型煤粘合劑是型煤壓球機(jī)生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù), 也是制約型煤發(fā)展的瓶頸。目前市場上很難找到**型煤粘合劑, 同時(shí)能滿足冷態(tài)、熱態(tài)機(jī)械強(qiáng)度, 具有很好的熱穩(wěn)定性、防水性等一系列指標(biāo), 要有較高的成型性和施工性, 而且還要不產(chǎn)生二次污染,不增加太多的灰分, **還要有固硫助燃等作用,同時(shí)成本還要低。這多方面的要求不但苛刻, 有的還相互矛盾, 所以要開發(fā)出符合這些條件的粘合劑具有一定難度。
關(guān)于型煤壓球機(jī)粘合劑機(jī)理的探討：
隨著型煤技術(shù)水平的發(fā)展, 粘合劑和外加劑的技術(shù)水平在某種意義上可以體現(xiàn)型煤技術(shù)的發(fā)展水平。迄今為止, 國內(nèi)外開發(fā)的型煤粘合劑已達(dá)數(shù)百種。按粘合劑的化學(xué)性質(zhì), 傳統(tǒng)的分類是:
(1)無機(jī)粘合劑: 如粘土、陶土、膨潤土、水泥、石灰、水玻璃以及各類無機(jī)鹽等。粘結(jié)性一般不如有機(jī)粘合劑好, 本身不能燃燒, 沒有發(fā)熱量, 增加型煤灰分; 但其熱態(tài)強(qiáng)度好, 且多數(shù)來源廣, 價(jià)格低。
(2)有機(jī)粘合劑: 如焦油、瀝青、腐植酸、聚乙稀醇、酚醛樹脂、生物質(zhì)、紙漿廢液、制糖廢液、脂肪酸殘?jiān)⒏视驮嗟取＿@類粘合劑一般粘結(jié)性能較好, 本身能部分或全部燃燒, 有一定的發(fā)熱量, 但多數(shù)有機(jī)粘合劑的熱性能較差, 燃燒后殘余灰分少。
(3)復(fù)合粘合劑: 無機(jī)粘合劑與有機(jī)粘合劑的疊加, 兼具兩者的優(yōu)點(diǎn), 性能更好。一般來說復(fù)合粘合劑的添加量相對(duì)要大些。
我們可以換一種思維方式, 即對(duì)粘合劑按結(jié)合機(jī)理進(jìn)行分類, 有助于對(duì)粘合劑的深入研究與探討。值得一提的是一種粘合劑有其特定的結(jié)合機(jī)理, 但有時(shí)也會(huì)是數(shù)種結(jié)合機(jī)理同時(shí)存在。這一點(diǎn)對(duì)粘合劑的材料選擇非常重要。這就為一種粘合劑同時(shí)能滿足數(shù)種型煤的特性要求創(chuàng)造了條件。
按結(jié)合機(jī)理一般可將粘合劑分為五類:
(1)水化結(jié)合: 常溫下結(jié)合劑與水發(fā)生水化反應(yīng), 生成水化產(chǎn)物而產(chǎn)生結(jié)合作用。如通過型煤壓球機(jī)生產(chǎn)機(jī)理使型煤產(chǎn)生強(qiáng)度。水化結(jié)合的結(jié)合劑在常溫下進(jìn)行水化反應(yīng)需要有一個(gè)過程, 因而需要一定的凝結(jié)與硬化時(shí)間, 這也是水泥煤球的初始強(qiáng)度差、成型時(shí)破損率高的原因。
(2)化學(xué)結(jié)合: 結(jié)合劑與促凝劑在常溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或加熱時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 生成具有結(jié)合作用的化合物而產(chǎn)生結(jié)合。如硅酸鈉( 水玻璃) ,加氟硅酸鈉促凝劑時(shí), 發(fā)生反應(yīng)生成水溶液SiO2nH2O, 經(jīng)脫水形成硅氧烷( Si- O- Si) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), 從而產(chǎn)生較強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度。
(3) 縮聚結(jié)合: 加入催化劑或交聯(lián)劑, 使結(jié)合劑發(fā)生縮聚反應(yīng), 形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生結(jié)合強(qiáng)度。如甲階酚醛樹脂加酸作催化劑, 或加熱時(shí)通過縮聚反應(yīng)而產(chǎn)生較好的結(jié)合強(qiáng)度。又如線型酚醛樹脂加甲基四胺, 在加熱條件下通過交聯(lián)反應(yīng)而產(chǎn)生縮聚結(jié)合。
(4)粘附結(jié)合: 借助于如下任一種物理作用或幾種作用疊加而產(chǎn)生結(jié)合。一是吸附作用, 包括物理吸附和化學(xué)吸附, 依靠分子間的相互作用力而產(chǎn)生結(jié)合; 二是擴(kuò)散作用, 即在物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的作用下, 結(jié)合劑與被結(jié)合物的分子發(fā)生相互擴(kuò)散作用, 在界面上形成擴(kuò)散層, 從而形成牢固結(jié)合; 三是靜電作用, 即結(jié)合劑與被結(jié)合物的界面存在雙電層, 由雙電層的靜電引力作用而產(chǎn)生結(jié)合。
產(chǎn)生粘附結(jié)合的粘合劑多為有機(jī)結(jié)合劑, 其中有的是暫時(shí)性結(jié)合劑( 即在常溫下或低溫下起粘結(jié)作用, 經(jīng)中溫或高溫后會(huì)燃燒掉) , 如糊精、羥甲基纖維素、環(huán)氧樹脂、紙漿廢液、淀粉等; 有的為**性結(jié)合劑, 經(jīng)中、高溫后, 除部分揮發(fā)物分解揮發(fā)外, 其余的成份會(huì)碳化形成碳結(jié)合, 如瀝青、焦油、酚醛樹脂等。也有一些**性無機(jī)結(jié)合劑具有粘附作用, 如水玻璃、硅溶膠、磷酸二氫鋁等。
(5)凝聚結(jié)合: 加入凝聚劑( 主要為有機(jī)高分子物質(zhì), 可分為陽離子、陰離子和非離子三種類型) , 使微粉( 膠體粒子) 發(fā)生凝聚而產(chǎn)生結(jié)合。由于膠體質(zhì)點(diǎn)之間存在壓力, 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)相互接近時(shí), 因雙電層的重疊而產(chǎn)生排斥力。加入電解質(zhì)后, 會(huì)使更多的反離子進(jìn)入雙電層中的擴(kuò)散層, 起到電性中和作用, 使擴(kuò)散層厚度變薄, 排斥力下降。達(dá)到 等電位時(shí), 膠體粒子會(huì)發(fā)生快速凝聚。
為充分發(fā)揮粘合劑的結(jié)合作用, 使粘合劑與煤粒表面保持緊密接觸是必要的。若粘合劑與煤粒都是固體, 則難以實(shí)現(xiàn)緊密接觸。因?yàn)閮蓚�(gè)固體表面, 即使經(jīng)過拋光, 其接觸面也不到總面積的1%。如果是液體, 它可以完全浸潤煤粒表面, 由于型煤壓球機(jī)的作用, 可以產(chǎn)生很大吸引力。完全浸潤使粘合劑與煤粒表面充分接觸, 是產(chǎn)生良好結(jié)合力的必要條件, 但并非充分條件, 因?yàn)橐后w幾乎沒有抵抗剪切的能力, 為使型煤具有足夠強(qiáng)度,還要求結(jié)合劑能迅速固化。
我們認(rèn)為要使型煤粘合劑的研究取得**,特別是要滿足造氣型煤等一系列高性能指標(biāo)的需要, 必須從純“粘結(jié)”的思維中解放出來, 充分調(diào)動(dòng)前述的數(shù)種結(jié)合, 使物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)、微分子、甚至電子層等方面的變化, 才能取得事半功倍的作用。
為此, 對(duì)型煤粘合劑的研究集中在兩點(diǎn): 一是型煤的冷強(qiáng)度要大于2000N/ 個(gè), 以確保在使用時(shí)型煤與原料同時(shí)入爐跌不壞, 砸不散。二是型煤的熱強(qiáng)度達(dá)到1000N/ 個(gè), 同時(shí)要求型煤燃燒完全后的灰成分, 從固態(tài)熔化為液態(tài)的過程中不能散架, 不被吹出爐外。
以上是型煤壓球機(jī)粘合劑機(jī)理的探討結(jié)果，希望大家閱讀后對(duì)型煤粘合劑的了解有所認(rèn)知，同時(shí)對(duì)型煤壓球機(jī)的偉大性能作用給予更好的評(píng)價(jià)。
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