[发明专利]一种活性煤矸石的化学制备方法

说明书

一种活性煤矸石的化学制备方法，属于煤矸石再利用技术领域，解决现有的煤矸石活化技术中存在的能耗高、原料要求严、综合活化效果差等方面的缺点，解决方案为：1）煤矸石预处理；2）活化剂的配制；3）将配制好的活化剂水溶液均匀喷洒至煤矸石粉末中，搅拌后静止制得活性煤矸石。本发明与现有技术相比，对煤矸石原料成分要求较低，可大大降低能耗并基本消除煅烧过程的环境污染；所选活化试剂不具有腐蚀性，易于调配生产；化学活化过程对煤矸石中碳含量要求较为宽松，不仅可以处理经预处理后满足要求的煤矸石，也可以直接处理满足要求的煤矸石原料，为拓宽煤矸石原材料的应用领域具有实用价值。

技术领域

本发明属于煤矸石再利用技术领域，特别涉及一种活性煤矸石的化学制备方法。

背景技术

随着世界经济高速迅猛的发展，各行各业对能源的需求越来越大，而煤炭作为目前世界上储量巨大的固体燃料，一直以来都受到人们的青睐，成为日常生活和生产不可或缺的供能物质。但是，随着煤炭的大量开采，以煤矸石为代表的固体废弃物被源源不断地开采出来，由于其碳含量较低，同时含有大量的粘土类矿物，不易做供能物质。因此，被大量任意堆放，一方面不仅占用了大量的土地和农田，另一方面大量堆积的煤矸石，往往发生自燃，产生有毒气体和大量粉尘，这些物质溶于大气和土壤中，对附近生态环境造成了严重的污染。

按照国家发布的《煤矸石综合利用管理办法》中提出的煤矸石综合利用以大宗利用为重点，将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石山无害化处理等大宗利用煤矸石技术作为主攻方向。煤矸石用作水泥混合材属于煤矸石在建材领域的重要应用方向，需要对煤矸石进行活性激发，激活方式包括热煅烧、强碱作用、机械粉磨以及两种以上的混合方式。热煅烧煤矸石活化效果较好，但是耗能太高，经济可行性较差；强碱作用煤矸石对原料碳含量要求较高，一般要求煤矸石不含碳或者含碳量较低，否则会给建材产品带来长期安全隐患；机械粉磨煤矸石综合活化效果较差，目前只作为活化的辅助性手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种活性煤矸石的化学制备方法，解决现有的煤矸石活化技术中存在的能耗高、原料要求严、综合活化效果差等方面的缺点。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种活性煤矸石的化学制备方法，它由下列步骤组成：

1）煤矸石预处理：采用物理或化学方法对煤矸石原料依次进行脱碳处理和脱硫处理，使其烧失量≤8%、SO₃含量≤3.5%、80μm方孔筛筛余≤10%，所述物理或化学方法包括但不仅限于跳汰处理、溜槽处理、摇床处理和浮选处理；

2）活化剂的配制：取质量分数为0.1987%～0.2518%的萘系、0.0102%～0.0130%的三聚氰胺、0.0095%～0.0145%的硅酸钠、0.1891%～0.2658%矿粉混合均匀，并将其配制为浓度为0.3%～0.8%的活化剂水溶液；

3）将配制好的活化剂水溶液在5min内均匀喷洒至质量分数为99.4714%～99.5591%的煤矸石粉末中，通过搅拌机搅拌2～4h，搅拌机转速为30～60r/min，搅拌结束后静止24～48h,制得活性煤矸石。

本发明与现有技术相比，对煤矸石原料成分要求较低，可以处理高碳高硫含量的煤矸石，煤矸石原料经过脱碳、脱硫处理之后，烧失量、硫等降至合理水平（烧失量≤8.0%，SO₃含量≤3.5%），脱去的碳、硫可作为工业副产品，且脱硫脱碳属于物理过程，相比煅烧除碳、除硫方式，可大大降低能耗并基本消除煅烧过程的环境污染；本发明所选活化试剂与现有碱性活化剂相比，不具有腐蚀性，易于调配生产；本发明的化学活化过程对煤矸石中碳含量要求较为宽松（烧失量≤8.0%），不仅可以处理经预处理后满足要求（烧失量≤8.0%，SO₃含量≤3.5%）的煤矸石，也可以直接处理满足要求（烧失量≤8.0%，SO₃含量≤3.5%）的煤矸石原料，为拓宽煤矸石原材料的应用领域具有实用价值。

具体实施方式