專利名稱：一種防水高強型煤粘結劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于基于無機成分的粘合劑。主要適用制造各種型煤。
熱能資源之一的煤炭，除塊煤、火電廠用粉煤及煉鐵用焦炭可直接利用外，尚有巨大數量的煤粉、煤泥、低熱值粉煤灰、石煤、油母頁巖、煤矸石等低熱能燃料需要開發利用，使之成為工業上有用的燃料，拓寬能源來源，降低工業生產成本，增加經濟效益。利用粘結劑，將上述低熱能燃料制成型煤，則可使這部分低熱能燃料得以充分利用，為社會作出貢獻。
對工業用型煤，一方面要求具有良好的防水性，以免在運輸過程和露天儲存時因吸水而松散，仍能保持較高的耐壓強度;另一方面要求發熱量高，灰分低，揮發分少，固定碳高，燃燒效率高，含硫量低，熱穩定性好，不結渣等，最好能與優質塊煤的性能相當，或個別性能高于優質塊煤。從而保證型煤的熱效率和使用效益。根據使用目的，型煤可分為造氣(制造化肥)、煤氣、鍋(窯)爐燃燒及民用四種類型。型煤是否有應用前景或實際用途，主要取決于能否保持原有形狀，而保持原有形狀的關鍵在于選用合理的粘結劑。這樣的粘結劑應具有如下條件1、原料資源豐富，容易獲取，價格便宜;
2、制造型煤的工藝簡單，不需加熱干燥，節省能源;
3、所制備的型煤性能優異;
4、粘結劑本身參加反應，可以燃燒，提高發熱量;
5、具有良好的固硫、固塵及控制揮發等特性。
由此看出，型煤的性能既取決于原料粉煤的質量，又與所采用的粘結劑緊密相關。
在現有技術中，依據所用粘接劑的種類，開發了多種型煤。這些型煤雖然都具有一定的熱效率和使用價值，但都存在各自的缺點(CN1040215A、CN1059166A)。
現分述如下1、石油瀝青型煤以石油瀝青為粘結劑。其制備過程需在150～200℃溫度下攪拌混合0.5～1小時，需消耗一定的熱能，成本高，防水性差，且污染環境。
2、焦油瀝青型煤以焦油瀝青為粘結劑。其工藝過程需在900℃溫度下，經36小時的焦化處理，故熱能消耗大，成本高，另外防水性差，且污染環境，工藝也較復雜。
3、石灰碳化型煤以石灰為粘結劑。在工藝上需經150～200℃溫度下、9小時的碳化處理，工藝較復雜，防水性差，且增加25～30%的灰分。
4、水泥型煤以硅酸鹽水泥為粘結劑。該型煤在制備過程中，固化時間長，成型較難，且熱穩定性差，增加灰分;它具有一定的防水性。
5、粘土型煤以粘土為粘結劑。該型煤不防水，且耐壓強度低，影響燃燒，增加灰分。
6、淀粉復合型煤以淀粉及礦物質(如硅酸鹽類)為粘結劑。其工藝需經100～150℃溫度下，烘干2～3小時。該工藝復雜，且需消耗一定的熱能。所制備的型煤防水性能差，另外，還需消耗一定的糧食。
7、紙漿廢液型煤以造紙廢液為粘結劑。工藝上需要烘干(100～150℃，2～3小時)，也需消耗一定的熱能，且防水性能也差。
由以上看出，采用各種粘結劑所制備的型煤，其共同的缺點是防水性差，強度不高，易松散破碎，給運輸和儲存帶來一定的困難，其性能也未能完全滿足使用要求。
本發明的目的在于提供一種防水高強型煤粘結劑。采用該粘結劑所生產的型煤，不僅具有良好的防水性和較高的冷、熱耐壓強度，而且還有發熱量高、燃燒效果好、含灰分少和成本低等優點。
根據上述目的，本發明粘結劑主要技術方案的出發點一是由該粘結劑所制備的型煤具有優異的防水性能和使用性能;二是當所制備的型煤進行燃燒時，粘結劑本身能夠參加反應，產生非碳燃燒，顯著提高發熱量。
為此，本發明防水高強型煤粘結劑由固化劑、增強劑、熱固劑和活化劑組成，其具體化學成分(重量%)如下固化劑30～66%，增強劑10～30%，熱固劑0～25%，活化劑5～15%。
固化劑由MgO和Mg(SO4)2·6H2O組成，其配比(重量%)為MgO 88～92%，Mg(SO4)2·6H2O.8～12%。
增強劑由粘土礦、煉鐵水渣、Ca(SO4)2·2H2O和CaF2組成。其配比(重量%)為粘土礦40～46%，煉鐵水渣40～46%，Ca(SO4)2·2H2O 0～12%，CaF22～8%。
熱固劑為褐煤或焦煤中任一種或兩種之混合物。
活化劑由MgCl2和H2O組成，其配比(重量%)為MgCl25～8%，H2O 92～95%。
上述粘結劑組份的原料，均采用粉料，其粒度要求小于0.07mm。
在上述粘結劑的化學組成中，各組份的作用(本發明的化學成分設計原理)如下固化劑中的MgO在最終的粘結劑制品中，呈膠體狀，該MgO膠凝的水化性可顯著提高型煤的防水性，并使之具有較高的強度。
在增強劑的粘土礦中，含有大量的SiO2及Al2O3，煉鐵水渣中含有部分Fe2O3，再加上少量CaF2，就使得型煤在燃燒中有堅實的骨架，防止結渣，具有良好的透氣性，從而提高燃燒率。
熱固劑中的褐煤或焦煤都具有熱粘結性，保證熱狀態下的型煤燃燒不散，有利于提高熱穩定性。
活化劑中的MgCl2和固化劑中的Mg(SO4)2一起參予燃燒過程中，具有活化作用，促使活化非碳燃燒，能大大提高熱效率。
本發明所述的粘結劑采用一般粉末制品的生產方法進行制備。首先將固化劑、熱固劑和增強劑三種組份進行粉碎、過篩，使之達到粒度要求;將符合粒度要求的各組份按其化學成分配比，進行稱重配料;然后將配好的混合料加入混料機中進行混合，混合均勻后，再加入適量活化劑水溶液，經充分混合后，即成為本發明防水高強型煤粘結劑。
本發明防水高強型煤粘結劑用于制造各種類別的型煤。
與現有技術相比，本發明粘結劑具有如下優點(1)原料來源廣泛，價格便宜。
(2)粘結性能好，具有很強的粘結作用，使得用該粘結劑制造型煤不僅具有優異的防水性能，而且還有較高的冷、熱耐壓強度。
(3)用該粘結劑制造型煤，工藝簡單，不需加熱干燥，節省能源。
(4)除粘結作用外，當型煤燃燒時，粘結劑本身參加燃燒反應，發生非碳燃燒，顯著提高發熱量。
(5)能降低CO2、SO2及C粒的排放量，且固硫率高(≥60%)減少環境污染。
(6)任何燃料(優質或劣質煤)均可采用本發明粘結劑制備各種型煤，拓寬了能源來源，變廢為寶。
實施例根據本發明粘結劑的化學成分范圍，配制了四批粘結劑。四批粘結劑的化學成分配比如表1所示。組份中固化劑、增強劑、熱固劑和活化劑的組成配比分別如表2、表3、表4和表5所示。上述成分中各組份的粒度均小于0.07mm。
采用四批粘結劑制備了四批型煤。四批型煤所用的燃料種類、粘結劑批號和成型條件如表6所示。型煤制備后，并對四批型煤進行了耐壓試驗及熱穩定性、活性和灰熔點的測試，其結果列入表7。
為了對比，還采用了其它種類的粘結劑在同樣成型條件下制備三批對比型煤，其成型條件及型煤性能分別列入表6和表7。對比例型煤批號5、6、7。
權利要求
1.一種防水高強型煤用粘結劑，其特征在于(1)該粘結劑的化學成分(重量%)為固化劑30～66%，增強劑10～30%，熱固劑0～25%，活化劑5～15%。(2)固化劑的組成配比(重量%)為MgO88～92%，Mg(SO4)2·6H2O8～12%。(3)增強劑的組成配比(重量%)為粘土礦40～46%，煉鐵水渣40～46%，Ca(SO4)2·2H2O 0～12%，CaF22～8%；(4)熱固劑為褐煤或焦煤中任一種或兩種之混合物；(5)活化劑的組成配比(重量%)為MgCl25～8%，H2O92～95%；
2.根據權利要求1所述的粘結劑，其特征在于各組份原料的粒度小于0.070mm。
3.權利要求1所述的一種防水高強型煤粘結劑的用途，其特征在于該粘結劑用于制造各種類別的型煤。
全文摘要
本發明提供了一種防水高強度型煤粘結劑。主要適用于制造各種類型的型煤。該粘結劑的化學成分(重量％)為固化劑30～66％，增強劑10～30％，熱固劑0～25％，活化劑5～15％。其中固化劑由MgO和Mg(SO
文檔編號C10L5/12GK1104244SQ9411692
公開日1995年6月28日 申請日期1994年10月14日 優先權日1994年10月14日
發明者祝朝暉, 耿花云, 李華林 申請人:祝朝暉