一種高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，涉及型煤制作技術(shù)領(lǐng)域，具體包括以下步驟：1)將無機(jī)固化劑、高能活化劑、表面活性劑和熱穩(wěn)定劑分別粉碎、過篩；2)將步驟1)中過篩后的各物料混合均勻，得混合粉末；3)取一容器，加入水，將生物質(zhì)纖維投入水中，待生物質(zhì)纖維充分吸水后以攪拌器攪拌，使生物質(zhì)纖維在水中得以充分分散開；4)將步驟2)中得到的混合粉末加入步驟3)的容器中，邊加混合粉末邊攪拌，直到混合均勻后即得到高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑。該發(fā)明提供的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，工藝簡單，原料易獲得，制得的粘合劑能有效強(qiáng)化型煤的冷態(tài)強(qiáng)度，提高型煤的熱態(tài)性能和發(fā)熱量，并降低粘合劑生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及型煤制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]型煤粘合劑是無機(jī)物與多種有機(jī)化工原料經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而成，加入粉煤迅速形成針網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使型煤具有很高的冷、熱機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性;很高的防潮、防水性能和水浸強(qiáng)度;投入爐內(nèi)燃燒值高，燃燒后熱強(qiáng)度高，下落破碎率低，不含灰，無污染，操作簡單。
[0003]目前，我國公布了 CN86101384、CN86108971、CN1036032、CN1036982、CN1050735 等型煤粘合劑專利，但采用這些技術(shù)方案中粘合劑制作的型煤，或在型煤的冷態(tài)強(qiáng)度、熱態(tài)強(qiáng)度上，或在型煤的熱值、灰分含量上，或在含有較多的降低石灰活性的有害物質(zhì)上，或在型煤的灰熔點(diǎn)、結(jié)焦性能等方面存在各自的不足，難以滿足現(xiàn)有型煤運(yùn)輸強(qiáng)度和防水要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了上述的缺點(diǎn)，而提供一種高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]該高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法具體包括以下步驟:
[0007] 1)將無機(jī)固化劑、高能活化劑、表面活性劑和熱穩(wěn)定劑分別粉碎、過篩；
[0008] 2)將步驟1)中過篩后的各物料混合均勻，得混合粉末；
[0009] 3)取一容器，加入水，將生物質(zhì)纖維投入水中，待生物質(zhì)纖維充分吸水后以攪拌器攪拌，使生物質(zhì)纖維在水中得以充分分散開；
[0010] 4)將步驟2)中得到的混合粉末加入步驟3)的容器中，邊加混合粉末邊攪拌，直到混合均勻后即得到高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑；
[0011]其中，步驟3)中容器中加入水的質(zhì)量為高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑質(zhì)量的1.3倍；
[0012]優(yōu)選的，包括以下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑24.0 %?34.0 %、高能活化劑5.0%?8.0%、表面活性劑0.5%?1.0%、熱穩(wěn)定劑51.0%?61.0%和生物質(zhì)纖維6.0% ?12.0%〇[〇〇13]更優(yōu)選的，包括以下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑26.3%、高能活化劑 7.1 %、表面活性劑0.8%、熱穩(wěn)定劑58.7%和生物質(zhì)纖維7.1 %。[〇〇14]更優(yōu)選的，包括以下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑24.0%、高能活化劑 5.0 %、表面活性劑0.5 %、熱穩(wěn)定劑58.5 %和生物質(zhì)纖維12.0 %。
[0015]更優(yōu)選的，，包括以下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑34.0%、高能活化劑 8.0%、表面活性劑1.0%、熱穩(wěn)定劑51.0%和生物質(zhì)纖維6.0%。
[0016]更優(yōu)選的，包括以下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑24.0%、高能活化劑 5.0%、表面活性劑1.0%、熱穩(wěn)定劑61.0%和生物質(zhì)纖維9.0%。
[0017]所述無機(jī)固化劑為氧化鎂。
[0018]所述熱穩(wěn)定劑為煙煤。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]1)本發(fā)明中的無機(jī)固化劑及高能活化劑與水能在常溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種氣硬性膠凝材料，該膠凝材料的親水性與粘結(jié)性強(qiáng)，能與煤粒很好地浸潤、接觸，在成型壓力的機(jī)械作用下，可滲入到無煙煤粉的孔隙內(nèi)部，固化后產(chǎn)生機(jī)械鍵合而形成型煤堅(jiān)實(shí)的骨架，從而提高型煤的冷態(tài)強(qiáng)度粘結(jié)性強(qiáng)，所制造的型煤冷、熱態(tài)強(qiáng)度高，特別是抗沖擊性能極佳；
[0021] 2)生物纖維可在型煤中起到牽連、拉扯、鑲嵌、包絡(luò)等物理作用，能吸收沖擊能量， 大大提高型煤的抗沖擊性能；
[0022] 3)表面活性劑可改善粘結(jié)劑與無煙煤粉混合物的和易性，減少拌和用水量，延長固化劑與活化劑水化物的凝固時(shí)間，從而進(jìn)一步提供型煤的抗壓、抗跌等物理力學(xué)；
[0023]4)增強(qiáng)型煤的冷熱態(tài)強(qiáng)度，同時(shí)還能提高型煤的防水性能；[〇〇24] 5)熱穩(wěn)定劑為粘結(jié)性煤，均勻地分布在型煤中，在400°C以上溫度時(shí)便能熱分解產(chǎn)生液態(tài)粘性物，從而具有熱粘結(jié)性，有利于提高型煤的熱態(tài)性能；
[0025]6)高能活化劑對(duì)型煤的燃燒具有活化作用，能提高型煤反應(yīng)活性，改善燃燒，增加發(fā)熱量。[〇〇26]7)原料來源廣，價(jià)格便宜，噸煤粘結(jié)劑成本50元，有效降低產(chǎn)品成本?！揪唧w實(shí)施方式】 [〇〇27] 實(shí)施例1[〇〇28] 取氧化鎂5.52kg，高能活化劑1.49kg，表面活性劑0.168kg，煙煤12.32kg重量配比，分別粉碎、過篩后按成分重量百分比進(jìn)行稱量配料，并按配比稱量好生物質(zhì)纖維，取水 27.3kg置于一容器中，將生物質(zhì)纖維加入水中，待其充分吸水后再用攪拌器攪拌，使生物質(zhì)纖維在水中很好地分散開;然后再將稱量好的各組分粉料加入，且一邊加料一邊攪拌，直到混合均勻后即可。[〇〇29]將無煙粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘結(jié)劑與無煙煤煤粉按21:79的重量比， 無煙煤粉79kg混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢?、搓碾，并靜置8小時(shí)后，在成型機(jī)上用20MPa壓力壓制成直徑為40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右溫度下干燥3小時(shí)既得成品型煤。經(jīng)測試，該型煤的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度高于4.4MPa，熱態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)1.1MPa以上，型煤從2m高處連續(xù)3次自由下落到一厚鋼板上不破碎，型煤的熱穩(wěn)定性指標(biāo)超過81 %，耐磨性指標(biāo)達(dá)96%以上;型煤的空氣干燥基固定碳含量為72.53 %，空氣干燥基揮發(fā)分含量為9.5 %，空氣干燥基灰分含量為 15.28%，收到基低位發(fā)熱量位27.6MJ/kg;型煤的灰熔點(diǎn)ST為1350 °C，焦渣特征指標(biāo)值為2。 測試結(jié)果表明，型煤的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足要求。此外，測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)自然風(fēng)干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3個(gè)月外觀無變化，復(fù)干后型煤強(qiáng)度基本不變;但經(jīng)100°C以上熱風(fēng)烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡現(xiàn)象發(fā)生。
[0030] 實(shí)施例2[〇〇31] 取氧化鎂24 %計(jì)5.04kg，活化劑1.05kg，生物質(zhì)纖維2.52kg，表面活性劑0.105kg， 煙煤12.285kg，取水23.lkg，制作步驟如實(shí)施例1。
[0032]將無煙粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘結(jié)劑與無煙煤煤粉按21:79的重量比， 無煙煤粉79kg混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢?、搓碾，并靜置8小時(shí)后，在成型機(jī)上用20MPa壓力壓制成直徑為40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右溫度下干燥3小時(shí)既得成品型煤。經(jīng)測試，該型煤的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度高于4.2MPa，熱態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)1.2MPa以上，型煤從2m高處連續(xù)3次自由下落到一厚鋼板上不破碎，型煤的熱穩(wěn)定性指標(biāo)超過81 %，耐磨性指標(biāo)達(dá)96%以上;型煤的空氣干燥基固定碳含量為72.01 %，空氣干燥基揮發(fā)分含量為9.2 %，空氣干燥基灰分含量為 15.12%，收到基低位發(fā)熱量位27.2MJ/kg;型煤的灰熔點(diǎn)ST為1350°C，焦渣特征指標(biāo)值為2。 測試結(jié)果表明，型煤的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足要求。此外，測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)自然風(fēng)干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3個(gè)月外觀無變化，復(fù)干后型煤強(qiáng)度基本不變;但經(jīng)100°C以上熱風(fēng)烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡現(xiàn)象發(fā)生。
[0033]實(shí)施例3[〇〇34] 取氧化鎂7 ? 14kg，活化劑1 ? 68kg，生物質(zhì)纖維1 ? 26kg，表面活性劑0 ? 21kg，煙煤 10.71kg，取水25.2kg，制作步驟如實(shí)施例1。[〇〇35]將無煙粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘結(jié)劑與無煙煤煤粉按21:79的重量比， 無煙煤粉79kg混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢?、搓碾，并靜置8小時(shí)后，在成型機(jī)上用20MPa壓力壓制成直徑為40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右溫度下干燥3小時(shí)既得成品型煤。經(jīng)測試，該型煤的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度高于4.13MPa，熱態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)1.14MPa以上，型煤從2m高處連續(xù)3次自由下落到一厚鋼板上不破碎，型煤的熱穩(wěn)定性指標(biāo)超過88%，耐磨性指標(biāo)達(dá)92%以上；型煤的空氣干燥基固定碳含量為72.53%，空氣干燥基揮發(fā)分含量為9.2%，空氣干燥基灰分含量為 15.4%，收到基低位發(fā)熱量位27.1MJ/kg;型煤的灰熔點(diǎn)ST為1350°C，焦渣特征指標(biāo)值為2。 測試結(jié)果表明，型煤的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足要求。此外，測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)自然風(fēng)干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3個(gè)月外觀無變化，復(fù)干后型煤強(qiáng)度基本不變;但經(jīng)100°C以上熱風(fēng)烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡現(xiàn)象發(fā)生。
[0036] 實(shí)施例4[〇〇37] 取氧化鎂5.04kg，活化劑1.05kg，生物質(zhì)纖維1.89kg，表面活性劑0.21kg，煙煤 12.81kg，取水25.2kg，制作步驟如實(shí)施例1。[〇〇38]將無煙粉煤破碎到3.0mm以下，配制好的粘結(jié)劑與無煙煤煤粉按21:79的重量比， 無煙煤粉79kg混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢?、搓碾，并靜置8小時(shí)后，在成型機(jī)上用20MPa壓力壓制成直徑為40mm、重40g的型煤，然后在100°C左右溫度下干燥3小時(shí)既得成品型煤。經(jīng)測試，該型煤的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度高于4.5MPa，熱態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)1.23MPa以上，型煤從2m高處連續(xù)3次自由下落到一厚鋼板上不破碎，型煤的熱穩(wěn)定性指標(biāo)超過86%，耐磨性指標(biāo)達(dá)97%以上；型煤的空氣干燥基固定碳含量為72.8 %，空氣干燥基揮發(fā)分含量為9.6 %，空氣干燥基灰分含量為 15.66%，收到基低位發(fā)熱量位27.09MJ/kg;型煤的灰熔點(diǎn)ST為1350°C，焦渣特征指標(biāo)值為 2。測試結(jié)果表明，型煤的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足要求。此外，測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)自然風(fēng)干的型煤具有良好的防水性，型煤浸泡于水中3個(gè)月外觀無變化，復(fù)干后型煤強(qiáng)度基本不變;但經(jīng)100°C以上熱風(fēng)烘干的型煤防水性稍差些，浸泡于水中后外表面有起泡現(xiàn)象發(fā)生。
[0039]用本發(fā)明粘結(jié)劑制備無煙煤型煤時(shí)，無煙煤粒度要小于3mm，粘結(jié)劑的添加量為無煙粉煤或焦粉重量的25?35%;成型前粘結(jié)劑與無煙粉煤或焦粉需充分混合、攪拌、搓碾， 并靜置6?12小時(shí)。型煤成型工藝為普通的低壓冷態(tài)成型，成型壓力15?25MPa。型煤在100?150°C溫度下干燥2?4小時(shí)，也可采用自然風(fēng)干
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟:1)將無機(jī)固化劑、高能活化劑、表面活性劑和熱穩(wěn)定劑分別粉碎、過篩；2)將步驟1)中過篩后的各物料混合均勻，得混合粉末；3)取一容器，加入水，將生物質(zhì)纖維投入水中，待生物質(zhì)纖維充分吸水后以攪拌器攪 拌，使生物質(zhì)纖維在水中得以充分分散開；4)將步驟2)中得到的混合粉末加入步驟3)的容器中，邊加混合粉末邊攪拌，直到混合 均勻后即得到高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑；其中，步驟3)中容器中加入水的質(zhì)量為高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑質(zhì)量的1.3倍。2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以下質(zhì) 量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑24.0%?34.0%、高能活化劑5.0%?8.0%、表面活性劑 0.5%?1.0%、熱穩(wěn)定劑51.0%?61.0%和生物質(zhì)纖維6.0%?12.0%。3.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以 下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑26.3 %、高能活化劑7.1 %、表面活性劑0.8 %、熱穩(wěn) 定劑58.7%和生物質(zhì)纖維7.1 %。4.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以 下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑24.0 %、高能活化劑5.0 %、表面活性劑0.5 %、熱穩(wěn) 定劑58.5%和生物質(zhì)纖維12.0%。5.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以 下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑34.0%、高能活化劑8.0%、表面活性劑1.0 %、熱穩(wěn) 定劑51.0%和生物質(zhì)纖維6.0%。6.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以 下質(zhì)量百分比含量的物料:無機(jī)固化劑24.0%、高能活化劑5.0%、表面活性劑1.0 %、熱穩(wěn) 定劑61.0%和生物質(zhì)纖維9.0%。7.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，所述無 機(jī)固化劑為氧化鎂。8.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)防水復(fù)合型煤粘合劑的制備方法，其特征在于，所述熱 穩(wěn)定劑為煙煤。
【文檔編號(hào)】C10L5/10GK105950243SQ201610465852
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】侯衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】邢臺(tái)博太科技有限公司