CN103173257A - 一种型煤粘结剂和型煤组合物 - Google Patents

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王志坚
刘文统
马名杰
连永强
刘文龙
黄光许
宋双龙
刘全润
马跃
张传祥
李韦岐
邢宝林
吴晓民
朱红龙
任晓玲
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Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co Ltd
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Shenhua Group Corp Ltd
Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co Ltd
Ningdong Coal Washing Factory of Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种型煤粘结剂及型煤组合物，其中所述型煤粘结剂含有2-6重量份的腐植酸钠，2-6重量份的膨润土和2-4重量份的沥青。本发明的型煤粘结剂性能好，价格低廉，且适用范围广；制成的型煤产品冷压强度可以达到550N/球以上，热强度可以达到300N/球以上，跌落强度可以达到97%以上，可满足民用需求；以本发明型煤粘结剂与煤泥和一定量的原煤混合物制得的型煤产品还可以满足工业造气的需要。

Description

一种型煤粘结剂和型煤组合物
技术领域
本发明涉及一种型煤粘结剂和型煤组合物。
背景技术
煤泥是在煤炭生产过程中，特别是在原煤洗选过程中产生的一种劣质燃料，其特点是粒度细，水分含量高，持水性强，粘度大、灰分含量高且发热量低。由于每年产生的煤泥量比较大，其存放需要占用大量场地，对环境也造成一定污染。而由于发热量低，煤泥的利用也存在一定难度。
将煤泥制成型煤是煤泥利用的一个重要方向，煤泥制成型煤的过程中一般需要添加型煤粘合剂。型煤粘结剂是型煤生产过程中的关键技术，也是制约型煤发展的瓶颈之一。型煤粘结剂种类众多，性质各异，一般分为无机粘结剂、有机粘结剂和复合粘结剂。理想的型煤粘结剂应当能够使型煤具有较高的冷态和热态机械强度，具有良好的热稳定性，不增加或尽量少增加灰分，最好还具有固硫、助燃、防水等性能；同时为了赢得市场空间，型煤的成本最好不高于块煤甚至要与块煤具有一定的价格差距，这对型煤粘结剂的用量和成本提出了要求。这些要求不仅苛刻，而且有的相互矛盾，比如多数无机粘结剂来源广，价格低，但粘结性差，且增加灰分；多数有机粘结剂的粘结性好，具有一定的发热量，但热稳定性差，价格高；无机粘结剂与有机粘结剂混合形成的复合粘结剂，理论上可结合二者的优点，但由于无机粘结剂与有机粘结剂成分种类众多，性质差异大，选择合适种类和合理配比的复合粘结剂，使之既具有较为理想的型煤性能，同时价格低廉实际上是十分困难的，目前市场上难以找到合适的型煤粘结剂和相应的型煤产品。
此外，目前对于煤泥型煤的研究和应用多集中于煤质相对较好的无烟煤煤泥型煤，而对于煤质较差的烟煤煤泥型煤，由于其具有较高的灰分含量和挥发分含量，发热量更低，成型更困难，因而较少受到关注，也未见相关研究和应用的任何报道。然而，每年烟煤洗选过程中产生的烟煤煤泥数量仍然相当大，环境污染压力大。
因此，亟需一种性能好、价格低廉且适用范围广的型煤粘结剂和相应的型煤产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能好、价格低廉且适用范围广的型煤粘结剂。
本发明的另一目的在于提供含有上述型煤粘结剂的型煤组合物。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
一种型煤粘结剂，含有2-6重量份的腐植酸钠，2-6重量份的膨润土和2-4重量份的沥青。
优选地，所述型煤粘结剂由2-6重量份的腐植酸钠，2-6重量份的膨润土和2-4重量份的沥青组成。
优选地，所述型煤粘结剂含有2重量份的腐植酸钠，2重量份的膨润土和4重量份的沥青。
优选地，所述型煤粘结剂含有4重量份的腐植酸钠，2重量份的膨润土和2重量份的沥青。
优选地，所述型煤粘结剂含有6重量份的腐植酸钠，6重量份的膨润土和2重量份的沥青。
优选地，所述型煤粘结剂含有6重量份的腐植酸钠，4重量份的膨润土和4重量份的沥青。
优选地，所述型煤粘结剂还含有固硫剂、防水剂、助燃剂中的一种或几种。
一种型煤组合物，含有：
100重量份的煤泥或煤泥与原煤的混合物；和
上述型煤粘结剂中的任一种。
优选地，所述煤泥为无烟煤煤泥或烟煤煤泥。
优选地，所述烟煤煤泥的灰分含量为25-60wt%，挥发分含量为15-25wt%。
优选地，所述烟煤煤泥的灰分含量25-40wt%。
与现有的型煤粘结剂和型煤相比，本发明的型煤粘结剂原料简单，来源广泛，价格低廉，产生的灰分少，固定碳含量降低程度小，粘结力强。以本发明型煤粘结剂与煤泥制得的型煤产品冷压强度可以达到550N/球以上，热强度可以达到300N/球以上，跌落强度可以达到97%以上，可满足民用需求；以本发明型煤粘结剂与煤泥和一定量的原煤混合物制得的型煤产品还可以满足工业造气的需要。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
发明人对众多种类的型煤粘结剂成分及组合进行了大量的试验研究，出人意料地发现，采用腐植酸钠、膨润土和沥青这三种常规且廉价的粘结剂成分，以本发明选择的重量配比组合在一起时，能够使制得的型煤产品具有较为理想的性能。
本发明的型煤粘结剂中，腐植酸钠起到冷粘结剂的作用，以所述比例添加可使型煤具有优良的冷态机械强度，同时又不降低型煤中的固定碳含量，保证了型煤的发热量；膨润土可使型煤具有良好的热态机械强度，是本发明型煤粘结剂中产生灰分的主要成分，但在上述配比下，其产生的灰分量较少，几乎可忽略不计；沥青不仅粘结性能好，而且本身即是燃料，能够燃烧，具有一定的发热量且不增加任何灰分，此外，沥青还具有一定的防水功能，因而兼具粘结剂、热增强剂和防水剂的作用。
本发明型煤粘结剂组成成分简单，添加总量小，粘结性强。上述三种组分以上述比例混合作为型煤粘合剂时，制得的型煤产品具有较高的冷态和热态机械强度，不易破碎，热稳定性好；灰分增加极少，固定碳含量降低程度小；增加了燃烧热值；成本低，适宜实际生产，可解决煤泥型煤的堆积和污染问题。
此外，本发明型煤粘结剂适用范围广，不仅适用于煤质较好的无烟煤煤泥的型煤制备，而且还能适用于煤质较差的烟煤煤泥，例如灰分含量在25-60%，挥发分含量在15-25%的烟煤煤泥的型煤制备，这是一般的型煤粘结剂所不易实现的，实施例部分将对此进行具体说明。
本发明的型煤粘结剂制备方法简单，将各组分按比例混合均匀即可。
本发明的型煤组合物的制备方法可以将已混合均匀的型煤粘结剂加入煤泥中混合均匀，也可将型煤粘结剂的各成分按比例分别加入煤泥中混合均匀。
以本发明型煤组合物制备型煤的方法采用本领域常规方法即可，比如冷压成型法。
为了增加型煤产品的发热量，煤泥中可以根据需要混入部分原煤，以满足工业造气的需要。此时型煤粘结剂的添加量是以煤泥与原煤混合物的总重量为基准计算的。
本领域技术人员可以理解，为了增强型煤的防水性、可燃性、减少污染等，在本发明的型煤粘结剂基础上还可以添加常规用量的防水剂（比如焦油）、助燃剂（比如硝酸盐类）、固硫剂（比如氧化钙、碳酸钙等）等。
以下通过具体实施例对本发明进行进一步说明。
以下列出的实施例使用的煤泥为宁东洗煤厂梅花井分厂的烟煤煤泥，水分含量为7.99wt%，灰分含量为54.39wt%，挥发分含量为16.27wt%，固定碳含量为21.35wt%，发热量为9.8MJ/Kg。
实施例1
取腐植酸钠2重量份，膨润土2重量份和沥青4重量份，混合均匀，得型煤粘结剂。
实施例2
将烟煤煤泥破碎至6mm以下，按重量百分比添加煤泥重量2%的腐植酸钠，2%的膨润土，4%的沥青与煤泥在搅拌机中混合，使物料水分保持在15%左右，物料混合均匀后送至对辊成型机压制成型；将成型后得到的生球送至干燥装置中从室温逐步升温到160℃，在160℃下干燥2小时后得到型煤产品。根据国标测定型煤产品的各项指标如下：冷压强度为614N/球，热强度为399N/球，跌落强度为98.26%，发热量为8.99MJ/Kg。
实施例3
将烟煤煤泥破碎至6mm以下，按重量百分比添加煤泥重量4%的腐植酸钠，2%的膨润土，2%的沥青与煤泥在搅拌机中混合，使物料水分保持在15%左右，物料混合均匀后送至对辊成型机压制成型；将成型后得到的生球送至干燥装置中从室温逐步升温到160℃，在160℃下干燥2小时后得到型煤产品。根据国标测定型煤产品的各项指标如下：冷压强度为567N/球，热强度为365N/球，跌落强度为97.66%，发热量为8.96MJ/Kg。
实施例4
将宁东洗煤厂梅花井分厂的煤泥破碎至6mm以下，按重量百分比添加煤泥重量6%的腐植酸钠，6%的膨润土，2%的沥青与煤泥在搅拌机中混合，使物料水分保持在15%左右，物料混合均匀后送至对辊成型机压制成型；将成型后得到的生球送至干燥装置中从室温逐步升温到160℃，在160℃下干燥2小时后得到型煤产品。根据国标测定型煤产品的各项指标如下：冷压强度为621N/球，热强度为444N/球，跌落强度为97.66%，发热量为8.30MJ/Kg。
实施例5
将烟煤煤泥破碎至6mm以下，按重量百分比添加煤泥重量6%的腐植酸钠，4%的膨润土，4%的沥青与煤泥在搅拌机中混合，使物料水分保持在15%左右，物料混合均匀后送至对辊成型机压制成型；将成型后得到的生球送至干燥装置中从室温逐步升温到160℃，在160℃下干燥2小时后得到型煤产品。根据国标测定型煤产品的各项指标如下：冷压强度为602N/球，热强度为317N/球，跌落强度为97.05%，发热量为8.60MJ/Kg。

Claims (8)

1.一种型煤粘结剂，含有2-6重量份的腐植酸钠，2-6重量份的膨润土和2-4重量份的沥青。
2.根据权利要求1所述的型煤粘结剂，由2-6重量份的腐植酸钠，2-6重量份的膨润土和2-4重量份的沥青组成。
3.根据权利要求1所述的型煤粘结剂，含有：
2重量份的腐植酸钠，2重量份的膨润土和4重量份的沥青；或
4重量份的腐植酸钠，2重量份的膨润土和2重量份的沥青；或
6重量份的腐植酸钠，6重量份的膨润土和2重量份的沥青；或
6重量份的腐植酸钠，4重量份的膨润土和4重量份的沥青。
4.根据权利要求1所述的型煤粘结剂，其特征在于，所述型煤粘结剂还含有固硫剂、防水剂、助燃剂中的一种或几种。
5.一种型煤组合物，含有：
100重量份的煤泥或煤泥与原煤的混合物；和
根据权利要求1-4任一项所述的型煤粘结剂。
6.根据权利要求5所述的型煤组合物，其特征在于，所述煤泥为无烟煤煤泥或烟煤煤泥。
7.根据权利要求6所述的型煤组合物，其特征在于，所述烟煤煤泥的灰分含量为25-60wt%，挥发分含量为15-25wt%。
8.根据权利要求7所述的型煤组合物，其特征在于，所述烟煤煤泥的灰分含量25-40wt%。
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