離管道水力輸送。
[0024]3、本發(fā)明提供的煤粉與粘結(jié)劑的混合使用方法，最大程度上降低了粘結(jié)劑的含量，既不影響煤粉的品質(zhì)，又保證了型煤的質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0027]實(shí)施例1粘結(jié)劑的制備
[0028]選用60號(hào)石油瀝青作為基質(zhì)，以烷基羥基酰胺基多胺為乳化劑，烷基羥基酰胺基多胺屬于季銨鹽類(lèi)乳化劑。將60號(hào)石油瀝青加熱融化，脫水去除雜質(zhì)；另向水中加入陽(yáng)離子乳化劑形成溶液，水的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的2倍，陽(yáng)離子乳化劑的質(zhì)量與水的質(zhì)量比為I %，然后將溶液加熱至60°C后，將熔化的石油瀝青加入到溶液中，攪拌均勻至瀝青乳化液具有很好的流動(dòng)性，過(guò)濾即得到粘結(jié)劑。瀝青的質(zhì)量濃度為30%，且陽(yáng)離子乳化瀝青在常溫下為液體，需要避光保存。
[0029]實(shí)施例2粘結(jié)劑的制備
[0030]選用60號(hào)石油瀝青作為基質(zhì)，以烷基羥基酰胺基多胺為乳化劑，烷基羥基酰胺基多胺屬于季銨鹽類(lèi)乳化劑。將60號(hào)石油瀝青加熱融化，脫水去除雜質(zhì)；另取與石油瀝青質(zhì)量相同的水，向水中加入陽(yáng)離子乳化劑形成溶液，陽(yáng)離子乳化劑的質(zhì)量與水的質(zhì)量比為5%，然后將溶液加熱至60°C后，將熔化的石油瀝青加入到溶液中，攪拌均勻至瀝青乳化液具有很好的流動(dòng)性，過(guò)濾即得到粘結(jié)劑。瀝青的質(zhì)量濃度為50%，且陽(yáng)離子乳化瀝青在常溫下為液體，需要避光保存。
[0031]實(shí)施例3粘結(jié)劑的制備
[0032]選用60號(hào)石油瀝青作為基質(zhì)，以烷基羥基酰胺基多胺為乳化劑，烷基羥基酰胺基多胺屬于季銨鹽類(lèi)乳化劑。將60號(hào)石油瀝青加熱融化，脫水去除雜質(zhì)；另向水中加入陽(yáng)離子乳化劑形成溶液，水的質(zhì)量是瀝青質(zhì)量的0.5倍，陽(yáng)離子乳化劑的質(zhì)量與水的質(zhì)量比為10%,然后將溶液加熱至60°C后，將熔化的石油瀝青加入到溶液中，攪拌均勻至瀝青乳化液具有很好的流動(dòng)性，過(guò)濾即得到粘結(jié)劑。瀝青的質(zhì)量濃度為70%，且陽(yáng)離子乳化瀝青在常溫下為液體，需要避光保存。
[0033]實(shí)施例4粘結(jié)劑的使用方法
[0034]選用實(shí)例1-3制得的陽(yáng)離子乳化瀝青作為粘結(jié)劑，將其與無(wú)煙煤混合壓制型煤時(shí)，其使用方法為:
[0035](I)利用球磨機(jī)將無(wú)煙煤磨碎，球磨時(shí)間為8小時(shí)，得到粒徑小于Imm的煤粉；
[0036](2)在煤粉中加入少量的水，攪拌均勻，水的質(zhì)量是煤粉質(zhì)量的10% ;
[0037](3)將粘結(jié)劑加入到濕煤粉中，陽(yáng)離子乳化瀝青的質(zhì)量是煤粉質(zhì)量的1%，常溫下攪拌均勻；
[0038](4)將混合物取出放入到成型設(shè)備，壓制成圓柱形型煤。
[0039]在本實(shí)例中，成型的型煤直徑是45_，長(zhǎng)度是135_。型煤在運(yùn)輸過(guò)程中吸水率為10.95%，磨損率為3.83%，具有很好的防水性和耐磨性。
[0040]實(shí)施例5粘結(jié)劑的使用方法
[0041]選用實(shí)例1-3制得的陽(yáng)離子乳化瀝青作為粘結(jié)劑，將其與無(wú)煙煤混合壓制型煤時(shí)，其使用方法為:
[0042](I)利用球磨機(jī)將無(wú)煙煤磨碎，球磨時(shí)間為8小時(shí)，得到粒徑小于Imm的煤粉；
[0043](2)在煤粉中加入少量的水，攪拌均勻，水的質(zhì)量是煤粉質(zhì)量的10% ;
[0044](3)將粘結(jié)劑加入到濕煤粉中，陽(yáng)離子乳化瀝青的質(zhì)量是煤粉質(zhì)量的10%，常溫下攪拌均勻；
[0045](4)將混合物取出放入到成型設(shè)備，壓制成圓柱形型煤。
[0046]在本實(shí)例中，成型的型煤直徑是150mm，長(zhǎng)度是300mm。型煤在運(yùn)輸過(guò)程中吸水率為4.58%，磨損率為2.12%，具有很好的防水性和耐磨性。
[0047]實(shí)施例6粘結(jié)劑的使用方法
[0048]選用實(shí)例1-3制得的陽(yáng)離子乳化瀝青作為粘結(jié)劑，將其與無(wú)煙煤混合壓制型煤時(shí)，其使用方法為:
[0049](I)利用球磨機(jī)將無(wú)煙煤磨碎，球磨時(shí)間為8小時(shí)，得到粒徑小于Imm的煤粉；
[0050](2)在煤粉中加入少量的水，攪拌均勻，水的質(zhì)量是煤粉質(zhì)量的10% ;
[0051](3)將粘結(jié)劑加入到濕煤粉中，陽(yáng)離子乳化瀝青的質(zhì)量是煤粉質(zhì)量的30%，常溫下攪拌均勻；
[0052](4)將混合物取出放入到成型設(shè)備，壓制成圓柱形型煤。
[0053]在本實(shí)例中，成型的型煤直徑是500mm，長(zhǎng)度是625mm。型煤在運(yùn)輸過(guò)程中吸水率為5.1 %，磨損率為0.91 %，具有很好的防水性和耐磨性。
[0054]實(shí)施例7粘結(jié)劑的使用方法
[0055]選用實(shí)例1-3制得的陽(yáng)離子乳化瀝青作為粘結(jié)劑，將其與煙煤混合壓制型煤時(shí)，其使用方法為:
[0056](I)利用球磨機(jī)將無(wú)煙煤磨碎，球磨時(shí)間為8小時(shí)，得到粒徑小于Imm的煤粉；
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