[发明专利]酸化后的煤矸石

说明书

技术领域

本发明涉及酸化处理，具体涉及一种酸化后的煤矸石。

背景技术

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。

中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，污染大气，煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎，另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘，在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。

为了提高煤矸石的应用质量，需要对煤矸石进行酸化处理。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种酸化后的煤矸石。

酸化后的煤矸石配料由煤矸石、凹凸棒石粘土、氧化镁、硫酸、速溶硅酸钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和碳酸钠组成。

酸化后的煤矸石的生产方法：将酸化后的煤矸石配料输入磨机中磨粉，磨粉后的粉状物为酸化后的煤矸石。

煤矸石中二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝的总含量在80％以上，它是一种天然的粘土质原料；煤矸石具有一定活性，是一种活性混合材料，本发明选用粉碎后的煤矸石，煤矸石的颗粒细度≤0.5毫米。

凹凸棒石粘土具有独特的层链状结构特征，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石粘土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘结力，本发明选用凹凸棒石粘土的颗粒细度≤5毫米。

氧化镁具有碱性氧化物的通性，属于胶凝材料，能提高煤矸石的胶体性能。

硫酸选用浓度为98%的浓硫酸。

速溶硅酸钠为白色粉状物料，能快速溶解于水，具有粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，耐碱性和耐水性差的特点。

聚乙烯醇系白色固体，外型分絮状、颗粒状、粉末状三种；无毒无味、颗粒状可在80--90℃水中溶解，粉末状的在其他粉料的预分散后可在常温下溶解。具有较好的粘稠度、聚合性、粘结性及保水性。

羟丙基甲基纤维素具有增稠能力、排盐性、pH稳定性、保水性、尺寸稳定性、优良的成膜性以及广泛的耐酶性、分散性和粘结性等特点。

碳酸钠具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性，在本发明中用于调整酸化后的煤矸石pH值。

本发明通过下述技术方案予以实现：

1、酸化后的煤矸石配料按重量百分比由下列组分组成：酸化后的煤矸石半成品90～98％、速溶硅酸钠0.1～5％、聚乙烯醇0.1～5％、羟丙基甲基纤维素0.01～3％和碳酸钠0～3％。

2、酸化后的煤矸石的生产方法：将酸化后的煤矸石配料输入磨机中磨粉，颗粒细度≤0.074毫米，磨粉后的粉状物为酸化后的煤矸石成品。 

3、酸化后的煤矸石半成品的生产方法：⑴将煤矸石混合物的配料输入已经运转的搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入煤矸石混合物中进行酸化处理；⑵将酸化处理后的煤矸石混合物，通过对辊机挤压为煤矸石片状物，煤矸石片状物的厚度≤3毫米；⑶将煤矸石片状物输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1～3小时，焙烧温度控制在300～400℃，焙烧后的煤矸石片状物含水量≤2％，焙烧后的煤矸石片状物为酸化后的煤矸石半成品，含水量百分比为重量百分比。 

4、煤矸石片状物的配料按重量百分比由下列组分组成：煤矸石混合物75～95％和稀硫酸5～25％。

5、煤矸石混合物的配料按重量百分比由下列组分组成：煤矸石68～92％、凹凸棒石粘土5～30％和氧化镁0.1～3％。

6、稀硫酸的配料按重量百分比由下列组分组成：浓度为98%的浓硫酸1～25％和水75～99％，浓度为98%的浓硫酸百分比为重量百分比。

酸化后的煤矸石的生产方法采取先酸化再进行复合配料，可以避免硫酸与速溶硅酸钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和碳酸钠发生化学反应，充分发挥配料中原材料的各自特性，并得到互补，确保酸化后的煤矸石内在质量。

根据产品质量的需要，采用碳酸钠调整酸化后的煤矸石pH值，方法简单易行。

煤矸石经过酸化处理后，pH值控制在5.0～7.0，可以提高煤矸石的利用率。

酸化后的煤矸石具有较好的吸附性、触变性、热稳定性、可塑性和粘结性的特点。

酸化后的煤矸石适用于生产环保材料、建筑材料、发泡剂和消防产品。