[发明专利]一种将黑色油页岩半焦转白的方法

说明书

本发明公开了一种将黑色油页岩半焦转白的方法，是将油页岩半焦粉碎成粉后加水并用对辊机压成薄片，在空气氛中煅烧，得到固体产物A；再将固体产物A分散在双氧水溶液中，调节溶液pH为3~6后在50~90℃下搅拌下反应1~2 h；反应后的悬浮液离心得到固体产物B；然后将固体产物B分散到酸溶液中，在80℃下搅拌反应1~2h，离心分离，得到酸洗产物C；最后酸洗产物在500~900℃下煅烧2h，得到油页岩半焦转白产品。本发明通过对辊‑煅烧‑氧化‑酸洗‑再煅烧一体化工艺，不仅除去了油页岩半焦中的黑色有机质，而且除去了碳酸盐、硫铁矿等伴生物质，将黑色油页岩半焦转变成为白色，拓展了半焦的高值化应用和应用领域。

技术领域

本发明涉及一种将黑色油页岩半焦转白的方法，属于固废资源化综合利用及深加工高值利用技术领域。

背景技术

油页岩是一种高灰分含可燃有机质的沉积岩，外观多呈褐色泥岩状，其相对密度为1.4~2.7，主要组成为油母、水分和矿物质。油页岩经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来，被广泛应用于提炼页岩油、发电、燃料、制造水泥、化肥和建筑材料等多个领域。

油页岩经低温干馏（600℃左右）可提取页岩油，页岩油再经加氢裂解精制后获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品，但同时油页岩中含有的大量矿物如石英、高岭石、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等和有机质在干馏后形成了油页岩半焦。半焦堆放不仅造成资源浪费，而且引起环境污染问题，迫切需要从从矿物学和材料学等视角开发半焦高效利用的新工艺。

油页岩半焦主要是黏土矿物，但也含有一定量的有机质，其颜色呈黑色；同时由于半焦中含有伴生硫铁矿和变价致色金属离子，使其在除去有机质后仍呈现一定的色泽。故将黑色半焦转变成白色，同时除去其中含有的变价金属离子，是实现半焦产品在功能材料领域中应用的基本前提。

发明内容

本发明的目的是提供一种将黑色油页岩半焦转白的方法。

本发明将黑色油页岩半焦转白的方法，包括以下步骤：

（1）将油页岩半焦粉碎成粉，向其中均匀加水（水的加入量为油页岩半焦粉末质量的含量10-20%），并用对辊机压成厚度为1~2 mm的薄片，然后在空气氛中300~600℃下煅烧2~4 h，得到固体产物A。将油页岩半焦对辊压成薄片后堆积更松散，薄片间间隙较大，有利于煅烧过程中热空气流通，得到的煅烧产物更均匀；

（2）将固体产物A按固液比1:20~1:10均匀分散在质量百分数5~30%的双氧水溶液中，调节溶液pH为3~6，然后在50~90℃下搅拌下反应1~2 h；反应后的悬浮液离心处理进行固液分离，得到固体产物B；

（3）将固体产物B按固液质量比1:10~1:20分散到酸溶液中，在70~80℃条件下继续搅拌反应1~2h，离心分离，得到固体产物C；

所述酸溶液为硫酸、磷酸、草酸、盐酸、硝酸、高锰酸的水溶液，酸溶液浓度为1~4mol/L；

（4）将固体产物C在500~900℃下煅烧1~2h，得到油页岩半焦转白产品。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在充分认识半焦中含有的各组分及其特性的基础上，针对有机质去除和致色离子去除等关键问题，开发了对辊-煅烧-氧化-酸洗-再煅烧一体化工艺，不仅除去了油页岩半焦中的黑色有机质，而且除去了碳酸盐、硫铁矿等伴生物质，将黑色油页岩半焦转变成为白色，拓展了半焦的高值化应用和应用领域；

2、在实现固废资源高值利用的同时，减少油页岩半焦固废堆存对环境安全的影响；

3、本发明制备工艺简单，工艺简单、高效，产品分散性好，在高分子材料补强、功能载体、橡胶填料、杂化颜料、无机抗菌材料等诸多领域具有应用前景。

附图说明

图1为油页岩半焦和转白产品BJZB-1的数码照片。