低阶烟煤制取型煤的成型机理研究.pdf

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1、第33卷第4期煤炭转化Vo1．33No．42010年10月C0AIC0NVERS10N0ct．2010低阶烟煤制取型煤的成型机理研究黄山秀”黄光许张传祥。马名杰摘要选用水玻璃、膨润土和赤泥三种无机黏结剂，分别以四种不同的掺入量和低阶烟煤粉煤混合制取型煤．对型煤样品进行抗压强度的测定表明，型煤抗压强度随黏结剂掺比增大而增大，其中以膨润土为黏结剂的型煤强度远高于以水玻璃和赤泥为黏结剂的型煤强度，进一步的型煤微观结构电镜分析也证实了以膨润土为黏结剂的型煤其黏结性能相对最好，电镜切片表明，膨润土以朵状凝胶体楔入煤粒孔隙中

2、并在煤粒表面形成整体网状结构．由于低阶烟煤自身的性质，以其制取的型煤往往对成型压力比较敏感，实验表明型煤的冷强度随成型压力的增大先增大后减小，存在一个最优成型压力．关键词低阶烟煤，型煤，无机黏结剂，微观分析，成型压力中图分类号TQ5361．2实验用黏结剂0引言采用水玻璃、膨润土和赤泥为本次实验的型煤黏结剂．低阶烟煤在我国煤炭储量中所占比例较大，分实验选用市售的水玻璃，模数为3．1，水玻璃主布也较广，制取型煤时，由于低阶烟煤的塑性较差，要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现凝结固弹性大，成型压力消除后，型煤产生很大

3、的弹性膨化，固化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积胀，使得型煤结构松散脱模后容易破裂，很难保证其大，因而具有较高的黏结力．抗压强度，从而很难在工业上广泛应用．[】要保证膨润土是以蒙脱石为主的含水黏土矿，在水介型煤的抗压强度，首先要优选黏结剂，并确定适合低质中能分散呈胶体悬浮液，并具有一定的黏滞性，与阶烟煤的成型压力．因此，针对低阶煤制取型煤的黏煤料混合在一起，具有可塑性和黏结性．本次实验用结机理及成型压力的研究具有重要的理论意义和实膨润土的粒度分布在0．5m～45m，其中粒度小际应用意义．[5-n]于2p．m的

4、占10，2tLm~20m占85，20m～45m占5，粒度分布见图1．图1中曲线1为微1实验部分分分布曲线，曲线2为累积分布曲线．1．1实验用煤采用神木低阶烟煤和禹州煤，粉煤粒度

5、排出的工业固体废物．其化学组成中有部分成分与膨润土类似．本"X-河南理工大学博士基金资助项目(648216)和河南理工大学青年基金资助项目(Q2OO8—10)．1)硕士生；2)讲师；3)教授；4)博士、高级工程师，河南理工大学材料科学与工程学院，454000河南焦作收稿日期：2010-05—22；修回日期：2010—06-26第4期黄山秀等低阶烟煤制取型煤的成型机理研究次实验用赤泥的粒度分布在0．3tLm~80m，其中构及黏结剂的黏结机理对抗压强度的影响．[粒度小于1／_tm的占8．3，1肚m～2Op．m占84％

6、，20p．m~80p．m占7．7，粒度分布见图2．2．2型煤微观结构及黏结机理分析DiferentialdistributioncuiveCumulativedistributi0ncurve扫描电镜所测得的掺人膨润土的型煤微观结构；i见图4．由图4a可以看出，煤粒间有少量的凝胶体，：if■三、图2赤泥粒度分布一豳Fig．2Distributionofredmud’Sparticlesize1．3型煤样品制备取神木煤和禹州煤2：1进行混合，分别加入掺比量为5，10，15，20的单种黏结剂(赤泥，一_膨润土，水玻璃

7、)，加水量控制在12以内，充分搅图4掺人膨润土的型煤微观结构拌后使其达到均匀混合．在20kN的压力下进行单Fig．4Micro—structureofbriquettewithbentonite球成型．成型后的型煤单球放入干燥箱中干燥，在a——5o,4bentoniteIb——1Obentonite；6O℃下干燥30min，干燥箱继续升温至120℃下干c——l5bentonite；d一一2Obentonite燥3Orain，继续升温至180℃下干燥30min后取出，但因掺人量过少，胶体分布较为分散，很多空隙没有冷

8、却至室温后进行抗压强度测试和电镜显微观察．被填充起来，从而型煤强度很低．由图4b与图3相结合可看出，煤粒表面及煤粒问的朵状凝胶体增多，2结果与讨论这些凝胶体包裹着煤粒，形成部分的网状结构，这种网状结构使型煤整体强度有明显的提高，单球的抗2．1型煤抗压强度分析压强度可以提高100N以上．在图4c和图4d中，煤粒问及空隙中的凝胶体大大增多，凝胶体与煤粒相实验选择以赤泥、膨润土