本發(fā)明專利技術(shù)免煅燒活化煤矸石的方法，包括以下步驟：①將煤矸石經(jīng)破碎得到粒度小于2mm的煤矸石；②將破碎后的煤矸石的含水量控制在1%以下；③采用不同品質(zhì)的煤矸石與助劑進(jìn)行配料，控制配料中石英單質(zhì)含量為5～15%，煤質(zhì)含量5～25%；④對(duì)步驟（3）完成的配料用研磨的方法充分混合，控制配合料的最終粒度為50～100微米；⑤將步驟③完成的配合料的化學(xué)脫水率控制在90～100%，獲得化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石；本發(fā)明專利技術(shù)的積極效果是：與煅燒法相比煤矸石的化學(xué)反應(yīng)活性有了大幅度提高；省去了高溫煅燒步驟，簡(jiǎn)化了工藝，無(wú)污染物氣體排放；可實(shí)現(xiàn)煤矸石中煤質(zhì)的回收，對(duì)不同種類煤矸石的適應(yīng)性強(qiáng)，具有工業(yè)化推廣的可行性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)煤矸石及高嶺巖(土)的資源化利用技術(shù)，具體的是一種提高煤矸石及高嶺巖(土)活性的。
技術(shù)介紹
煤矸石是煤炭開(kāi)采、加工過(guò)程中排放的廢棄物，占煤炭開(kāi)采量的10 25%，是我國(guó)累積堆貯量和占用耕地最多的工業(yè)廢物。露天堆放的煤矸石經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化、淋溶、自燃等物理化學(xué)作用，排放出大量的CO、CO2, SO2, H2S, NOx和CmHn等有害氣體，其風(fēng)化微粒(其中含有少量煤粉)隨風(fēng)飄揚(yáng)，給周邊環(huán)境帶來(lái)了一系列的危害，嚴(yán)重影響周圍的環(huán)境質(zhì)量。煤矸石中還含有其它微量的有毒重金屬元素(如鉛、鎘、汞、砷等)，經(jīng)風(fēng)化和淋溶后滲入地下，導(dǎo)致土壤、地表水體及淺層地下水的污染。因此，大規(guī)模消納處理煤矸石并將其高值化綜合利用是我國(guó)亟需解決的重大問(wèn)題。目前，我國(guó)對(duì)煤矸石的利用主要還局限于發(fā)電、建材、土地復(fù)墾和筑路等方面，其利用率和附加值都較低。而我國(guó)的煤矸石超過(guò)三分之二是以高嶺石礦為主的，是一種非常寶貴的高嶺土系資源。利用煤矸石為原料，提取分離其中鋁質(zhì)組分制備鋁系化合物是目前利用的比較多的高值化技術(shù)，有中國(guó)專利200710068433. 0 “一種以煤系高嶺巖或粉煤灰為原料制備片狀氧化鋁的方法”，中國(guó)專利200610127316. 2 “一種從高硅含鋁礦物原料中酸法提取鋁的方法”，中國(guó)專利ZL200510048215. 1 “一種用煤矸石生產(chǎn)氧化鋁的方法”，中國(guó)專利ZL94113062. 2 “用煤矸石制備氫氧化鋁工藝”，中國(guó)專利ZL200510052016. 8 “一種煤矸石利用新方法”，中國(guó)專利200510088308. 7 “煤矸石生態(tài)化利用聯(lián)產(chǎn)氧化鋁\白炭黑 \低灰碳的方法”，中國(guó)專利ZL00112070.0 “一種利用煤矸石生產(chǎn)鋁鹽和硅酸鹽工藝”，中國(guó)專利00113876. 6“一種利用高嶺土、煤系高嶺巖(土)作為原料生產(chǎn)超純氧化鋁的工藝” ，中國(guó)專利92109451. 5 “酸析法氧化鋁改進(jìn)工藝”，中國(guó)專利ZL91111359. 2 “酸鹽聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁工藝”。但是，就目前利用煤矸石制備鋁系化合物的工藝而言，為了提高反應(yīng)活性以增加鋁的提取率，需在將煤矸石在高溫下煅燒以提高粘土礦物的反應(yīng)活性。但是，由于煤質(zhì)的影響，大顆粒的煤矸石煅燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生欠燒或過(guò)熱的現(xiàn)象，因此，煤矸石在煅燒前需要經(jīng)過(guò)破碎與粉磨工序以降低粒度。一般的粉磨工序后煤矸石的粒度只能降至75微米以下，這樣，煅燒后鋁的浸取率一般小于75%。為提高浸取率需要進(jìn)行超細(xì)粉磨后再煅燒，但是，這樣做的工藝繁復(fù)，能耗很大。另外，我國(guó)的煤矸石除了以高嶺石礦為主以外，還含有不等的以白云母為主的其他粘土礦物和石英礦物，白云母經(jīng)煅燒后的活性仍然很低，煅燒煤矸石的活性會(huì)隨著白云母含量的增加而降低。因此，為提高煤矸石含有的鋁資源的利用率，除了考慮改變煅燒方法以外，還應(yīng)該考慮其化學(xué)組成和礦物組成等影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用物理與化學(xué)方法協(xié)同的，能具有工藝簡(jiǎn)單可靠，能免去高溫煅燒的過(guò)程，產(chǎn)率高，環(huán)境友好的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是一種，其特征是，包括以下步驟(1)破碎將煤矸石經(jīng)粗破、細(xì)破工序，得到粒度小于2mm的煤矸石；(2)通過(guò)控制原料水分或烘干的方法，將步驟(1)破碎后的煤矸石的含水量控制在1% 以下；(3)根據(jù)煤矸石的含煤量、化學(xué)組成以及礦物組成，采用不同品質(zhì)的煤矸石與助劑進(jìn)行配料，控制配料中石英單質(zhì)含量為5 15%，煤質(zhì)含量5 25% ；(4)對(duì)步驟(3)完成的配料用研磨的方法充分混合，控制配合料的最終粒度為50 100 微米；(5)將步驟(4)完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在90 100%，獲得不經(jīng)煅燒、化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石；(所述的化學(xué)脫水率是指煤矸石中粘土礦物結(jié)構(gòu)水經(jīng)化學(xué)法脫除的損失率)。步驟(3)所述的不同品質(zhì)的煤矸石包括煤炭開(kāi)采或加工過(guò)程中不同含碳量的煤矸石、不同礦物組成的煤矸石和不同化學(xué)組成的煤矸石。步驟(3)所述的助劑為高硅或高鋁質(zhì)校正原料，其摻加量不超過(guò)10%。本專利技術(shù)的積極效果是(1)與煅燒法相比，煤矸石的化學(xué)反應(yīng)活性有了大幅度提高；(2)省去了高溫煅燒步驟，簡(jiǎn)化了工藝，無(wú)污染物氣體排放；(3)可實(shí)現(xiàn)煤矸石中煤質(zhì)的回收，符合節(jié)能低碳的要求；(4)對(duì)不同種類煤矸石的適應(yīng)性強(qiáng)，具有工業(yè)化推廣的可行性。具體實(shí)施例方式以下給出本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式，提供5個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)指出，本專利技術(shù)的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。實(shí)施例1(1)將煤矸石經(jīng)粗破、細(xì)破工序破碎；(2)將破碎后的煤矸石烘干；(3)將干燥后的煤矸石的石英含量控制在5%、煤份含量在10%；(4)將研磨后的配料粒度控制為50微米；(5)將完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在90%，獲得化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石。對(duì)獲得的化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石采用濃度為20%的鹽酸浸取，在90°C溫度下浸取60分鐘，氧化鋁的浸出率為86. 60%。實(shí)施例2基本制備步驟同實(shí)施例1，所不同的是將干燥后的煤矸石的石英含量控制在10%，煤份含量控制在10% ；將完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在98%。獲得的化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石的氧化鋁的浸出率為90. 35%。實(shí)施例3基本制備步驟同實(shí)施例1，所不同的是將干燥后的煤矸石的石英含量控制在10%，煤份含量控制在5% ；將研磨后的配料粒度控制在70微米；將完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在95%。獲得的化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石的氧化鋁的浸出率為89. 25%。實(shí)施例4基本制備步驟同實(shí)施例1，所不同的是將干燥后的煤矸石的石英含量控制在5%，煤份含量控制在25% ；將研磨后的配料粒度控制在100微米；將完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在96%。獲得的化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石的氧化鋁的浸出率為90. 15%。實(shí)施例5基本制備步驟同實(shí)施例1，所不同的是將干燥后的煤矸石的石英含量控制在15%，煤份含量控制在5% ；將研磨后的配料粒度控制在60微米；將完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在100%。獲得的化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石的氧化鋁的浸出率為91. 05%。權(quán)利要求1.一種，其特征在于，包括以下步驟(1)破碎將煤矸石經(jīng)粗破、細(xì)破工序，得到粒度小于2mm的煤矸石；(2)通過(guò)控制原料水分或烘干的方法，將步驟(1)破碎后的煤矸石的含水量控制在1% 以下；(3)根據(jù)煤矸石的含煤量、化學(xué)組成以及礦物組成，采用不同品質(zhì)的煤矸石與助劑進(jìn)行配料，控制配料中石英單質(zhì)含量為5 15%，煤質(zhì)含量5 25% ；(4)對(duì)步驟(3)完成的配料用研磨的方法充分混合，控制配合料的最終粒度為50 100 微米；(5)將步驟(4)完成研磨的配合料的化學(xué)脫水率控制在90 100%，獲得不經(jīng)煅燒、化學(xué)反應(yīng)活性高的煤矸石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，步驟(3)所述的不同品質(zhì)的煤矸石包括煤炭開(kāi)采或加工過(guò)程中不同含碳量的煤矸石、不同礦物組成的煤矸石和不同化學(xué)組成的煤矸石。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，步驟(3)所述的助劑為高硅或高鋁質(zhì)校正原料，其摻加量不超過(guò)10%。全文摘要本專利技術(shù)，包括以下步驟①將煤矸石經(jīng)破碎得到粒度小于2mm的煤矸石；②將破碎后的煤矸石的含水量控制在1%以下；③采用不同品質(zhì)的煤矸石與助劑進(jìn)行配料，控制配料中石英單質(zhì)含量為5～15%，煤質(zhì)含量5～本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：喬秀臣，司鵬，于建國(guó)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華東理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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