一种低阶煤成型专用粘合剂及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种低阶煤成型专用粘合剂及其制备方法与应用。


背景技术：

2.低阶煤是煤的一类，燃烧时火焰较长而有烟的煤，煤化程度较低的煤。外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状，沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有，具明显的条带状、凸镜状构造。低阶煤的含碳量为75％-90％，不含游离的腐殖酸。低阶煤大多数具有粘结性，发热量较高。燃烧时火焰长而多烟，多数能结焦。根据挥发分含量、胶质层厚度或工艺性质，低阶煤可分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等。低阶煤常用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料，也可直接用作燃料。
3.新疆煤炭资源丰富，但多以低阶长焰煤为主，导致在煤炭加工生产过程中产生大量沫煤，沫煤相对于块煤来说价格低廉，无法得到充分利用，且新疆煤内水大，易着火；而市场现有的粘合剂，难以达到型煤的冷强度要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低阶煤成型专用粘合剂及其制备方法与应用，以解决新疆低阶煤成型困难、强度低、易着火的技术问题。
5.在本技术的一些实施例中，本发明提供一种低阶煤成型专用粘合剂，所述低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂、催化剂、淀粉纤维素和膨润土。
6.本技术通过特定的原料组合，提高了低阶煤形成的型煤的强度。
7.在本技术的一些实施例中，所述助粘剂包括羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠、黄原胶、聚乙烯醇和酰胺中的至少一种。
8.在本技术的一些实施例中，所述催化剂包括十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和氧化镁中的至少一种。
9.本技术通过特定的原料选择，提高了低阶煤形成的型煤的强度。
10.在本技术的一些实施例中，以质量份计，所述低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂150-200份、催化剂200-300份、淀粉纤维素300-500份和膨润土30-100份，优选地，所述低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂160-200份、催化剂210-300份、淀粉纤维素320-500份和膨润土35-100份。
11.本技术通过上述特定的原料配比，提高了低阶煤形成的型煤的强度。
12.在本技术的一些实施例中，本发明还提供如上所述低阶煤成型专用粘合剂的制备方法，所述制备方法包括：
13.将淀粉纤维素和水混合后搅拌，并进行反应，随后加入助粘剂，并进行研磨，接着加入催化剂和膨润土，搅拌均匀，即得所述低阶煤成型专用粘合剂。
14.在本技术的一些实施例中，所述反应的温度为120-160℃，优选为130-135℃；反应的时间为5-8min，优选为5-7min。
15.在本技术的一些实施例中，研磨至120目以上。
16.在本技术的一些实施例中，淀粉纤维素与水的质量比为0.8-1.5：4-6，优选为0.8-1.2：5。
17.在本技术的一些实施例中，本发明还提供一种型煤，所述型煤包括低阶煤和如上所述低阶煤成型专用粘合剂或根据如上所述的制备方法制得的低阶煤成型专用粘合剂。
18.本技术的一些实施例中，基于所述低阶煤的质量，所述低阶煤成型专用粘合剂的质量为3wt％-4wt％，优选地，基于所述低阶煤的质量，所述低阶煤成型专用粘合剂的质量为3.2wt％-4wt％。
19.如上所述，本发明的低阶煤成型专用粘合剂及其制备方法与应用，具有以下有益效果：
20.(1)本技术通过特定的原料组合，提高了低阶煤形成的型煤的冷强度。
21.(2)本技术通过特定的原料配比，提高了低阶煤形成的型煤的冷强度。
22.(3)本技术通过特定的原料种类，提高了低阶煤形成的型煤的冷强度。
具体实施方式
23.以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。需要注意的是，除特别说明外，本发明所述份数均指质量份，所述“wt”均指质量百分比。
24.本发明提供一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂150-200份、催化剂200-300份、淀粉纤维素300-500份和膨润土30-100份；
25.本技术通过特定的原料配比，提高了低阶煤形成的型煤的强度；
26.其中，助粘剂包括羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠、黄原胶、聚乙烯醇和酰胺中的至少一种，催化剂包括十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和氧化镁中的至少一种。
27.本技术通过特定的原料种类，提高了低阶煤形成的型煤的强度。
28.在本技术的一些实施例中，本发明还提供如上所述低阶煤成型专用粘合剂的制备方法，该制备方法包括：
29.将淀粉纤维素和水按照质量比0.8-1.5：4-6混合后搅拌，并于120-160℃温度下反应5-7min，随后加入助粘剂，并研磨至120目以上，接着加入催化剂和膨润土，搅拌均匀，即得低阶煤成型专用粘合剂。
30.在本技术的一些实施例中，本发明还提供一种型煤，该型煤包括低阶煤和如上所述低阶煤成型专用粘合剂或根据如上所述的制备方法制得的低阶煤成型专用粘合剂，基于低阶煤的质量，低阶煤成型专用粘合剂的质量为3wt％-4wt％。
31.下面通过具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据
本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
32.实施例1
33.一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
34.称取淀粉纤维素300份，加入60份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7min；
35.向高温反应器中加入150份羧甲基纤维素钠，并研磨至120目以上，接着加入200份十二烷基苯磺酸钠和30份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
36.以经破碎、筛分后的新疆煤以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
37.本实施例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为55kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为78kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方》进行检测)，落下强度为83％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
38.实施例2
39.一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
40.称取淀粉纤维素500份，加入100份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7；
41.向高温反应器中加入200份羟丙基纤维素钠，并研磨至120目以上，接着加入300份木质素磺酸钠和100份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
42.以经破碎、筛分后的新疆煤(来源与实施例1相同)以原料，向新疆煤中加入4wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
43.本实施例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为58kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为81kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行检测)，落下强度为86％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
44.实施例3
45.一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
46.称取淀粉纤维素400份，加入80份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7min；
47.向高温反应器中加入180份聚乙烯醇2488，并研磨至120目以上，接着加入250份碳酸钠和70份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
48.以经破碎、筛分后的新疆煤以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
49.以经破碎、筛分后的新疆煤(来源与实施例1相同)以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
50.本实施例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为60kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为82kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行检测)，落下强度为88％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
51.实施例4
52.本对比例提供一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
53.称取淀粉纤维素300份，加入60份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7min；
54.向高温反应器中加入150份羧甲基纤维素钠，并研磨至120目以上，接着加入120份十二烷基苯磺酸钠、80份木质素磺酸钠和30份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
55.以经破碎、筛分后的新疆煤以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
56.本实施例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为67kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为85kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方》进行检测)，落下强度为89％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
57.对比例1
58.本对比例提供一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
59.称取淀粉纤维素300份，加入60份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7min；
60.向高温反应器中加入150份羧甲基纤维素钠，并研磨至120目以上，接着加入350份十二烷基苯磺酸钠和30份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
61.以经破碎、筛分后的新疆煤以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
62.即本对比例与实施例1的不同之处在于：十二烷基苯磺酸钠的用量为350份。
63.本对比例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为43kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为62kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行检测)，落下强度为71％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
64.对比例2
65.本对比例提供一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
66.称取淀粉纤维素300份，加入60份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7min；
67.向高温反应器中加入150份羧甲基纤维素钠，并研磨至120目以上，接着加入150份十二烷基苯磺酸钠和30份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
68.以经破碎、筛分后的新疆煤以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
69.即本对比例与实施例1的不同之处在于：十二烷基苯磺酸钠的用量为150份。
70.本对比例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为46kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为66kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行检测)，落下强度为65％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
71.对比例3
72.本对比例提供一种低阶煤成型专用粘合剂，该低阶煤成型专用粘合剂的制备方法步骤如下：
73.称取淀粉纤维素300份，加入60份水，搅拌，随后置于高温反应器中于150℃温度下反应7min；
74.向高温反应器中加入150份羧甲基纤维素钠，并研磨至120目以上，接着加入20份十二烷基苯磺酸钠和30份膨润土，搅拌15min，然后将所得混合物粉末进行包装，即得低阶煤成型专用粘合剂。
75.以经破碎、筛分后的新疆煤以原料，向新疆煤中加入3wt％的本实施例制得的低阶煤成型专用粘合剂，混合均匀后，置于型煤压球机进行成型，即得型煤。
76.即本对比例与实施例1的不同之处在于：催化剂采用氧化铝。
77.本对比例得到的型煤无光照环境下放置3天，冷压强度为47kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行测定)，无光照环境下放置15天测定的冷压强度(即最终冷压强度)为68kg(按照《mt/t 748-1997工业型煤冷压强度测定方法》进行检测)，落下强度为72％(按照《mt/t 925-2004工业型煤落下强度测定方法》进行测定)。
78.由实施例1-3可知，实施例1-3的低阶煤成型专用粘合剂形成的型煤的强度较高，该结果表明，本发明通过特定的原料组合(即助粘剂、催化剂、淀粉纤维素和膨润土)，提高了低阶煤形成的型煤的强度。
79.由实施例1、对比例1及对比例2可知，若催化剂的用量过多或过少，则低阶煤成型专用粘合剂形成的型煤的强度降低，该结果表明，本发明通过特定的原料配比(即以质量份计，低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂150-200份、催化剂200-300份、淀粉纤维素300-500份和膨润土30-100份)，提高了低阶煤形成的型煤的强度。
80.由实施例1及对比例3可知，若催化剂的种类不在上述范围内(即催化剂包括十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和氧化镁中的至少一种)，则低阶煤成型专用粘合剂形成的型煤的强度降低，该结果表明，本发明通过特定的原料种类(催化剂包括十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和氧化镁中的至少一种)，提高了低阶煤的型煤的强度。
81.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种低阶煤成型专用粘合剂，其特征在于，所述低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂、催化剂、淀粉纤维素和膨润土。2.如权利要求1所述的低阶煤成型专用粘合剂，其特征在于，所述助粘剂包括羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠、黄原胶、聚乙烯醇和酰胺中的至少一种。3.如权利要求1所述的低阶煤成型专用粘合剂，其特征在于，所述催化剂包括十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙和氧化镁中的至少一种。4.如权利要求1所述的低阶煤成型专用粘合剂，其特征在于，以质量份计，所述低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂150-200份、催化剂200-300份、淀粉纤维素300-500份和膨润土30-100份。5.权利要求1-4任一项所述低阶煤成型专用粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将淀粉纤维素和水混合后搅拌，并进行反应，随后加入助粘剂，并进行研磨，接着加入催化剂和膨润土，搅拌均匀，即得所述低阶煤成型专用粘合剂。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为120-160℃，反应的时间为5-8min。7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，研磨至120目以上。8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，淀粉纤维素与水的质量比为0.8-1.5：4-6。9.一种型煤，其特征在于，所述型煤包括低阶煤和权利要求1-4任一项所述低阶煤成型专用粘合剂或根据权利要求5-8任一项所述的制备方法制得的低阶煤成型专用粘合剂。10.如权利要求9所述的型煤，其特征在于，基于所述低阶煤的质量，所述低阶煤成型专用粘合剂的质量为3wt％-4wt％。

技术总结
本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种低阶煤成型专用粘合剂及其制备方法与应用，该低阶煤成型专用粘合剂包括：助粘剂、催化剂、淀粉纤维素和膨润土，本申请通过特定的原料组合，提高了低阶煤形成的型煤的冷强度。提高了低阶煤形成的型煤的冷强度。


技术研发人员：周升国 路旭 张耐 王凯 王璇
受保护的技术使用者：光大清洁技术股份有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/10/7