[发明专利]利用尾煤联产吸附材料及氧化铝的方法

说明书

本发明公开了一种利用尾煤制备吸附材料及氧化铝的方法；属于煤化工技术领域；具体步骤是先在隔氧气氛下煅烧尾煤，将煅烧后的尾煤与酸性溶液混合回流浸提并过滤，将滤液经氢氧化铝溶液碱化后干燥，得到氧化铝；将滤渣干燥后，在隔氧气氛下，以10‑15℃/min的速率加热至800‑1000℃，得到活性炭吸附材料；本发明提升了尾煤中氧化铝活性，同时得到高比表面积的活性炭；解决了洗选尾煤的堆放问题，充分利用了尾煤中的有机物及无机矿物，较现有的燃烧发电和制备建筑材料，尾煤的利用效率大幅提升。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，涉及一种利用尾煤中的矿物质和有机质联产氧化铝和活性碳吸附剂的方法。

背景技术

洗选尾煤是指选煤厂进行洗选后形成的尾矿废弃物，其中主要成分是无机矿物，含量约为55-75 %，还伴随未洗选出的剩余有机物，含量约为25-40 %。其中，无机矿物的种类主要和产地有关，但大多都主要为高岭土、伊利石、蒙脱石等硅铝酸盐类矿物，主要成分为SiO₂、 Al₂O₃，此外还含有石英，白云石、方解石等碳酸盐类矿物和少量的其他矿物。

随着煤炭开采利用，原煤中矸石含量的增加，煤炭的品质下降，使得原煤泥化程度提高，造成尾煤大量堆积。不仅造成了资源的浪费还严重的破坏生态环境。由此可见，洗选尾煤的高效利用迫在眉睫。

由于洗选尾煤燃烧具有一定的发热量，因此发电是其目前利用的重要途径，但由于其灰分含量很高，造成利用率差，且存在灰分的处置问题。另外，生产建筑材料是尾煤利用的另一条主要途径，该途径在利用前需通过在空气中煅烧除碳，仅利用尾煤中的无机矿物，过程中产生了大量的CO₂，污染了生态环境还造成了资源的极大浪费。当前，有大量的学者投身于煤基固废的高值化利用并取得了一些突破，研究热点主要集中在提取氧化铝制备铝盐及硅铝酸盐（CN94113062.2、CN963115531.0及CN9911998112等）及制备分子筛、类分子筛（CN201811422242.4）等，但这些研究也只是利用了煤基固废的硅铝矿物，碳大部分被去除。如何综合利用洗选尾煤中的有机碳和无机矿物是急需解决的问题，也有少量的学者进行了研究。唐颐（CN001195883）、马静红（CN200410012332.8、CN200410012335.1和CN200710185227.8）和甄强（CN201410265829.4和CN201410266100.9）等分别公开了利用煤矸石为原料制备活性炭/沸石复合材料，但都存在生产成本高，会产生二次污染等缺点。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种综合利用洗选尾煤的方法，充分利用尾煤中的有机碳和硅铝酸盐矿物，制备出性能优异的活性炭材料和氧化铝。

具体的，为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

利用尾煤制备吸附材料及氧化铝的方法，包括以下步骤：

a）煅烧：在隔氧气氛下煅烧尾煤样品，得到炭化尾煤；所述煅烧温度是600-800℃。

b）浸提：将炭化尾煤与酸性溶液混合后回流浸提，所述回流浸提的温度为90-110℃；浸提后过滤分别得到滤液和滤渣。

c）碱化：将所述滤液经氢氧化铝溶液碱化后干燥，即得到氧化铝。

d）活化：将所述的滤渣干燥后，在隔氧气氛下，以10-15℃/min 的速率加热至800-1000 ℃，并保持12-24h，得到活性炭吸附材料。

优选的，步骤a中所述的煅烧是以10-12℃/min的速率加热至600-800℃，并保持2-3h。

优选的，步骤a和d中所述的隔氧气氛是氮气或二氧化碳气体。

优选的，所述的尾煤样品是经过研磨后筛分至＜100目后干燥得到的。

优选的，所述的酸性溶液是18-25 wt％的盐酸溶液。