[发明专利]型煤粘结剂的制备工艺及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及粘结剂，特别涉及一种型煤粘结剂的制备工艺及其产品。

背景技术

随着采煤机械化程度的提高，煤粉产率不断增加，采用性能良好的粘结剂将粉煤粘合、压制成型，使其达到可替代块煤或焦炭的性能指标供工业应用，是合理利用粉煤资源提高工业价值的有效途径。

型煤是一种洁净节能的煤炭加工利用技术，具有生产成本较低，工艺简单，投资少，见效快的特点。根据用途，型煤可分民用型煤和工业型煤两大，其中工业型煤又可分为：

(1)燃烧用型煤——供直接燃烧用，如锅炉型煤、机车型煤。

(2)气化用型煤——供煤气炉用作制气原料，生产合成用原料气及燃烧用煤气，如发生炉型煤。

(3)炼焦用型煤——供碳化炉生产型焦，包括各种炼焦、型焦生产用型煤。如电石生产用型焦。

型煤成型工艺中，粘结剂是成型固体燃料的必须材料，粘结剂的来源及性能对成型原料的适应性是直接影响型煤能否推广应用的关键因素。型煤粘结剂不仅要求制成的型煤具有足够的机械强度和可靠的热稳定性，且粘结剂中不能含有能产生焦油、硫化合物及其它有害成分。此外，粘结剂必须来源广、量大价廉。

目前型煤用粘结剂主要分为有机类（如煤沥青、淀粉、腐植酸）、无机类（如粘土、水泥、水玻璃）、复合类（有机物与有机物复合、有机物与无机物复合、无机物与无机物复合）三类，复合类型煤粘结剂的掺料之间可起到互补作用，发挥综合效果，能提高粘结剂的多效性所以复合类型煤粘结剂的研究已成为开发新型粘结剂的一个主要方向。

至今国内、外已有大量粘结剂配方专利及型煤粘结剂成型技术专利，主要应用于粉煤利用以提高工业价值、节约能源、控制环境污染、提高粘结剂的粘结成型效果等方面。这些专利技术保护的目的、应用领域各不相同，配方性能各有优缺点。

淀粉类粘结剂原材料来源丰富，具有成本低，投资少，生产工艺简单，产品对环境无污染，粘结强度较高的优点。但由于淀粉类粘结剂为溶剂型粘结剂，本身含水量高，使用中存在存放期短、成膜干燥慢、耐水性差、初期粘结力不好的缺陷，通常加入合成高分子如聚乙烯醇、脲醛树脂以便大大缩短粘结剂的干燥时间，同时使其在粘结性、流动性及耐水性方面有所改善。但高分子物质添加量过小，粘结剂干燥性能改善不明显，而高分子量物质添加过多，成本显著提高。

已有的各种淀粉类型煤粘结剂还普遍具有用量较大的缺点，严重影响了型煤生产的产率及经济效益。

发明内容

本发明的发明目的之一在于针对上述不足，提供一种型煤粘结剂的制备工艺，工艺简单、实施方便、生产时间短、成本低廉，制备的产品具有干燥速度快，强度高，初始粘结力好，不吸潮的优点，用于型煤生产时用量小，经济效益好。

本发明所述的技术是通过如下方案实现的：

一种型煤粘结剂的制备工艺，包括如下步骤：

（1）    准备原料：

所述原料按质量份包括：80~150份淀粉、10~30份氧化剂、0.1~ 0.15份用于催化淀粉进行氧化反应的催化剂、10~30份用于与氧化淀粉进行酯化交联反应的复合改性剂、0.5~1份硼砂、2.0~2.5份硫代硫酸钠和8~10 份氢氧化钠；

需要说明的是，本步骤中所述氧化淀粉是指所述淀粉与氧化剂经催化剂催化后，发生氧化反应所得产物；催化剂能够高效催化淀粉的氧化反应过程，提高氧化反应速度； 

（2）    取所述的淀粉、硫代硫酸钠以及硼砂并分别与水混合，制成硫代硫酸钠溶液、硼砂溶液和26%~32%（wt%）的淀粉悬液；淀粉悬液的浓度对产品粘度有重要影响，本方案中以26%~32%（wt%）为宜，而本步骤对于硫代硫酸钠溶液与硼砂溶液的浓度无特殊要求，将二者制成溶液的目的是便于各种物料更好的混合，溶液浓度以能够使物料充分混合为宜，一般情况下，硫代硫酸钠溶液与硼砂溶液的质量分数可以分别取2-5%（wt%）；

（3）    向步骤（2）所得的淀粉悬液中加入所述催化剂并搅拌均匀；

（4）    向步骤（3）所得物料中加入氧化剂，同时加入原料中的部分氢氧化钠，使反应体系的pH值达到9-10，然后继续搅拌30分钟；本步骤实现了对淀粉的氧化改性；氧化剂的选择包括次氯酸钠、双氧水等用于淀粉氧化的氧化剂，其加入量以满足反应对淀粉氧化的程度要求为准；

（5）    向步骤（4）所得物料中加入剩余的氢氧化钠并混合均匀后，于间歇搅拌条件下糊化1-1.5h，然后加入步骤（2）所得的硫代硫酸钠溶液，并搅拌10分钟；本步骤实现了对氧化淀粉的糊化改性；