長焰煤與生石灰混合球團成型用的高溫粘結劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種長焰煤與生石灰混合球團成型用的高溫粘結劑及其制備方法。所述高溫粘結劑通過下述方法制備得到：向粉碎后的粘結性煤顆粒中加入CS

【技術實現步驟摘要】
長焰煤與生石灰混合球團成型用的高溫粘結劑及其制備方法
本專利技術涉及一種高溫粘結劑，進一步涉及高溫粘結劑的制備方法和用途，屬于粘結劑領域。
技術介紹
長焰煤是變質程度最低的一種煙煤，是煤化程度僅高于褐煤的最年輕的煙煤，從無粘結性到弱粘結性都有。煙煤在隔絕空氣的條件下加熱時，煤中的有機質大分子受熱分解，形成氣、液、固三相共存的混合物，稱為膠質體，膠質體粘結其本身或外來惰性物質的能力，稱之為煤的粘結性。對于粘結性強的煤，膠質體中液態產物多且流動性適宜，既能較好地充入固體顆粒間隙又有一定粘度，此時，膠質體透氣性差，膠質體中的氣態產物不能自由析出，因此出現膨脹現象，隨著溫度升高，膠質體中的液態產物產生進一步分解。一部分熱解產物呈氣態繼續析出；另一部分則與固態顆粒融為一體，熱縮聚而固化，生成高強度的半焦。對于無粘結性或者弱粘結性煤，膠質體中的液態產物很少，遠遠不能充滿固態顆粒間隙甚至不能浸潤固態顆粒表面，則氣態產物自由析出，固體顆粒各自分散，生成的半焦強度很差。生石灰遇水以后會發生激烈的反應，生成氫氧化鈣，因此所有需要加水的粘結劑不適用于長焰煤與生石灰的成型，而對于無需加水的有機粘結劑而言，其所耐的溫度太低，無法達到700℃～900℃的高溫，并且粘結劑的成本太高。毫無粘結性的長焰煤與生石灰的混合球團，熱解以后，球團的抗壓強度很差，亟待改進。
技術實現思路
本專利技術針對毫無粘結性的長焰煤與生石灰的混合球團熱解以后球團抗壓強度很差的問題，提供了一種新型的高溫粘結劑，可以有效提高毫無粘結性的長焰煤與生石灰的混合球團的高溫抗壓強度。根據本專利技術的一方面，本專利技術提供了長焰煤與生石灰混合球團成型用的高溫粘結劑，其制備方法包括：(1)將粘結性煤粉碎；(2)向粉碎后的粘結性煤顆粒中加入CS2/NMP混合溶劑進行萃取，離心分離，得到萃取液；(3)萃取液中加入橡膠粉、交聯劑、促進劑和活性劑，攪拌均勻得到混合物；(4)將混合物進行反應；(5)反應產物蒸餾，所得殘留物洗滌、烘干，即得。本專利技術中所述的粘結性煤是指粘結指數大于50或膠質層厚度Y大于10的煤；在本專利技術一些優選的實施方案中，步驟(1)中所述的粉碎是將粘結性煤粉碎至粒度≤75μm。在本專利技術一些優選的實施方案中，步驟(2)中，所述CS2/NMP混合溶劑是由CS2(二硫化碳)和NMP(N-甲基吡咯烷酮)按照為1:3～4的體積比組成；粘結性煤顆粒和CS2/NMP混合溶劑的重量比為1:40～50。在本專利技術一些優選的實施方案中，步驟(3)中，所述橡膠粉、交聯劑、促進劑和活性劑的重量比為：粘結性煤：橡膠粉：交聯劑：促進劑：活性劑＝1：0.2～0.6：0.005～0.01：0.001～0.003:0.001～0.003。本專利技術中所述橡膠粉優選是未經硫化的橡膠，其粒度優選為≤75μm。所述交聯劑為硫磺或者有機硫載體，例如，有機硫載體是二硫化秋蘭姆及其衍生物、有機醇硫化合物等，其粒度≤75μm。所述促進劑優選為醛胺類促進劑，例如，可以是氨基甲酸、二甲基二硫代氨基甲基鋅等。所述活性劑優選為氧化鋅。在本專利技術一些優選的實施方案中，步驟(4)中，將混合物在溫度為100～200℃、壓力為0.1～0.3MPa的條件下進行反應，所述的反應時間為3～5小時。在本專利技術一些優選的實施方案中，步驟(5)中，所述殘留物烘干后水分控制在5％以下。本專利技術更進一步提供了所述的高溫粘結劑在提高長焰煤與生石灰混合球團高溫強度中的應用，包括：(1)將長焰煤、生石灰以及高溫粘結劑分別粉碎后按照1:0.9～1.2:0.05～0.15的質量比例混合均勻得到混合物料；(2)將混合物料壓制成型，得到球團；(3)將球團進行熱解，得到高強度的熱解后球團。優選的，所述的長焰煤的粘結指數為0。在本專利技術一些優選的實施方案中，上述應用的步驟(1)中將長焰煤、生石灰和高溫粘結劑粉碎至粒度≤150μm。在本專利技術一些優選的實施方案中，上述應用的步驟(3)中所述熱解的溫度為700～900℃，所述熱解的時間為1～2小時，熱解后球團可直接送入電石爐內進行冶煉得到電石產品。本專利技術用加入的CS2/NMP有機溶劑將粘結性煤中的含有脂肪族結構和含有2～3個芳環的酚、醇、醚類結構的物質提取出來，將其中帶有芳環的大分子與線性橡膠進行交聯反應形成分子量適中的高溫粘結劑，該粘結劑能夠大幅提高毫無粘結性的長焰煤與生石灰球團熱解后的強度，使其滿足入電石爐冶煉的要求。本專利技術的主要有益效果包括：(1)本專利技術以粘結煤為原料，通過加入CS2/NMP有機溶劑將粘結性煤中的含有脂肪族結構和含有2～3個芳環的酚、醇、醚類結構的物質提取出來，將其中帶有芳環的大分子與線性橡膠進行交聯反應，形成分子量適中的高溫粘結劑，該粘結劑在熱解過程中主要生成膠質液相，能夠填充在固態顆粒之間，并且隨著熱解溫度的提高，發生縮聚反應，從而能夠大幅度提高長焰煤與生石灰球團的熱解后強度。(2)粘結性煤和線性橡膠都是非常普遍的化工產物，來源廣泛，成本低廉。具體實施方式下面結合具體實施例來進一步描述本專利技術，本專利技術的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但是應理解所述實施例僅是范例性的，不對本專利技術的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本專利技術的精神和范圍下可以對本專利技術技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改或替換均落入本專利技術的保護范圍。實施例1向粘結性煤粉中加入CS2/NMP混合溶劑(CS2和NMP體積比為1:3)進行萃取(粘結性煤粉和CS2/NMP混合溶劑的重量比例為1:40)，離心分離后得到萃取液，然后向萃取液中加入橡膠粉、交聯劑硫磺、促進劑氨基甲酸和活性劑氧化鋅；橡膠粉的加入量為粘結性煤重量份的0.2，交聯劑硫磺的加入量為粘性煤重量份的0.005，促進劑氨基甲酸為粘結性煤重量份的0.001，活性劑氧化鋅為粘結性煤重量份的0.002，充分混合均勻，然后在溫度120℃，壓力0.1MPa下反應3小時，通過蒸餾得到殘留物，對殘留物進行洗滌烘干處理得到高溫粘結劑。將長焰煤(粘結指數為0)、生石灰與該高溫粘結劑粉碎至粒度≤150μm；粉碎后的長焰煤、生石灰、高溫粘結劑按照1:0.9:0.05的重量比例進行混合處理，得到混合物料，將混合物料用高壓壓球機進行成型處理，得到不大于5cm的橢圓形球團，球團的抗壓強度不低于500N/個，將該球團放入700℃的熱解爐內進行熱解處理，停留時間2小時，得到熱解后的球團，熱解后球團的抗壓強度不低于700N/個，熱穩定性不低于90％，將該球團裝入電石爐內進行冶煉得到發氣量不低于290L/kg的電石。實施例2向粘結性煤粉(粒度≤75μm)中加入CS2/NMP混合溶劑(CS2和NMP體積比為1:3.5)進行萃取(粘結性煤粉和CS2/NMP混合溶劑的重量比例為1:45)，離心分離后得到萃取液，然后向萃取液中加入橡膠粉、交聯劑二硫化秋蘭姆、促進劑二甲基二硫代氨基甲基鋅和活性劑氧化鋅，橡膠粉的加入量為粘結性煤重量份的0.4，交聯劑二硫化秋蘭姆的加入量為粘性煤重量份的0.007，促進劑二甲基二硫代氨基甲基鋅為粘結性煤重量份的0.002，活性劑氧化鋅為粘結性煤重量份的0.003，充分混合均勻，然后在溫度150℃，壓力0.2MPa下反應4小時，通過蒸餾得到殘留物，對殘留物進行洗滌烘干處理得到高溫粘結劑。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
長焰煤與生石灰混合球團成型用的高溫粘結劑，其特征在于，其制備方法包括：(1)將粘結性煤粉碎；(2)向粉碎后的粘結性煤顆粒中加入CS

【技術特征摘要】
1.長焰煤與生石灰混合球團成型用的高溫粘結劑，其特征在于，其制備方法包括：(1)將粘結性煤粉碎；(2)向粉碎后的粘結性煤顆粒中加入CS2/NMP混合溶劑進行萃取，離心分離，得到萃取液；(3)萃取液中加入橡膠粉、交聯劑、促進劑和活性劑，攪拌均勻得到混合物；(4)將混合物進行反應；(5)反應產物蒸餾，所得殘留物洗滌、烘干，即得。2.按照權利要求1所述的高溫粘結劑，其特征在于，所述的粘結性煤是指粘結指數大于50或膠質層厚度Y大于10的煤；步驟(1)中所述的粉碎是將粘結性煤粉碎至粒度≤75μm。3.按照權利要求1所述的高溫粘結劑，其特征在于，所述CS2/NMP混合溶劑是由CS2和NMP按照體積比1:3～4組成；步驟(2)中粘結性煤顆粒和CS2/NMP混合溶劑的重量比為1:40～50。4.按照權利要求1所述的高溫粘結劑，其特征在于，按照質量比計，步驟(3)中橡膠粉、交聯劑、促進劑和活性劑的比例為:粘結性煤：橡膠粉：交聯劑：促進劑：活性劑＝1：0.2～0.6：0.005～0.01：0.001～0.003:0.001～0.003。5.按照權利要求1或4所述的高...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙飛翔，祁娟，鄧鑫，王建民，高建，薛遜，吳道洪，
申請(專利權)人：神霧環保技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11