年轻褐煤压球机成型中粘结剂的选择

年青褐煤在压球机成型过程中起作用的不仅仅是“自身粘结剂”，还包括褐煤本身的性质，即硬度、弹性、塑性以及表面的化学和物理性质等，在成型时都将起到很大作用。然而，上述各种学说并未把这些因素考虑进去。

因此，全面地说，粉煤无粘结剂成型与煤粒的成分、硬度、弹性、塑性以及亲水性、疏水性等有密切关系，其中弹性和塑性关系。

煤的弹性是指煤粒在外力作用下发生的压缩变形，这种压缩变形在外力消除后，煤粒能恢复到初始状态，煤的这种性能称为弹性。这种变形，称为弹性变形。煤粒在外力作用下发生压缩变形，但这种压缩变形在外力消除后煤粒并不恢复到初始状态，煤的这种性能称为塑性，这种变形称为塑性变形。

从能量的观点看，煤粒的塑性是把能量吸收起来，使煤粒相互靠紧而成型；而弹性是把能量暂时积蓄起来，在外力消除后，这些能量又释放出来，使煤粒恢复到原来形状，不能紧密成型。

粉煤成型时，在外力作用下煤粉颗粒的这两种性能都将发生作用，不过成型效果的好坏将取决于这两种性能的作用大小。在相同条件下，塑性高、弹性低，成型效果就好；弹性高、塑性低，成型效果就差。

年轻的褐煤是塑性高、弹性低的煤种，只需要在不太高的成型压力下就可使煤粒互相靠紧。在靠紧之后，“自身粘结剂”物质将会发挥作用，使煤粒彼此粘结起来而成型。因此，年轻的褐煤能在中压下成型。

煤颗粒之间，由煤表面特性决定，在不外加粘结剂的情况下，相互间粘结能力很弱。当煤表面被水润湿时，水化膜少，成型后制品强度不高。这是因为水化膜少，作用较大的毛细管力就很小，而煤粒表面之间范德华力作用范围小，使得物料颗粒间的吸引力与排斥力相差不大。

无机粘结剂大部分是水溶性物质，具有胶体性质和较强的粘结能力。粉煤中加入无机粘结剂后，在适量水分和一定外力的作用下，煤中矿物质和粘结剂颗粒发生相对滑动，颗粒靠近，导致吸力和斥力同时升高。这时吸引力有毛细管力、接触面上的离子相互作用产生的离子键力和共价键力，吸力较强，而且塑性较大的无机粘结剂在除去外力并经过干燥、固化后，在型煤中起“骨架”作用，因而型煤具有足够的强度。

粉煤中加入有机粘结剂时，根据相似相容原理，煤对粘结剂有较强的亲和力。具有活性基团的粘结剂分子和煤中的活性基团（如含氧官能团）通过原子间的共用电子对形成共价键或氢键，非极性分子间也可能产生色散力。有机粘结剂甚至会渗透到煤的微孔结构中，干燥固化后，粘结剂在界面产生了啮合力，这些大大增加了成型物之间的吸引力，使型煤的强度提高。

总之，加入粘结剂后，总趋势是增加了颗粒间的内聚力（吸引力），使型煤获得较高的强度。由于煤炭是由有机物和矿物质组成，极性表面和非极性表面共存，所以成型时选用有机一无机复合粘结剂从理论上讲应该是合适的。