一种提高型煤抗压强度的冷压成型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提高型煤抗压强度的冷压成型方法，尤其是在综合利用工业固体 废物、不增加粘结剂成本的基础上提高型煤抗压强度。
【背景技术】
[0002] 我国西北地区低阶煤资源丰富，但由于热值低、水分高等原因不能直接燃烧使用， 热解体质是利用这一类煤炭资源的有效方法。目前，陕西和内蒙古一些企业利用低阶煤通 过低温热解技术生产半焦(兰炭)、煤焦油和焦炉煤气等产品，大幅度提高了低阶煤的附加 值，然而，生产过程中产生的大量末煤（<13_)由于在热解过程中难以与焦油分离而得不到 有效利用，将末煤制成型煤（>13mm)可解决这一技术难题。
[0003] 型煤生产的关键技术在于粘结剂，目前广泛使用的有机(腐殖酸类、焦油渣等)、无 机(膨润土、高岭土等无机粘土矿物）或复合粘结剂存在抗压强度低、生产过程中易碎、热强 度低等缺点，如何在不增加粘结剂成本的基础上而提高型煤的抗压强度，是型煤生产企业 的迫切需要。
[0004] 本发明利用河道淤泥、焦油废渣等工业废物与古尔胶制备型煤复合粘结剂，可结 合无机粘结剂和有机粘结剂的优点，大幅度提高型煤的抗压强度，减少型煤使用过程中的 破损。制而且粘结剂原料来源广泛、价格便宜，即降低了型煤生产的成本、提高了型煤的力 学性能，也综合利用了工业废物。
【发明内容】
[0005] 本发明将末煤破碎到一定细度，按照一定比例依次加入河道淤泥、焦油废渣和古 尔胶，装入直径为20mm的球形模具中在一定压力下挤压成型，保持数分钟取出后自然干 燥，得到最终可以用于制备半焦、焦油和焦炉气的型煤。型煤的抗压强度与河道淤泥、焦油 废渣和古尔胶这三种原料的相对含量相关，三者之间存在协同效应，通过原料配方优化，制 得的型煤抗压强度> 850N/个，远大于标准要求和现有水平。
[0006] 技术方案 本发明方法步骤如下： (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 焦油废渣和1%~2%的古尔胶，充分搅拌后装入直径为20mm的球形模具中； (2) 将装好的试模置压力机下以25Mpa~35Mpa的压力保持3~6分钟，成型后取出自然 干燥得到型煤，测试型煤的各项抗压强度和跌落强度指标。
[0007] 本发明中河道淤泥的主要矿物成分为高岭土、伊利石和蒙脱石等粘土矿物，其 Si02>60%、Al203>15%，具有颗粒粒度细、结合力强、热稳定性强等优点，可以提高型煤的抗压 强度和热稳定性。
[0008] 焦油废渣的主要成分有重焦油和焦粉等，重焦油含有大量的多环芳烃，能与末煤 表面的有机官能团结合，在型煤热解过程中有助于末煤、焦粉中有机质热熔交联，提高型煤 的胶黏性能。
[0009] 古尔胶配制成质量浓度1%~2%的溶液使用，粘度>5000mPa *s。古尔胶的骨架结构 为碳氧六元环连接而成，环的一端有较多的羟基，羟基极性较强，易与无机粘土矿物表面羟 基形成氢键，所以古尔胶能起到连接型煤中有机质与无机矿物的作用，提高型煤的冷强度， 另外古尔胶粘度较大，在型煤生产过程中可起到增稠的作用。
[0010] 本发明的特点是：本发明以河道淤泥、焦油废渣等工业废物与古尔胶为复合粘结 剂，制备的型煤成型率、抗压强度和跌落强度等各项指标优越。复合粘结剂具有原料来源广 泛、价格低廉、制备容易等优点，通过该粘结剂和方法生产型煤，不仅能提高型煤的力学性 能，还能降低型煤生产的成本，并且实现淤泥、焦油废渣等固体废物的综合利用。
【附图说明】
[0011] 图1为型煤生产流程图。
【具体实施方式】
[0012] 实施例 取150g末煤破碎至3_以下，按照表1中比例依次加入淤泥、焦油废渣和古尔胶，其中 古尔胶浓度为1. 5%，粘度为5750 mPa *s，充分搅拌混匀后装入直径为20mm的球形模具中， 在30Mpa的压力下保持5分钟，成型后取出自然干燥得到型煤产品，测得型煤的各项指标如 表2所示。
[0013] 表1复合粘结剂的配方(按末煤干基重量计）
型煤的各项指标与粘结剂中各组分的配比密切相关，1-3号实施例中型煤的各项指标 都较差，原因为古尔胶少加后型煤生产中原料稠度小、一次成型率低；河道淤泥量不够时型 煤的抗压强度低、热稳定性差；焦油废渣少加后型煤的胶黏性能差，热强度低。
[0014] 4-9号实施例中三种原料按照一定配比进行复合，所得型煤的各项指标均满足标 准要求，尤其抗压强度超过850N/个，远高于现有技术的600N/个，可降低型煤使用过程中 的破损。
[0015] 采用本发明复合粘结剂所制备的型煤成型率、抗压强度和跌落强度等各项指标都 能满足型煤生产标准要求，可在低阶煤热解体质企业进行推广应用。
[0016] 表2型煤的各项指标 CN 105176617 A 说明书 3/3 页
【主权项】
1. 一种提高型煤抗压强度的冷压成型方法，其特征在于，所述方法步骤如下： (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% 的焦油废渣和1%~2%的古尔胶，充分搅拌后装入直径为20mm的球形模具中； (2) 将步骤（1)中装好的试模在压力机下以25MPa~35MPa的压力保持3~6分钟，成型后 脱模取出，经自然干燥得到型煤产品。2. 根据权利要求1所述的冷压成型方法，其特征在于，河道淤泥的主要矿物成分为粘 土矿物，其中Si02>60%、Al203>15%。3. 根据权利要求1所述的冷压成型方法，其特征在于，古尔胶配制成质量浓度为 1%~2%的溶液使用，配制后粘度>5000mPa?s。4. 根据权利要求1所述的冷压成型方法，其特征在于，焦油废渣的主要成分包括重焦 油和焦粉。
【专利摘要】本发明涉及一种提高型煤抗压强度的冷压成型方法，将末煤破碎至一定细度，加入一定比例的由河道淤泥、焦油废渣和古尔胶组成的复合粘结剂，经过充分混匀—装模—压力成型—脱模—自然干燥后得到各项指标都合格的型煤产品，可供后续热解体质工艺使用。本发明采用的复合粘结剂具有原料来源广泛、价格便宜等优点，且结合了无机粘结剂或有机粘结剂各自长处，采用本发明所用粘结剂既能提高型煤的力学性能，还能降低型煤生产的成本，并且实现工业废物的综合利用，提高了企业的经济效益。
【IPC分类】C10L5/04, C10L5/14
【公开号】CN105176617
【申请号】
【发明人】曹钊, 荣令坤, 曹永丹, 董红娟, 张金山
【申请人】内蒙古科技大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年4月14日