【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及型煤生产，具体地说，涉及一种冶金生产用工业型煤及其制备方法。
技术介绍
1、工业型煤是一种经过特殊工艺处理的煤炭产品，它是将粉煤、褐煤等原料通过添加特定粘结剂和其他添加剂，经混合、搅拌和高压成型机压制后形成的具有一定强度、形状和大小的燃料块。
2、现有工业型煤的制备方法可能仅依赖单一或简单类型的粘合剂，导致煤粉亲水性和塑性不佳，煤颗粒间粘结力不足，从而影响型煤的抗压强度和整体结构稳定性，目前固硫技术对硫化合物的吸附和转化效率不高，导致二氧化硫等有害气体排放较高，鉴于此，我们提出一种冶金生产用工业型煤及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种冶金生产用工业型煤及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有工业型煤的制备方法可能仅依赖单一或简单类型的粘合剂，导致煤粉亲水性和塑性不佳，煤颗粒间粘结力不足，从而影响型煤的抗压强度和整体结构稳定性，目前固硫技术对硫化合物的吸附和转化效率不高，导致二氧化硫等有害气体排放较高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种冶金生产用工业型煤，包括以下组分：煤粉75－90重量份、复合粘合剂5－15重量份、γ－巯丙基三甲氧基硅烷改性剂0.5－2.5重量份、固硫剂2－6重量份、助燃剂0.2－1.8重量份和造孔剂2－5重量份；
3、其中，所述复合粘合剂由腐植酸钠与热固性酚醛树脂混合得到，且腐植酸钠与热固性酚醛树脂的共混比例为1：1～3。
4、腐植酸钠具有良好的吸附性能、分散性
5、热固性酚醛树脂作为一种高性能的热固性树脂，它在受热条件下能够固化并形成稳定的交联网络结构，赋予型煤极高的热稳定性和机械强度，尤其在高温冶炼过程中能够保持较好的形状和强度，减少灰分损失，并有助于提高煤气化效率和焦炭质量。
6、既能满足冷态下成型的要求，又能确保型煤在热态环境下具备优良的耐高温性能和抗碎裂性，从而实现资源的有效利用和环保要求。
7、γ－巯丙基三甲氧基硅烷作为改性剂：
8、由于γ－巯丙基三甲氧基硅烷一端带有可水解的甲氧基，可以在一定条件下水解生成硅醇，并进一步缩合形成稳定的硅氧烷键，从而能够与煤粉表面的羟基或其它无机成分(如二氧化硅、氧化铝)发生化学结合，提高无机填料与聚合物基体间的粘接强度；
9、具体的，γ－巯丙基三甲氧基硅烷中的甲氧基(-och3)与水反应，释放出甲醇并留下活性的硅羟基(－si－oh)，硅羟基非常活泼，能够进一步与煤粉表面的羟基或其他含氧官能团发生脱水缩合反应，生成稳定的硅氧烷键，形成一层有机－无机杂化膜，即硅烷层，可以降低煤燃烧过程中某些有害物质的排放，例如硫氧化物和氮氧化物，从而有助于环保；通过硅烷改性后的煤粉，其燃烧效率和热稳定性可能会得到改善，因为疏水性的硅烷层可减轻磨蚀和破碎，，有助于防止煤粒过早破裂和氧化，硅烷层可以显著改变煤粉表面性质，从亲水转变为疏水，减少煤粉在潮湿环境下的吸湿性和结块现象。
10、再进一步的，γ－巯丙基三甲氧基硅烷另一端的巯基(－sh)官能团具有高度的反应活性，可以与含有活泼氢的热固性酚醛树脂进行交联反应，或者通过物理缠绕作用增强树脂对无机填料的包覆效果，提高复合材料的整体性能；
11、由于巯基对于金属硫化物的亲和性强，在某些情况下，γ－巯丙基三甲氧基硅烷通过其巯基与mgco3固硫剂中的镁基固硫剂体系发生反应，镁基固硫剂体系中的硫元素发生化学反应，促进固硫反应过程。
12、作为优选，所述γ－巯丙基三甲氧基硅烷改性剂由γ－氯丙基三氯硅烷与硫氢化钠发生置换反应得到，其制备方法具体为：
13、s1.1、将烯丙基氯与三氯硅烷在路易斯酸催化剂下进行加成反应，生成中间体γ－氯丙基三氯硅烷；
14、s1.2、将γ－氯丙基三氯硅烷转移至二甲基甲酰胺溶剂中，加入碱性物质吡啶作为缚酸剂，在50－100℃的反应温度下，持续反应2－3h，通过水解氯原子并用甲醇基团取代，形成γ－氯丙基三甲氧基硅烷；
15、s1.3、将γ－氯丙基三甲氧基硅烷溶解至装有甲醇溶剂的搅拌器中，搅拌至完全溶解后，加入硫氢化钠溶液，γ－氯丙基三甲氧基硅烷与硫氢化钠进行置换反应，得到γ－巯丙基三甲氧基硅烷。
16、作为优选，所述烯丙基氯与三氯硅烷按照1：1的摩尔比例进行加成反应：
17、ch2＝chch2cl+hsicl3→clch2ch2ch2sicl3；
18、其中γ－氯丙基三甲氧基硅烷的形成过程为：
19、clch2ch2ch2sicl3+3ch3oh→clch2ch2ch2si(och3)3+3hcl；
20、对于γ－氯丙基三甲氧基硅烷与硫氢化钠的置换反应，使用过量的硫氢化钠以确保氯原子完全被巯基取代：
21、clch2ch2ch2si(och3)3+nash→hsch2ch2ch2si(och3)3+nacl；
22、其中，氯原子作为离去基团，被硫氢根离子取代，生成了γ－巯丙基三甲氧基硅烷。
23、作为优选，所述s1.3中，搅拌器的搅拌速度为300－500rpm，搅拌时间为2－3h。
24、作为优选，所述固硫剂为mgco或mgo·cao中的任一种；镁化合物在高温下与硫反应生成稳定的硫酸盐。
25、作为优选，所述助燃剂为氧化铁、氧化铜或稀土元素氧化物中的任一种；
26、所述造孔剂为碳酸氢铵、碳酸铵、聚甲基丙烯酸甲酯微球或聚苯乙烯微球中的任一种。
27、另一方面，本专利技术提供了一种冶金生产用工业型煤的制备方法，用于上述中任意一项所述的一种冶金生产用工业型煤，包括如下步骤：
28、s2.1、取煤粉75－90重量份、复合粘合剂5－15重量份、改性剂0.5－2.5重量份、固硫剂2－6重量份、助燃剂0.2－1.8重量份和造孔剂2－5重量份；
29、其中，复合粘合剂中腐植酸钠与热固性酚醛树脂的共混比例为1：1～3；
30、s2.2、将煤粉粉碎至1.5－3mm后，加入改性剂，置入搅拌器中充分搅拌，使改性剂在煤粉中均匀分布，之后，依次将固硫剂、助燃剂和复合粘合剂加入搅拌器中搅拌，直至复合粘合剂均匀包裹在煤粉颗粒表面，得到混合物料；
31、s2.3、将混匀后的混合物料中加入粒径范围在180－200nm的造孔剂，再次搅拌，使造孔剂均匀分布于混合物料中；
32、造孔剂的粒径在180－200nm时，在型煤内部形成的孔隙相对较多且更细小，多孔结构有助于提高空气与煤粉之间的接触面积，使得氧气能够更有效地渗透至煤粉内部，从而加速燃烧反应，提高燃烧速度，既能保证一定孔隙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冶金生产用工业型煤，其特征在于：包括以下组分：煤粉75－90重量份、复合粘合剂5－15重量份、γ－巯丙基三甲氧基硅烷改性剂0.5－2.5重量份、固硫剂2－6重量份、助燃剂0.2－1.8重量份和造孔剂2－5重量份；
2.根据权利要求1所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述γ－巯丙基三甲氧基硅烷改性剂由γ－氯丙基三氯硅烷与硫氢化钠发生置换反应得到，其制备方法具体为：
3.根据权利要求2所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述烯丙基氯与三氯硅烷按照1：1的摩尔比例进行加成反应：
4.根据权利要求2所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述S1.3中，搅拌器的搅拌速度为300－500rpm，搅拌时间为2－3h。
5.根据权利要求1所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述固硫剂为MgCO3或MgO·CaO中的任一种。
6.根据权利要求1所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述助燃剂为氧化铁、氧化铜或稀土元素氧化物中的任一种；
7.一种冶金生产用工业型煤的制备方法，用于如权利要求1－6中任意一项所述的一
8.根据权利要求7所述的冶金生产用工业型煤的制备方法，其特征在于：所述S2.2中，搅拌器的搅拌速度为80－160rpm，搅拌时间为30－45min。
9.根据权利要求7所述的冶金生产用工业型煤的制备方法，其特征在于：所述S2.3中，搅拌器的搅拌速度为30－75rpm，搅拌时间为10－25min。
10.根据权利要求7所述的冶金生产用工业型煤的制备方法，其特征在于：所述冷压机压力为10－25MPa；烘房的烘干温度为60－180℃，烘干时间为10－15h。
...【技术特征摘要】
1.一种冶金生产用工业型煤，其特征在于：包括以下组分：煤粉75－90重量份、复合粘合剂5－15重量份、γ－巯丙基三甲氧基硅烷改性剂0.5－2.5重量份、固硫剂2－6重量份、助燃剂0.2－1.8重量份和造孔剂2－5重量份；
2.根据权利要求1所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述γ－巯丙基三甲氧基硅烷改性剂由γ－氯丙基三氯硅烷与硫氢化钠发生置换反应得到，其制备方法具体为：
3.根据权利要求2所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述烯丙基氯与三氯硅烷按照1：1的摩尔比例进行加成反应：
4.根据权利要求2所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述s1.3中，搅拌器的搅拌速度为300－500rpm，搅拌时间为2－3h。
5.根据权利要求1所述的冶金生产用工业型煤，其特征在于：所述固硫剂为mgco3或mgo·cao...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘国，
申请(专利权)人：宁夏中润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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