专利名称：以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种型煤粘合剂，尤其涉及一种以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂；本发明同时还涉及该型煤粘合剂的制备方法以及该型煤粘合剂在制备焦炭中的应用。
背景技术：
利用型煤技术提高焦炭质量，扩大质量较差炼焦煤的使用比例是焦化行业重点发展的技术之一。通常采用给煤中加焦油的办法制备型煤，但焦油混匀困难，需增加专用设备，且成本较高，对环境的污染较大，开发价格低廉、环境友好的新型型煤粘合剂就显得很
有意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂。本发明的另一目的是提供一种该型煤粘合剂的制备方法。本发明还有一个目的，就是提供一种以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂在制备焦炭中的应用。(一)型煤粘合剂的制备
本发明以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，是由以下重量百分比的原料进行配比
原料配比
马铃薯淀粉18 22% ；7jC 60 65% ;改性剂8 12% ;稳定剂0. 2 0. 6% ;氧化剂0. 4 0. 6% ;消泡剂0. 3 0. 6% ;络合剂2. 0 4. 0%。制备工艺将马铃薯淀粉与水加入反应器中，在搅拌下均匀升温至5(T65°C ;缓慢加入氧化剂，搅拌2(T30分钟使淀粉充分氧化；加入改性剂，搅拌2(T25分钟，形成具有流动性的半透明淀粉糊状物；加入消泡剂，继续保温搅拌I. 5^2小时，待流体中气泡大部分消失，冷却至室温，在搅拌下加入络合剂，继续搅拌25 35分钟，使淀粉发生络合反应；最后加入稳定剂，搅拌均匀，烘干，粉碎，既得型煤粘合剂。所述稳定剂为聚丙烯酸钠或羟甲基纤维素。所述氧化剂为质量浓度2(T30%的双氧水、0. 5^1mol/L高锰酸钾溶液或质量浓度1(T15%的次氯酸钠溶液。双氧水价廉，优先选择。所述络合剂为四硼酸钠、硅酸钠。所述改性剂为质量浓度5 15%氢氧化钠溶液。所述消泡剂可采用硬脂酸钠、三乙酸甘油酯及其它市售无机、有机型消泡剂，但考虑成本，在要求不高的情况下一般选择硬脂酸钠。为了提高型煤粘合剂的防腐性能，上述络合反应结束后，可加入原料总量0.2
0.4%的防腐剂，搅拌均匀，烘干，粉碎，得型煤粘合剂。防腐剂可采用苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠等。但苯甲酸钠最便宜，工业上大量使用一般都优先选择。(二)型煤粘合剂在制备焦炭中的应用
先将型煤粘合剂配制成质量浓度为5 10%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以5 10%、90、5%的重量比混合均匀，压制成密度为I. 02^1. 05 g/cm3的小球或型煤；将小球或型煤放置48 72小时以后，将小球或型煤与原料炼焦煤以10 20%、90 80%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。所述劣质煤主要为气煤、弱粘结性煤、贫煤等。所述原料炼焦煤为可用于生产冶金焦炭的烟煤，包括气煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤等。炼制的焦炭的各项技术质量指标测定
测试方法反应焦炭强度指标主要是焦炭抗碎强度M40和耐磨强度M10。其测定方法依据国家标准(GB/T1996-94):在转鼓中装入块度大于60mm的焦炭50千克，以每分钟25转的转速转动转鼓4分钟，然后取出焦炭，分别用孔径为40mm和IOmm的圆孔筛过筛，并对筛上物和筛下物份分别进行称重。最后以块度大于40mm的筛上物占试样总量的百分比(M40)表示抗碎强度指标，单位为％，以块度小于IOmm的筛下物占试样总量的百分比(MlO)表示耐磨指标，单位为％。测试结果M40为80. 2 81. 8%,MlO为7. 6 8. 6%。测试表明，以本发明的型煤粘结剂与劣质煤混合压制成的型煤与原料炼焦煤混合后炼出的焦炭，对焦炭的强度指标MlO均有明显改善，对M40有略微改善(未加型煤粘合剂炼制的焦炭，M40为79%、M10为9. 2 %)。另外，实验发现，型煤粘结剂与劣质煤混合压制成的型煤的强度对炼出的焦炭有一定影响(一般型煤强度较高，配入原料炼焦煤中入炉炼成焦的炭强度质量好)。型煤粘结剂与劣质煤混合压制成型煤后，放置时间对型煤的强度有直接影响，型煤的强度对炼出的焦炭有一定影响，放置时间最佳为2 3天。本发明相对于现有技术具有以下优点
I、本发明的粘结剂以马铃薯淀粉为主要原料，其粘结性强，得到的型煤的轻度高，配入原料炼焦煤炼成的焦炭的强度较高。2、本发明原料廉价易得，制备工艺简单，大大降低了型煤和焦炭的成本。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明型煤粘合剂的制备和用其制备焦炭的方法作进一步说明。实施例I
(一)型煤粘合剂的制备 配方以重量百分比计
马铃薯淀粉20% ;聚丙烯酸钠(稳定剂)0.2% ； 10%浓度氢氧化钠12% (改性剂)；30%的双氧水(氧化剂)0. 4% ;苯甲酸钠(防腐剂)0. 2% ;硬脂酸钠(消泡剂)0.5%；四硼酸钠(络合剂)2.0%，其余为纯水。制备工艺将马铃薯淀粉与水加入反应器中，在搅拌下均匀升温至5(T65°C ;缓慢加入氧化剂，搅拌25 30分钟使淀粉充分氧化；加入氢氧化钠溶液，搅拌2(T25分钟，形成具、有流动性的半透明淀粉糊状物；加入消泡剂，继续保温搅拌I. 5^2小时，待流体中气泡大部分消失；冷却至室温，在搅拌下加入络合剂，继续搅拌25 35分钟，使淀粉发生络合反应；最后加入稳定剂和防腐剂，搅拌均匀，烘干，粉碎，既得型煤粘合剂。(二)焦炭的制备
将上述制备的型煤粘合剂配制成质量浓度为5%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以5%、95%的重量比混合均匀，压制成密度为1.02 g/cm3的小球(直径为5(T60mm);将小球在空气中放置48小时以后，将小球与原料炼焦煤以15%、85%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。所得焦炭的各项指标M40为80. 2%、MlO为8. 4%。 实施例2
(一)型煤粘合剂的制备 配方以重量百分比计
马铃薯淀粉22% ;羟甲基纤维素(稳定剂)0. 2% ; 10%浓度氢氧化钠(改性剂)11% ；30%双氧水(氧化剂)0.4% ;苯甲酸钠(防腐剂)0.2% ;硬脂酸钠(消泡剂)0.5% ;硅酸钠(络合齐[J) 2.0%，其余用纯水补足。制备工艺同实施例I。(二)焦炭的制备
将上述制备的型煤粘合剂配制成质量浓度为10%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以10%、90%的重量比混合均匀，压制成密度为1.05 g/cm3的小球(直径为5(T60mm);将小球在空气中放置48小时以后，将小球与原料炼焦煤以10%、90%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。所得焦炭的各项指标M40为81.2%、MlO为7.6 %。实施例3
(一)型煤粘合剂的制备 配方以重量百分比计
马铃薯淀粉22% ;羟甲基纤维素(稳定剂)0. 2% ; 10%浓度氢氧化钠(改性剂)11% ；30%双氧水(氧化剂)0.4% ;苯甲酸钠(防腐剂)0.2% ;硬脂酸钠(消泡剂)0.5% ;硅酸钠(络合齐[J) 2.0%，其余为纯水。制备工艺同实施例I。(二)焦炭的制备
将上述制备的型煤粘合剂配制成质量浓度为8%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以10%、90%的重量比混合均匀，压制成密度为1.03 g/cm3的小球(直径为5(T60mm);将小球在空气中放置48小时以后，将小球与原料炼焦煤以15%、85%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。所得焦炭的各项指标M40为80. 4%、MlO为8. 0%。实施例4
(一)型煤粘合剂的制备
配方马铃薯淀粉18% ;聚丙烯酸钠(稳定剂)0.2% ； 10%浓度氢氧化钠(改性剂)
11.6%；lmol/l高锰酸钾溶液(氧化剂)0. 5% ;山梨酸钾(防腐剂)0.2% ;三乙酸甘油酯(消泡剂)0. 5% ;硅酸钠(络合剂)4. 0%，其余为纯水。制备工艺同实施例I。(二)焦炭的制备
将上述制备的型煤粘合剂配制成质量浓度为10%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以10%、90%的重量比混合均匀，压制成密度为1.04 g/cm3的小球(直径为5(T60mm);将小球在空气中放置48小时以后，将小球与原料炼焦煤以10%、90%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。所得焦炭的各项指标M40为81. 0%、MlO为7. 8%。实施例5
(一)型煤粘合剂的制备 配方以重量百分比计
马铃薯淀粉21%;聚丙烯酸钠(稳定剂)0. 2%; 10%浓度氢氧化钠(改性剂)10. 6% ；lmol/I高锰酸钾溶液(氧化剂)0. 5% ;山梨酸钾(防腐剂)0.2% ;三乙酸甘油酯(消泡剂)0.5% ；硼酸钠(络合剂)3.0%,其余为纯水。制备工艺同实施例I。(二)焦炭的制备
将上述制备的型煤粘合剂配制成质量浓度为8%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以8%、92%的重量比混合均匀，压制成密度为1.05 g/cm3的小球(直径为5(T60mm);将小球在空气中放置48小时以后，将小球与原料炼焦煤以15%、85%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。所得焦炭的各项指标M40为81. 2%、MlO为8. 0%。上述各实施例中，原料炼焦煤为可用于生产冶金焦炭的烟煤，包括气煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤等。劣质煤可采用气煤、弱粘结性煤、贫煤等。
权利要求
1.一种以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，是由以下重量百分比的原料和工艺制备而成 原料配比 马铃薯淀粉18 22% ；7jC 60 65% ;改性剂8 12% ;稳定剂0. 2 0. 6% ;氧化剂0. 4 0.6% ;消泡剂0. 3 0. 6% ;络合剂2. 0 4. 0% ; 制备工艺将马铃薯淀粉与水加入反应器中，在搅拌下均匀升温至5(T65°C ;缓慢加入氧化剂，搅拌2(T30分钟使淀粉充分氧化；加入改性剂，搅拌2(T25分钟，形成具有流动性的半透明淀粉糊状物；加入消泡剂，继续保温搅拌I. 5^2小时，待流体中气泡大部分消失，冷却至室温，在搅拌下加入络合剂，继续搅拌25 35分钟，使淀粉发生络合反应；最后加入稳定剂，搅拌均匀，烘干，粉碎，既得型煤粘合剂。
2.如权利要求I所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，其特征在于所述稳定剂为聚丙烯酸钠或羟甲基纤维素。
3.如权利要求I所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，其特征在于所述氧化剂为质量浓度2(T30%的双氧水、0. 5 lmol/L高锰酸钾溶液或质量浓度1(T15%的次氯酸钠溶液。
4.如权利要求I所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，其特征在于所述络合剂为四硼酸钠、硅酸钠。
5.如权利要求I所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，其特征在于所述改性剂为质量浓度5 15%氢氧化钠溶液。
6.如权利要求I所述所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，其特征在于所述络合反应结束后，加入原料总量0. 2 0. 4%的防腐剂，搅拌均匀，烘干，粉碎。
7.如权利要求I所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂在制备焦炭中的应用。
8.如权利要求7所述以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂在制备焦炭中的应用，其特征在于先将型煤粘合剂配制成质量浓度为5 10%糊状液体，再将糊状液体与劣质煤以5 10%、90、5%的重量比混合均匀，压制成密度为I. 02 I. 05 g/cm3的小球或型煤；将小球或型煤放置48 72小时以后，将小球或型煤与原料炼焦煤以10 20%、90 80%的重量比混合均匀，入炉炼成焦炭。
全文摘要
本发明提供一种以马铃薯淀粉为原料的型煤粘合剂，其由马铃薯淀粉、稳定剂、氧化剂、防腐剂、络合剂等原料按一定比例制备而成。本发明制备的型煤粘合剂其粘结性强，用于制备焦炭，添加量少，得到的焦炭强度较高，而且，其制备工艺简单，所用原料廉价易得，成本低，在制备型煤中具有很好的应用前景。
文档编号C10L5/10GK102766421SQ201210195968
公开日2012年11月7日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者戴建萍, 杨凯 申请人:甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司