一種提高型煤抗壓強度的冷壓成型方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種提高型煤抗壓強度的冷壓成型方法，尤其是在綜合利用工業固體 廢物、不增加粘結劑成本的基礎上提高型煤抗壓強度。
【背景技術】
[0002] 我國西北地區低階煤資源豐富，但由于熱值低、水分高等原因不能直接燃燒使用， 熱解體質是利用這一類煤炭資源的有效方法。目前，陜西和內蒙古一些企業利用低階煤通 過低溫熱解技術生產半焦(蘭炭)、煤焦油和焦爐煤氣等產品，大幅度提高了低階煤的附加 值，然而，生產過程中產生的大量末煤（<13_)由于在熱解過程中難以與焦油分離而得不到 有效利用，將末煤制成型煤（>13mm)可解決這一技術難題。
[0003] 型煤生產的關鍵技術在于粘結劑，目前廣泛使用的有機(腐殖酸類、焦油渣等)、無 機(膨潤土、高嶺土等無機粘土礦物）或復合粘結劑存在抗壓強度低、生產過程中易碎、熱強 度低等缺點，如何在不增加粘結劑成本的基礎上而提高型煤的抗壓強度，是型煤生產企業 的迫切需要。
[0004] 本發明利用河道淤泥、焦油廢渣等工業廢物與古爾膠制備型煤復合粘結劑，可結 合無機粘結劑和有機粘結劑的優點，大幅度提高型煤的抗壓強度，減少型煤使用過程中的 破損。制而且粘結劑原料來源廣泛、價格便宜，即降低了型煤生產的成本、提高了型煤的力 學性能，也綜合利用了工業廢物。
【發明內容】
[0005] 本發明將末煤破碎到一定細度，按照一定比例依次加入河道淤泥、焦油廢渣和古 爾膠，裝入直徑為20mm的球形模具中在一定壓力下擠壓成型，保持數分鐘取出后自然干 燥，得到最終可以用于制備半焦、焦油和焦爐氣的型煤。型煤的抗壓強度與河道淤泥、焦油 廢渣和古爾膠這三種原料的相對含量相關，三者之間存在協同效應，通過原料配方優化，制 得的型煤抗壓強度> 850N/個，遠大于標準要求和現有水平。
[0006] 技術方案 本發明方法步驟如下： (1) 取150g末煤破碎至3mm以下，依次加入干基末煤重量1%~2%的河道淤泥、2%~4%的 焦油廢渣和1%~2%的古爾膠，充分攪拌后裝入直徑為20mm的球形模具中； (2) 將裝好的試模置壓力機下以25Mpa~35Mpa的壓力保持3~6分鐘，成型后取出自然 干燥得到型煤，測試型煤的各項抗壓強度和跌落強度指標。
[0007] 本發明中河道淤泥的主要礦物成分為高嶺土、伊利石和蒙脫石等粘土礦物，其 Si02>60%、Al203>15%，具有顆粒粒度細、結合力強、熱穩定性強等優點，可以提高型煤的抗壓 強度和熱穩定性。
[0008] 焦油廢渣的主要成分有重焦油和焦粉等，重焦油含有大量的多環芳烴，能與末煤 表面的有機官能團結合，在型煤熱解過程中有助于末煤、焦粉中有機質熱熔交聯，提高型煤 的膠黏性能。
[0009] 古爾膠配制成質量濃度1%~2%的溶液使用，粘度>5000mPa *s。古爾膠的骨架結構 為碳氧六元環連接而成，環的一端有較多的羥基，羥基極性較強，易與無機粘土礦物表面羥 基形成氫鍵，所以古爾膠能起到連接型煤中有機質與無機礦物的作用，提高型煤的冷強度， 另外古爾膠粘度較大，在型煤生產過程中可起到增稠的作用。
[0010] 本發明的特點是：本發明以河道淤泥、焦油廢渣等工業廢物與古爾膠為復合粘結 劑，制備的型煤成型率、抗壓強度和跌落強度等各項指標優越。復合粘結劑具有原料來源廣 泛、價格低廉、制備容易等優點，通過該粘結劑和方法生產型煤，不僅能提高型煤的力學性 能，還能降低型煤生產的成本，并且實現淤泥、焦油廢渣等固體廢物的綜合利用。
【附圖說明】
[0011] 圖1為型煤生產流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 實施例 取150g末煤破碎至3_以下，按照表1中比例依次加入淤泥、焦油廢渣和古爾膠，其中 古爾膠濃度為1. 5%，粘度為5750 mPa *s，充分攪拌混勻后裝入直徑為20mm的球形模具中， 在30Mpa的壓力下保持5分鐘，成型后取出自然干燥得到型煤產品，測得型煤的各項指標如 表2所示。
[0013] 表1復合粘結劑的配方(按末煤干基重量計）
型煤的各項指標與粘結劑中各組分的配比密切相關，1-3號實施例中型煤的各項指標 都較差，原因為古爾膠少加后型煤生產中原料稠度小、一次成型率低；河道淤泥量不夠時型 煤的抗壓強度低、熱穩定性差；焦油廢渣少加后型煤的膠黏性能差，熱強度低。
[0014] 4-9號實施例中三種原料按照一定配比進行復合，所得型煤的各項指標均滿足標 準要求，尤其抗壓強度超過850N/個，遠高于現有技術的600N/個，可降低型煤使用過程中 的破損。
[0015] 采用本發明復合粘結劑所制備的型煤成型率、抗壓強度和跌落強度等各項指標都 能滿足型煤生產標準要求，可在低階煤熱解體質企業進行推廣應用。
[0016] 表2型煤的各項指標 CN 105176617 A 說明書 3/3 頁
【主權項】
1. 一種提高型煤抗壓強度的冷壓成型方法，其特征在于，所述方法步驟如下： (1) 取一定量末煤破碎至3mm以下，依次加入干基末煤重量1%~2%的河道淤泥、2%~4% 的焦油廢渣和1%~2%的古爾膠，充分攪拌后裝入直徑為20mm的球形模具中； (2) 將步驟（1)中裝好的試模在壓力機下以25MPa~35MPa的壓力保持3~6分鐘，成型后 脫模取出，經自然干燥得到型煤產品。2. 根據權利要求1所述的冷壓成型方法，其特征在于，河道淤泥的主要礦物成分為粘 土礦物，其中Si02>60%、Al203>15%。3. 根據權利要求1所述的冷壓成型方法，其特征在于，古爾膠配制成質量濃度為 1%~2%的溶液使用，配制后粘度>5000mPa?s。4. 根據權利要求1所述的冷壓成型方法，其特征在于，焦油廢渣的主要成分包括重焦 油和焦粉。
【專利摘要】本發明涉及一種提高型煤抗壓強度的冷壓成型方法，將末煤破碎至一定細度，加入一定比例的由河道淤泥、焦油廢渣和古爾膠組成的復合粘結劑，經過充分混勻—裝模—壓力成型—脫模—自然干燥后得到各項指標都合格的型煤產品，可供后續熱解體質工藝使用。本發明采用的復合粘結劑具有原料來源廣泛、價格便宜等優點，且結合了無機粘結劑或有機粘結劑各自長處，采用本發明所用粘結劑既能提高型煤的力學性能，還能降低型煤生產的成本，并且實現工業廢物的綜合利用，提高了企業的經濟效益。
【IPC分類】C10L5/04, C10L5/14
【公開號】CN105176617
【申請號】
【發明人】曹釗, 榮令坤, 曹永丹, 董紅娟, 張金山
【申請人】內蒙古科技大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年4月14日