型煤粘合劑是型煤壓球機生產中的關鍵技術, 也是制約型煤發展的瓶頸。目前市場上很難找到**型煤粘合劑, 同時能滿足冷態、熱態機械強度, 具有很好的熱穩定性、防水性等一系列指標, 要有較高的成型性和施工性, 而且還要不產生二次污染,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, 所以要開發出符合這些條件的粘合劑具有一定難度。
關于型煤壓球機粘合劑機理的探討：
隨著型煤技術水平的發展, 粘合劑和外加劑的技術水平在某種意義上可以體現型煤技術的發展水平。迄今為止, 國內外開發的型煤粘合劑已達數百種。按粘合劑的化學性質, 傳統的分類是:
(1)無機粘合劑: 如粘土、陶土、膨潤土、水泥、石灰、水玻璃以及各類無機鹽等。粘結性一般不如有機粘合劑好, 本身不能燃燒, 沒有發熱量, 增加型煤灰分; 但其熱態強度好, 且多數來源廣, 價格低。
(2)有機粘合劑: 如焦油、瀝青、腐植酸、聚乙稀醇、酚醛樹脂、生物質、紙漿廢液、制糖廢液、脂肪酸殘渣、甘油渣泥等。這類粘合劑一般粘結性能較好, 本身能部分或全部燃燒, 有一定的發熱量, 但多數有機粘合劑的熱性能較差, 燃燒后殘余灰分少。
(3)復合粘合劑: 無機粘合劑與有機粘合劑的疊加, 兼具兩者的優點, 性能更好。一般來說復合粘合劑的添加量相對要大些。
我們可以換一種思維方式, 即對粘合劑按結合機理進行分類, 有助于對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合機理, 但有時也會是數種結合機理同時存在。這一點對粘合劑的材料選擇非常重要。這就為一種粘合劑同時能滿足數種型煤的特性要求創造了條件。
按結合機理一般可將粘合劑分為五類:
(1)水化結合: 常溫下結合劑與水發生水化反應, 生成水化產物而產生結合作用。如通過型煤壓球機生產機理使型煤產生強度。水化結合的結合劑在常溫下進行水化反應需要有一個過程, 因而需要一定的凝結與硬化時間, 這也是水泥煤球的初始強度差、成型時破損率高的原因。
(2)化學結合: 結合劑與促凝劑在常溫下發生化學反應或加熱時發生化學反應, 生成具有結合作用的化合物而產生結合。如硅酸鈉( 水玻璃) ,加氟硅酸鈉促凝劑時, 發生反應生成水溶液SiO2nH2O, 經脫水形成硅氧烷( Si- O- Si) 網絡結構, 從而產生較強的結合強度。
(3) 縮聚結合: 加入催化劑或交聯劑, 使結合劑發生縮聚反應, 形成網絡狀結構而產生結合強度。如甲階酚醛樹脂加酸作催化劑, 或加熱時通過縮聚反應而產生較好的結合強度。又如線型酚醛樹脂加甲基四胺, 在加熱條件下通過交聯反應而產生縮聚結合。
(4)粘附結合: 借助于如下任一種物理作用或幾種作用疊加而產生結合。一是吸附作用, 包括物理吸附和化學吸附, 依靠分子間的相互作用力而產生結合; 二是擴散作用, 即在物質分子熱運動的作用下, 結合劑與被結合物的分子發生相互擴散作用, 在界面上形成擴散層, 從而形成牢固結合; 三是靜電作用, 即結合劑與被結合物的界面存在雙電層, 由雙電層的靜電引力作用而產生結合。
產生粘附結合的粘合劑多為有機結合劑, 其中有的是暫時性結合劑( 即在常溫下或低溫下起粘結作用, 經中溫或高溫后會燃燒掉) , 如糊精、羥甲基纖維素、環氧樹脂、紙漿廢液、淀粉等; 有的為**性結合劑, 經中、高溫后, 除部分揮發物分解揮發外, 其余的成份會碳化形成碳結合, 如瀝青、焦油、酚醛樹脂等。也有一些**性無機結合劑具有粘附作用, 如水玻璃、硅溶膠、磷酸二氫鋁等。
(5)凝聚結合: 加入凝聚劑( 主要為有機高分子物質, 可分為陽離子、陰離子和非離子三種類型) , 使微粉( 膠體粒子) 發生凝聚而產生結合。由于膠體質點之間存在壓力, 當質點相互接近時, 因雙電層的重疊而產生排斥力。加入電解質后, 會使更多的反離子進入雙電層中的擴散層, 起到電性中和作用, 使擴散層厚度變薄, 排斥力下降。達到 等電位時, 膠體粒子會發生快速凝聚。
為充分發揮粘合劑的結合作用, 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, 則難以實現緊密接觸。因為兩個固體表面, 即使經過拋光, 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, 由于型煤壓球機的作用, 可以產生很大吸引力。完全浸潤使粘合劑與煤粒表面充分接觸, 是產生良好結合力的必要條件, 但并非充分條件, 因為液體幾乎沒有抵抗剪切的能力, 為使型煤具有足夠強度,還要求結合劑能迅速固化。
我們認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的需要, 必須從純“粘結”的思維中解放出來, 充分調動前述的數種結合, 使物質內部產生化學、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, 對型煤粘合劑的研究集中在兩點: 一是型煤的冷強度要大于2000N/ 個, 以確保在使用時型煤與原料同時入爐跌不壞, 砸不散。二是型煤的熱強度達到1000N/ 個, 同時要求型煤燃燒完全后的灰成分, 從固態熔化為液態的過程中不能散架, 不被吹出爐外。
以上是型煤壓球機粘合劑機理的探討結果，希望大家閱讀后對型煤粘合劑的了解有所認知，同時對型煤壓球機的偉大性能作用給予更好的評價。
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