專利名稱：一種型煤及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種型煤，尤其是一種含有多功能復合粘結劑，抗水性可控的型煤及其制造方法。
背景技術：
大多數型煤是粘結劑型煤，即一定粒度(一般小于6mm)的型煤原料煤(以下簡稱原料煤)和粘結劑混合后加壓成型(工業型煤多為類球狀)，經固結處理而成。型煤按其冷態抗水性能分為非抗水型煤和抗水型煤，抗水型煤可以露天存貯。對于一定的原料煤的性能和加工成本主要取決于粘結劑。粘結劑包括有機劑、無機劑及其復合劑。有機劑加入量小，幾乎不增加型煤灰份，冷強度高，但大多價格高，熱狀態下分解失效，如淀粉，樹脂、焦油等。無機劑加入量大，顯著增加型煤灰份，如石灰、粘土、水泥等加入量大多在10％～30％。所以，復合粘結劑是當前的主要研究方向。型煤的固結方式很多，如干燥法、冷凝法、化學法和熱固結等，取決于粘結劑性質。
發明內容
本發明旨在提供一種廉價、無害、灰份增加率低、反應活性好、抗水性可控的型煤及其制造方法。
本發明所說的型煤的組份及其按質量比的含量為原料煤為基量100％計，腐植酸鈉為1％～3％，最好為1.5％～2.5％，粘性煤粉≥3％，最好為3％～20％，所說的粘性煤粉是一種按國標GB212-92“煤的工業分析方法”中焦渣特征序號≥4的煙煤粉，包括煤泥和煤矸石，粒度細于40目(含40目)，最好細于120目。
所說的腐植酸鈉可選用粉狀的，或水溶液的。
本發明所說的型煤的制備方法，其步驟為1)將原料煤、腐植酸鈉和粘性煤粉按上述配比混合后加壓成型，得到濕型煤2)將濕型煤固結得本發明所說的型煤成品。
所說的固結，其方法為將濕型煤經干燥固結，即得非抗水性型煤；或將濕型煤經熱固結后，再冷卻，即得抗水型煤。所說的熱固結其溫度下限為粘性煤粉的焦結溫度，上限為腐植酸鈉轉化為不溶于水的物質的反應溫度。熱固結溫度最好為400～650℃。雖然更高的固結溫度也可以制成抗水型煤，但造成工藝困難和浪費，顯然是不必要的。
同一組份制成的非抗水型煤或抗水型煤，除揮發份外，其余熱性能是相同的。事實上，非抗水型煤入爐后的預熱、升溫過程也是型煤熱固結過程，因而，對于自產自用或可棚存的型煤，可以制成非抗水型煤，以降低成本。
本發明所說的原料煤粒度要求和其他型煤技術沒有區別，一般由型煤用途決定的，例如氣化型煤原料煤粒度一般小于2mm，燃料型煤原料煤粒度一般小于6mm。因而，原料煤也可和粘結劑混合破碎后成型。
腐植酸鈉是某些富含腐植酸煤種的堿液提取物，無毒無味，對煤有極好的粘合力，用作型煤粘結劑，配比含量為1％能獲得相當好的冷強度。配比含量過多，會導致型煤灰熔點嚴重下降，常用配比低于3％。腐植酸鈉變熱后析出可燃基參于燃燒，鈉基留存于型煤中，達到約650℃時，轉化為不溶于水的新物質，形成抗水的網絡骨架，而賦予型煤抗水性及熱強度。堿金屬鹽類或氧化物本身是碳的燃燒、還原反應的催化劑，因而腐植酸鈉提高了型煤的反應活性。
型煤中的粘性煤粉在300℃即析出揮發份，達到焦結溫度后，便形成不溶于水的焦網骨架，賦予型煤抗水性及熱強度。大多數粘性煤焦結溫度在400℃以上。煤的燃燒，還原反應是一種氣-固兩相界面反應，因而，型煤在爐里高溫反應時，只有當表層焦網結構的碳燃盡后才瓦解，從而提高了型煤表層原料煤粒子的附著力，減少飛灰損失。同時，粘性煤粉粒度小，揮發份析出后，增加了型煤孔隙率，即加大了兩相反應的比表面積，提高了型煤的反應活性。粘性煤粉配比愈高，型煤熱性能愈好。
腐植酸鈉提取工藝簡單，價格適中，加入量少，費用低。在北方粘性煤與原料煤價差小，煤泥煤矸石在產區常是待處理的“三廢”。本發明的粘結劑費用經測算，在北方，噸型煤僅約20元，在南方，則不超過40元。濕型煤固結如采用發明人提出的“型煤速固爐”(專利號ZL03243518.5)，則可在20min內完成干燥固結，或在約30min一步完成熱固結，投資小，固結時間縮短90％以上，成本低。因而，本發明具有十分突出的經濟實用性。
具體實施例方式
以下實施例，均以福建無煙煤為原料煤，粒度小于2mm，作基量100％計，將其與腐植酸鈉和粘性煤粉混合后在對輥式煤球機成型，制成單粒重約50g的濕型煤，經干燥后得到非抗水型煤，或經熱固結后得到抗水型煤。
實施例1腐植酸鈉配比為1％，粘性煤粉配比為3％，焦渣特征為5，粒度為160目。濕型煤在干燥箱120℃條件下干燥至水份低于3％，得到的非抗水型煤冷強度為40kg/球。濕型煤在馬福爐加熱至400℃，保持20min，取出冷卻后，型煤冷強度達45kg/球，長期浸水不爛不散，干燥后恢復強度。非抗水型煤及抗水型煤熱穩定性均達到100％，熱強度(950℃×30’，下同)達到50kg/球。
實施例2腐植酸鈉配比為2％，粘性煤粉配比為15％，焦渣特征為4，粒度為40目。濕型煤自然干燥(晾干)至水份低于3％，得到非抗水型煤，冷強度60kg/球。濕型煤在馬福爐中加熱至500℃，取出冷卻后，冷強度達到70kg/球，浸水24h后，濕態下型煤冷強度達30kg/球；濕型煤在馬福爐中加熱至650℃，取出冷卻后，冷強度達80kg/球，浸水24h后濕態下型煤強度達45kg/球，仍可滿足裝運卸作業要求。各種型煤熱穩定性均達100％，熱強度達110kg/球。
實施例3腐植酸鈉配比為2％，粘性煤粉配比為10％，焦渣特征為5，粒度為100目。濕型煤在型煤速固爐干燥，干燥周期15～25min，得到非抗水型煤，型煤冷強度60kg/球。濕型煤在型煤速固爐熱固結，固結周期30～40min，固結爐內高溫區溫度650～750℃，型煤出爐呈暗紅色(約550℃)，自然冷卻后，型煤冷強度達70kg/球，浸水24h后，濕態型煤強度40kg/球。上述非抗水型煤和抗水型煤熱穩定性均達100％，熱強度達100kg/球。
實施例4腐植酸鈉配比為3％，粘性煤粉配比為20％，焦渣特征為4，粒度為100目。濕型煤干燥到水份低于4％，冷強度達80kg/球。濕型煤在馬福爐加熱至400℃并保持20min，取出冷卻后，型煤冷強度達90kg/球，浸水不散。濕型煤加熱至550℃(呈暗紅色)，取出冷卻、型煤冷強度達100kg/球，浸水24h后，濕態強度達50kg/球；濕型煤加熱至650℃(微紅色)，冷卻后，型煤冷強度達到100kg/球，浸水24h后，型煤濕態強度達60kg/球。上述型煤熱穩定性均達100％，熱強度在120kg/球以上。
工業應用中，腐植酸鈉配比一般取2％即能滿足技術要求。粘性煤粉配比上限依原料煤性質、型煤技術要求以及粘性煤粉焦渣特征和粒度而定，一般不超過20％為宜。
權利要求
1.一種型煤，其特征在于其組份及其按質量比的含量為原料煤為基量100％計，腐植酸鈉為1％～3％，粘性煤粉≥3％。
2.如權利要求1所述的一種型煤，其特征在于腐植酸鈉為1.5％～2.5％，所說的腐植酸鈉選用粉狀的，或水溶液的。
3.如權利要求1所述的一種型煤，其特征在于粘性煤粉為3％～20％。
4.如權利要求1所述的一種型煤，其特征在于所說的粘性煤粉是一種按國標GB212-92“煤的工業分析方法”中焦渣特征序號≥4的煙煤粉，包括煤泥和煤矸石。
5.如權利要求4所述的一種型煤，其特征在于所說的粘性煤粉的粒度細于40目，含40目。
6.如權利要求5所述的一種型煤，其特征在于所說的粘性煤粉細于120目。
7.型煤的制造方法，其特征在于其步驟為1)將原料煤、腐植酸鈉和粘性煤粉按配比混合后加壓成型，得到濕型煤；2)將濕型煤固結得型煤成品；3)所說的配比按質量比為原料煤為基量100％計，腐植酸鈉為1％～3％，粘性煤粉≥3％。
8.如權利要求7所述的型煤的制造方法，其特征在于所說的濕型煤固結，其方法為將濕型煤經干燥固結，即得非抗水性型煤或將濕型煤經熱固結后，再冷卻，即得抗水型煤。
9.如權利要求8所述的型煤的制造方法，其特征在于所說的熱固結其溫度下限為粘性煤粉的焦結溫度，上限為腐植酸鈉轉化為不溶于水的物質的反應溫度。
10.如權利要求8或9所述的型煤的制造方法，其特征在于熱固結溫度為400～650℃。
全文摘要
一種型煤及其制造方法，涉及一種型煤，尤其是一種含有多功能復合粘結劑，抗水性可控的型煤及其制造方法。其組份為原料煤、腐植酸鈉和粘性煤粉。將原料煤、腐植酸鈉和粘性煤粉混合后加壓成型，固結得成品。腐植酸鈉對煤有極好的粘合力，用作型煤粘結劑，能獲得好的冷強度，提高型煤的反應活性。粘性煤粉達到焦結溫度后，便形成不溶于水的焦網骨架，賦予型煤抗水性及熱強度，提高了型煤表層原料煤粒子的附著力，減少飛灰損失。同時，粘性煤粉粒度小，揮發份析出后，增加了型煤孔隙率，即加大了兩相反應的比表面積，提高了型煤的反應活性。工藝簡單、投資小、成本低。具有十分突出的經濟實用性。
文檔編號C10L5/00GK1563295SQ20041003037
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月25日 優先權日2004年3月25日
發明者王茂春 申請人:王茂春, 王颶, 廈門思華達科技開發有限公司