[发明专利]一种煤泥资源化利用技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤泥资源化利用技术，属于煤炭资源综合利用、矿物粉体填料制备与应用技术领域。

背景技术

煤泥是煤炭洗选过程的副产物，具有粒度细、黏性大、含水率高的特点，导致其在堆放、贮存和运输时存在困难。尤其在堆存时，其形态极不稳定，遇水即流失，风干即飞扬，结果不但浪费了宝贵的煤炭资源，而且容易造成严重的环境污染，因此，有效合理利用煤泥对环境保护有重大的意义。据统计仅2015年就有超过1亿吨废弃的煤泥需要处理，煤泥的合理利用成为一个亟需解决的问题。

煤自身具有一定的溶胀性和粘弹性，所以可以作为有机刚性粒子对高分子材料进行补强，而且煤的密度小，相比于其他无机粉体/复合材料具有一定的优势，对煤进一步加工用作橡胶增强材料的文献已有相关报道，经检索文献发现，①中国发明专利名称为“一种橡胶增强增容剂组合物及其制备工艺”，申请号为：CN200810231947.8，该专利公开了一种橡胶增强增容剂组合物及其制备工艺，该方法是以无烟煤、烟煤做原料，添加石墨、炭黑、石蜡、棕榈油等成分进行组合，用于橡胶增强增容，但此专利没有涉及煤泥的资源化利用，且存在成分复杂、加工流程长的缺点；②中国发明专利名称为“一种煤制备橡胶补强填充剂的工艺方法”，申请号为：CN02139489.X，该专利公开了一种采用无烟煤、烟煤来制备橡胶补强填充剂的方法，但制备过程中需要用到NaOH、KOH、磨亮剂、石英、酚醛树脂等多种化学助剂，环保性差，且没有涉及到煤泥的作为橡胶补强填充剂的制备技术。此外，煤泥相比无烟煤、烟煤等高发热量的块煤，具有价格低廉、难以利用和污染环境的特点，采用煤泥制备橡胶补强填充料更具有经济和环保价值。

但粉状煤泥表面具有很强的亲水性，而橡胶、塑料等聚合物是长链的有机物，含有大量的碳氢链而具有强烈的憎水性，导致煤泥用作橡胶补强填料受到很大的限制，为了提高亲水性的煤泥粉体与憎水性的聚合物基体的相容性，必须对煤泥粉体表面进行表面改性处理。目前对煤泥的表面改性方法多采用湿法，见以下参考文献：④张乾等.有机化煤泥粉体的制备及其对聚乙烯的补强特性，化工新型材料,2013,41(09)。而湿法改性工艺对设备要求高、工艺复杂、且易产生大量废水，难以实现工业化生产。此外，单一的煤泥填料还存在强度差、易磨损的缺陷，导致难以推广应用。近年来，复合粉体的研究逐渐成为热点。复合粉体是指在一种粉体或几种在另一粉体表面实现包覆或复合其他粉体，形成具有“核-壳”结构复合粉体材料的制备方法。通过包覆或复合，可以增强粉体的稳定性，阻止粉体颗粒团聚，改善其分散特性及流动性。叶腊石是一种价廉易得的含水铝硅酸盐矿物，它热膨胀性低、它具有绝缘性好、化学性质稳定的特性，用作塑料、橡胶和造纸的填料，表现出优异补强性能，有着较好的应用潜力。经检索文献发现，未有采用叶腊石与煤泥复合后改性制备填充粉体的报道。

针对目前煤泥资源化利用率低，而其用作填料的湿法改性工艺又存在流程复杂、浪费水资源、易污染环境的缺点。

发明内容

本发明针对以上问题，提供一种煤泥资源化利用技术，用于解决煤泥湿法改性操作困难、易于泥化及团聚、补强性差的不足。

发明目的通过以下方案实现：一种煤泥资源化利用技术，其工艺步骤如下：

(1) 将煤泥、叶腊石、改性剂与磨球混合，置于行星球磨机中通过机械力化学作用球磨复合改性1-10h；

(2) 将复合改性后的样品转移到筛盘中，通过筛分除去磨球介质得到筛下粉体，将筛下粉体打散后，即得复合粉体产品。

进一步的，按煤泥:叶腊石:改性剂：磨球介质的质量配比为1:(0.5-1.5):(0.01-0.06):(3-15)，称取煤泥、叶腊石、改性剂和磨球。

进一步的，(1) 分别称取100g煤泥和100g叶腊石粉，并加入硬脂酸改性剂6g，然后将煤泥、叶腊石和硬脂酸与1000g磨球混合，置于行星球磨机中通过机械力化学作用球磨复合改性2.5h；

(2) 将复合改性后的样品转移到筛盘中，通过筛分除去磨球介质得到筛下粉体，将筛下粉体打散后，即得到具有低吸油值、高活化指数的煤泥/叶腊石复合粉体产品。

进一步的，(1)分别称取100g煤泥和80g叶腊石粉，并加入钛酸酯改性剂4g，然后将煤泥、叶腊石和硬脂酸与1000g磨球混合，置于行星球磨机中通过机械力化学作用球磨复合改性3h；

(2) 将复合改性后的样品转移到筛盘中，通过筛分除去磨球介质得到筛下粉体，将筛下粉体打散后，即得到具有低吸油值、高活化指数的煤泥/叶腊石复合粉体产品。