專利名稱：：一種用于焦炭粉成型的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粘結(jié)劑，尤其涉及一種用于焦炭粉成型的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，屬于煤炭領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：中國是焦炭生產(chǎn)大國，生產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%以上，預(yù)計2009年焦炭產(chǎn)量將達到4億噸；另外，預(yù)計2010年全國蘭炭(也稱半焦、焦炭)生產(chǎn)規(guī)模為4500萬噸，石油焦總產(chǎn)量為2000萬噸。焦炭在生產(chǎn)破碎、轉(zhuǎn)運裝卸及使用過程中會產(chǎn)生一定數(shù)量的焦粉，其中，鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廠的焦粉量(小于10mm)較少，一般占全焦量的5%，以生產(chǎn)城市煤氣為主的煉焦制氣廠焦粉量較多，尤以直立爐煉焦工藝焦粉量最多，約占全焦量的15%_25%，由此估算每年產(chǎn)生焦末約2325-4650萬噸，焦粉除用于鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)燒結(jié)礦外，大多廉價售出，用作電煤和民用等低級燃料消耗。隨著煉焦煤炭資源的日益潰泛，焦炭價格水漲船高，如何通過有效的方法將相對廉價的焦粉成型代替焦炭以降低企業(yè)生產(chǎn)成本已成為各國的一項重要研究課題。目前常用的焦粉粘結(jié)劑主要有三種(l)無機粘結(jié)劑，如消石灰、波特蘭水泥、水玻璃等；(2)工業(yè)廢料，如紙漿黑液；(3)高分子聚合物粘結(jié)劑，如水溶性苯酚-甲醛樹脂、腐植酸鈉、瀝青等粘結(jié)劑。成型工藝有(1)冷態(tài)成型，烘干或自然干燥，如使用無機粘結(jié)劑；(2)加熱成型，高溫炭化，如使用瀝青粘結(jié)劑。當單獨使用無機粘結(jié)劑時存在灰分高、成型率低、產(chǎn)品使用時粘結(jié)爐壁等問題；而單獨使用有機粘結(jié)劑時又存在熱穩(wěn)定性低、價格昂貴或工藝復(fù)雜、污染環(huán)境等問題，因此限制了焦粉成型技術(shù)在實際生產(chǎn)中的使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，該粘結(jié)劑適用于焦粉(包括蘭炭粉、石油焦粉)的冷態(tài)固結(jié)成型，成品可作為礦熱爐原料、化工煤氣原料、電石生產(chǎn)原料等代替部分焦炭應(yīng)用。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實現(xiàn)的—種用于焦炭粉成型的粘結(jié)劑，由以下A、B兩種組分組成A組分由以下重量份的原料組成膠粘劑2040份、助粘劑25份、填充劑5070份；優(yōu)選地，各原料的重量份是膠粘劑31.5份、助粘劑3.5份；填充劑65份。B組分表面改性劑。其中所述的膠粘劑為植物蛋白膠、聚乙烯醇、淀粉醚類或纖維素醚類四者之中的任一種或它們一種以上以任意比例所組成的混合物。所述的淀粉醚類優(yōu)選為羥乙基淀粉、羥丙基淀粉或羧甲基淀粉鈉；所述的纖維素醚類優(yōu)選為羧烷基纖維素醚(如羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素醚等)或羥烷基纖維素醚(如羥丙基纖維素醚、羥乙基纖維素醚、羥乙基甲基纖維素醚等)。所述的助粘劑為硼砂或硼酸；所述的填充劑為膨潤土、硅灰石或高嶺土；所述的表面改性劑為氨基類硅烷偶聯(lián)劑。所述的氨基類硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選是Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基硅烷。本發(fā)明所用到的原料可從國內(nèi)外化工市場獲得，其規(guī)格符合行業(yè)標準即可。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種上述粘結(jié)劑的應(yīng)用方法。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實現(xiàn)的將所述粘結(jié)劑用于焦炭粉成型，具體步驟如下步驟一按重量份稱取下列各物質(zhì)焦炭粉(粒徑<3mm)100份，粘結(jié)劑A組分410份，粘結(jié)劑B組分0.10.5份，水1015份；步驟二用1/3量的水溶解粘結(jié)劑B組分，得溶液l，備用；步驟三將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;步驟四將粘結(jié)劑A組分加入混料1中，用強力攪拌器充分攪拌后噴入剩下的2/3量的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;步驟五將混料2用成型機成型，成型后于150°C20(TC下烘干2030min即得成品°其中，步驟五所述的成型是用成型機將混料2造成球型或塊型。本發(fā)明的粘結(jié)機理如下表面改性劑能夠很好地附著于焦炭表面，使得原本惰性的焦炭表面帶上具有活性的官能團，該官能團能與膠粘劑中攜帶的官能團發(fā)生縮合反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而增強膠粘劑對焦炭的粘結(jié)力。助粘劑能與膠粘劑中的官能團絡(luò)合，進一步增強膠粘劑間的作用力。填充劑一方面填充空隙增加成型強度，另一方面增加了焦炭的熱強度，解決焦炭使用中易粉化的問題。本發(fā)明粘結(jié)劑配方合理，應(yīng)用方法簡單，不需原料加熱攪拌，產(chǎn)品也無需炭化，整個生產(chǎn)過程沒有污染，成型率95%以上，濕球強度1米高落下>3次，成品強度大于800N/球、耐高溫IOO(TC不散不粉。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。實施例1:按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg)粘結(jié)劑A組分5.3份，其中植物蛋白膠2份、硅灰石3份、硼酸0.3份，B組分Y_氨基丙基三乙氧基硅烷0.2份，[OO33]焦炭粉(粒徑<3mm):100份，水10份；將粘結(jié)劑B組分溶于所稱量的1/3的水中，得溶液1;將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;將粘結(jié)劑A組分加入混料2中，用強力攪拌器(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分攪拌后噴入剩下的2/3的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;將混料2用成型機造球(塊)，成型后于15(TC烘干30min，成品強度平均950N。實施例2:按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg)粘結(jié)劑A組分7.85份，其中羥乙基淀粉2.5份，硼酸0.35份，膨潤土5份；B組分Y-氨基丙基三甲氧基硅烷0.1份；焦炭粉(粒徑<3mm):100份；水10份；將粘結(jié)劑B組分溶于所稱量的1/3的水中，得溶液1;將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;將粘結(jié)劑A組分加入混料2中，用強力攪拌器(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分攪拌后噴入剩下的2/3的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;將混合料2用成型機造球(塊)，成型后于15(TC烘干20min，成品強度平均1050N。實施例3:按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg)粘結(jié)劑A組分5.7份，其中羧甲基纖維素醚2份，硼砂0.2份，高嶺土3.5份；B組分Y-氨基丙基三甲氧基硅烷0.3份；[OO49]焦炭粉(粒徑<3mm):100份；水15份；將粘結(jié)劑B組分溶于所稱量的1/3的水中，得溶液1;將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;將粘結(jié)劑A組分加入混料2中，用強力攪拌器(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分攪拌后噴入剩下的2/3的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;將混合料2用成型機造球(塊)，成型后于20(TC烘干30min，成品強度平均1080N。實施例4:按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg)粘結(jié)劑A組分8.2份，其中植物蛋白膠0.5份，聚乙烯醇0.3份，羥丙基淀粉1份，羧丙基甲基纖維素醚1份，硼砂0.4份，硅灰石5份；B組分Y-氨基丙基三甲氧基硅烷0.3份；[OO57]焦炭粉(粒徑<3mm):100份；水12份；將粘結(jié)劑B組分溶于所稱量的1/3的水中，得溶液1;將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;將粘結(jié)劑A組分加入混料2中，用強力攪拌器(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分攪拌后噴入剩下的2/3的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;將混合料2用成型機造球(塊)，成型后于17(TC烘干25min，成品強度平均850N。實施例5:按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg)粘結(jié)劑A組分8.2份，其中聚乙烯醇2份，羥乙基纖維素醚1份，硼酸0.2份，膨潤土5份；B組分Y-氨基丙基三乙氧基硅烷0.2份；焦炭粉(粒徑<3mm):100份；水10份；將粘結(jié)劑B組分溶于所稱量的1/3的水中，得溶液1;將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;將粘結(jié)劑A組分加入混料2中，用強力攪拌器(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分攪拌后噴入剩下的2/3的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;將混合料2用成型機造球(塊)，成型后于16(TC烘干27min，成品強度平均1100N。實施例6:按重量份稱取下列各物質(zhì)(單位kg)粘結(jié)劑A組分6.3份，其中植物蛋白膠1份，羥乙基甲基纖維素醚1份，硼砂0.3份，高嶺土4份；B組分Y-氨基丙基三乙氧基硅烷0.4份；焦炭粉(粒徑<3mm):100份；水15份；將粘結(jié)劑B組分溶于所稱量的1/3的水中，得溶液1;將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的焦炭粉上，得混料1;將粘結(jié)劑A組分加入混料2中，用強力攪拌器(普通立式砂漿攪拌機或臥式螺旋強力攪拌輸送機)充分攪拌后噴入剩下的2/3的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;將混合料2用成型機造球(塊)，成型后于18(TC烘干24min，成品強度平均1200N。試驗例1:本發(fā)明粘結(jié)劑的應(yīng)用效果試驗供試樣品本發(fā)明實施例6制備的成型產(chǎn)品，其中的焦炭粉為蘭炭粉，由鄂爾多斯冶金集團硅鐵廠提供。蘭炭粉的成型試驗在鄂爾多斯圣寶荷能源綜合利用有限公司進行。蘭炭粉及成型產(chǎn)品的成份與冷熱強度檢測由鄂爾多斯冶金集團技術(shù)中心進行，成型產(chǎn)品替代焦炭的試驗在鄂爾多斯硅鐵廠進行。試驗表明，蘭炭粉成型率95%以上，濕球強度1米高落下>3次，成品強度大于800N/球、耐高溫100(TC不散不粉。成分結(jié)果見下表6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實際應(yīng)用時，在每批入爐焦炭中配入10%的成型產(chǎn)品，對硅鐵的生產(chǎn)技術(shù)指標未產(chǎn)生任何影響。權(quán)利要求一種用于焦炭粉成型的粘結(jié)劑，由以下A、B兩種組分組成A組分由以下重量份的原料組成膠粘劑20～40份、助粘劑2～5份、填充劑50～70份；B組分表面改性劑；其中，所述的膠粘劑為植物蛋白膠、聚乙烯醇、淀粉醚類或纖維素醚類四者之中的任一種或它們一種以上以任意比例所組成的混合物；所述的助粘劑為硼砂或硼酸；所述的填充劑為膨潤土、硅灰石或高嶺土。2.按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征是A組分中各組分的重量份是膠粘劑31.5份、助粘劑3.5份、填充劑65份。3.按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征是所述的淀粉醚類優(yōu)選羥乙基淀粉、羥丙基淀粉或羧甲基淀粉鈉。4.按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征是所述的纖維素醚類優(yōu)選羧烷基纖維素醚、羥烷基纖維素醚。5.按照權(quán)利要求4所述的粘結(jié)劑，其特征是所述的羧烷基纖維素醚優(yōu)選是羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素醚；所述的羥烷基纖維素醚優(yōu)選羥丙基纖維素醚、羥乙基纖維素醚、羥乙基甲基纖維素醚。6.按照權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征是所述的表面改性劑為氨基類硅烷偶聯(lián)劑。7.按照權(quán)利要求6所述的粘結(jié)劑，其特征是所述的氨基類硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選是Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基硅烷。8.權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑的應(yīng)用方法，包括如下步驟步驟一按重量份稱取下列各物質(zhì)焦炭粉100份，粘結(jié)劑A組分410份，粘結(jié)劑B組分0.10.5份，水1015份；步驟二用1/3量的水溶解粘結(jié)劑B組分，得溶液1，備用；步驟三將溶液1均勻噴灑在處于攪拌狀態(tài)的所述焦炭粉上，得混料1;步驟四將粘結(jié)劑A組分加入混料l中，用強力攪拌器充分攪拌后噴入剩下的2/3量的水，繼續(xù)攪拌，直到完全均化，得混料2;步驟五將混料2用成型機成型，成型后于15(TC20(TC下烘干2030min。9.按照權(quán)利要求8所述的應(yīng)用方法，其特征在是步驟五所述的成型是用成型機將混料2造成球型或塊型。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于焦炭粉成型的粘結(jié)劑及其應(yīng)用方法，屬于煤炭領(lǐng)域。本發(fā)明的粘結(jié)劑由A、B兩種組分組成，其中A組分由膠粘劑、助粘劑、填充劑組成；B組分為表面改性劑。本發(fā)明粘結(jié)劑適用于焦粉(包括蘭炭粉、石油焦粉)的冷態(tài)固結(jié)成型，成品可作為礦熱爐原料、化工煤氣原料、電石生產(chǎn)原料等代替部分焦炭應(yīng)用。本發(fā)明粘結(jié)劑應(yīng)用方法簡單，不需原料加熱攪拌，產(chǎn)品也無需炭化，整個生產(chǎn)過程沒有污染，成型率95％以上，濕球強度1米高落下＞3次，成品強度大于800N/球、耐高溫1000℃不散不粉。文檔編號C10L5/10GK101760276SQ201010034018公開日2010年6月30日申請日期2010年1月11日優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日發(fā)明者周德聰申請人:北京中科圣寶荷新材料科技有限公司