[发明专利]一种用于橡胶填料的尘泥窑渣-煤矸石复合弱碱性超微粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于橡胶填料的尘泥窑渣‑煤矸石复合弱碱性超微粉及其制备方法，属于冶金固废资源循环利用领域。该配方包括复合助磨‑造孔改性剂、复合表面改性活性剂、水、尘泥窑渣。本发明解决了现有橡胶工业主要填料应用成本高的问题，一方面煤矸石与尘泥窑渣的结合使用可以提高吸附炭黑效果，另一方面利用表面活性剂分子改善尘泥窑渣、煤矸石以及橡胶之间的结合，并且煤矸石的结合降低尘泥窑渣对橡胶质量的影响。

技术领域

本发明属于工业固废资源循环利用领域，具体涉及一种用于橡胶填料的尘泥窑渣-煤矸石复合弱碱性超微粉及其制备方法。

背景技术

尘泥窑渣是氧化锌回转窑处理含锌中间物料后产生的冶金固废，其主要化学成分为Fe₂O₃、 CaO、SiO₂，呈现碱性。煤矸石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，其主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃，呈现酸性。目前尘泥窑渣与煤矸石的大量露天堆存，不仅占用宝贵土地，而且对周围环境和地下水造成污染。因此，如何大规模、高效的利用尘泥窑渣与煤矸石，实现环境减负，企业增效，是一个迫切需要解决的问题。

橡胶作为广泛应用的聚合物材料，其在制备加工过程中需要大量使用填料以改善其的力学性能、加工性能和填充增容。目前常用的橡胶填料主要包括炭黑(8000元/吨)与白炭黑(6000 元/吨)，但是炭黑与白炭黑的生产不仅工艺繁杂，而且需要消耗大量能源和资源，导致成本较高；而加入其它填料又容易引入杂质，导致橡胶性能的下降。

发明内容

为了解决现有橡胶工业主要填料加入成本较高的问题，利用尘泥窑渣和煤矸石作为填料对橡胶进行处理，进一步地解决尘泥窑渣废物利用加入后碱度不合适的问题，提供一种用于橡胶填料的尘泥窑渣-煤矸石复合弱碱性超微粉及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种用于橡胶填料的尘泥窑渣-煤矸石复合弱碱性超微粉，按重量百分比计，所述尘泥窑渣-煤矸石复合弱碱性超微粉组成如下：

所述复合助磨剂为三乙醇胺、无水乙醇和丙三醇的混合物；所述表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物。

优选地，所使用煤矸石中组分的质量百分比分别为：SiO₂为40.41％～43.61％、Al₂O₃为 34.86％～38.06％、Fe₂O₃为0.07％～0.24％、CaO为2.04％～2.21％、MgO为0.82％～0.99％、TiO₂为0.38％～0.55％、其他为16.58％～19.78％。

优选地，所使用尘泥窑渣中元素含量为Fe为26.28％～26.92％、Zn为2.24％～2.88％、Si 为8.99％～9.63％、Al为5.73％～6.37％、Ca为9.99％～10.63％、S为3.1％～3.74％、Na为 1.27％～1.91％、Mg为1.55％～2.19％、Mn为0.89％～1.53％、O为36.76％～37.4％。

优选地，所使用量尘泥窑渣与煤矸石的质量比为1.00～2.15。

优选地，所述复合助磨剂中的三乙醇胺、无水乙醇和丙三醇均为分析纯，其中三乙醇胺、无水乙醇和丙三醇的质量比3:2:1～1:1:1。

优选地，所述表面改性活性剂中的硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯，硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的质量比1:1～1:3。

优选地，所述水为去离子水。

优选地，所使用的煤矸石与尘泥窑渣粒径均小于5mm。