[发明专利]一种煤泥粉体材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭资源综合利用及材料技术领域，尤其涉及的是一种煤泥粉体材料的制备方法。

背景技术

煤泥是煤炭洗选加工过程中的废弃物，主要由微细粒煤、粉化矸石和水组成。煤泥具有粒度细、持水性强、灰分高、含粘土矿物多等特点，其商品价值低，利用难度大。煤泥遇水即流失，风干即飞扬，造成的危害比同是洗选废弃物的煤矸石要大得多。

目前我国煤泥年排放量已达3000万吨以上。根据规划，我国原煤入洗比重将逐年增加，加上采煤机械化程度提高，原煤中的粉煤含量还会加大，届时煤泥量将大幅度增加。由于煤泥具有粒度小，持水性强，硫分、灰分，发热量低等特点，致使煤泥难以作为燃料进行高效利用，只有少量煤泥被用作民用燃料或掺烧料。我国选煤厂每年排放的数千万吨煤泥中70％以上排入环境，不仅浪费了大量的煤炭资源，而且还造成严重的环境污染，而大部分煤泥堆积，占用土地、污染环境，同时也是资源的浪费。因此，探索煤泥利用的新途径，使煤泥能得到高效、清洁的利用，是煤炭资源加工利用中具有重大意义的课题。

目前对煤泥的综合利用，主要集中于煤泥的新型燃烧利用技术。煤泥型煤技术、煤泥水煤浆和建设煤泥电厂是其中的三个主要方法。这些方法一定程度上缓解了煤泥排入环境造成的环境问题和资源浪费。但煤泥的燃烧利用一般需要特殊的燃烧设备和技术，并且大部分煤泥的固定碳含量低，硫分、灰分高，发热量低，不宜作为燃料利用。煤泥作为聚合物制品的填料，既能使煤泥得到利用，又能降低聚合物材料的成本。因此，研究以煤泥基功能性粉体的制备及其在聚合物复合材料中的应用，可以为煤泥的高效清洁利用提供新的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种煤泥粉体材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种煤泥粉体材料的制备方法，包括以下步骤：

A1、制浆分级，将原料加入水，经机械搅拌制备浓度为10-40wt％的矿浆，将矿浆的pH值调整到6-10，用泵打入水力分级旋流器，去掉粒径大于0.5mm的粗颗粒；原料采用洗煤厂浮选尾煤矿浆、浮选尾煤浓缩机底流、或煤泥滤饼；

A2、超细磨剥，将去粗后的浆料送入磨剥机，进行超细处理；磨剥机转速500-1500转/分，磨剥时间2-5小时；

A3、机械力化学改性，经超细磨剥后，进行过滤，然后用乙醇作为分散介质，在搅拌桶中配制固含量20-60wt％的浆液，加入浆液中煤泥重量0.1-5％的表面改性剂继续搅拌1-4小时；表面改性剂由硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅油或脂肪酸改性剂中的一种或多种复配而成；

A4、干燥打散，将改性后的浆液，干燥，然后在高速搅拌机或磨机中进行打散，时间为3-15分钟；最后制得粒径d50≤2.5微米，d90≤4.6微米，接触角θ≥110度的煤泥粉体材料。

本发明所制备的煤泥粉体材料，粒度细，具有较大的接触角，具有较好的疏水性和分散性。本发明所制备的煤泥粉体材料，可作为橡胶、塑料的添加剂，具有填充和补强作用。其应用方法简单，在塑料、橡胶等材料加工时，将5-60％的煤泥粉体加入，经熔融共混将二者混合均匀即可，不改变塑料或橡胶加工时，原有的生产工艺和设备。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1，取1Kg浮选尾煤矿浆于搅拌桶中，采用浓度计测得矿浆浓度为16wt％，加入盐酸和氢氧化钠调节矿浆的pH值到7.0，然后进行搅拌500转/分。把搅拌好的浆液用水力旋流器进行分级，去掉大于0.5mm的粗颗粒。然后，用行星式球磨机研磨1小时，过滤将滤饼移入搅拌桶，加入乙醇配制固含量20wt％浆液(含煤泥140g)，加入氨基硅油5g，继续机械搅拌1小时，取出浆料，在干燥箱中200度下进行烘干，经粉碎机粉碎得到平均粒径2.4微米，接触角125度的改性煤泥粉体。

实施例2，取200g干煤泥，加入800毫升水，制备浓度20wt％的浆液，加入盐酸和氢氧化钠调节浆液PH值到8.5，进行搅拌1000转/分。然后经水力旋流器分级，去掉大于0.5mm的粗颗粒。再用行星式球磨机研磨2小时，过滤将滤饼移入搅拌桶，加入乙醇配制固含量40％浆液(含煤泥136g)，加入羟基硅油2g，继续机械搅拌3小时，压滤脱水，150度烘干，粉碎制得平均粒径2.1微米、接触角120度的改性煤泥粉体。