[发明专利]一种煤矸石快速脱碳制备干拌砂浆及高强人造石的方法

说明书

本专利公开了一种煤矸石快速脱碳制备干拌砂浆及高强人造石的方法，煤矸石破碎、粉磨，与钙源混合后得到复合粉，将复合粉加入快速脱碳炉中脱碳，得到活性粉；在活性粉中加入添加剂混合均匀后得到干拌砂浆，干拌砂浆加水成型、养护，得到高强人造石。同已有技术方案相比，本方法生产成本低，生产效率高，产品质量好的特点。

技术领域

本发明涉及工业废渣的资源化利用领域，具体涉及煤矿煤矸石的利用。

背景技术

我国是全球煤炭开采量最大的国家，2012年煤炭产量达36.5亿吨，占全球煤炭产量的46.4%。煤矸石是煤炭的一种共伴生矿物，产生于煤炭的开采和洗选加工过程。其热值一般低于6.3 MJ/kg，含有Al₂O₃、SiO₂和Fe₂O₃等无机灰分，总含量达到煤矸石总量的60%～95%，因难以利用而成为一种工业固体废弃物。一般地，每生产1 t原煤会产生0.15～0.2 t煤矸石，2012 年，我国煤矸石产生量达6.2亿吨，约占全国工业固废产生量的40%。大量煤矸石露天堆放，已形成2600余座煤矸石山，累积堆存量达50多亿吨，占地20余万亩，成为我国积存量和年产量最大、占用堆积场地最多的一种工业废弃物。煤矸石的大量堆放带来了非常严重的社会、环境和经济问题。大量土地的占用，造成耕地、林地等面积的减少；因自燃产生SO₂、NO_x等有毒有害气体，有毒有害元素也会随着雨水淋溶和渗滤而污染地下水体和土壤，对生态环境造成严重危害；而且，煤炭企业每年还需要投入大量资金用于解决煤矸石土地的征用、矸石山的污染以及应对山体滑坡和泥石流等自然灾害等问题[郭彦霞，张圆圆，程芳琴.煤矸石综合利用的产业化及其展望[J]. 化工学报，2014，65（7）：2443-2453]。

本专利用煤矸石生产人造石，该人造石可以用于建筑、市政建设、交通等领域，可实现废物资源化利用，降低煤矿企业负担，保护环境。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种煤矸石快速脱碳制备干拌砂浆及高强人造石的方法，同已有技术方案相比，本方法能节约生产成本，降低能耗，提高效率，具有显著的经济效益和社会效益。

一种煤矸石快速脱碳制备干拌砂浆及高强人造石的方法，包括以下步骤：

将煤矸石破碎、粉磨，与钙源混合后得到复合粉，将复合粉加入快速脱碳炉中脱碳，得到活性粉；在活性粉中加入化学活化剂、表面活性剂、晶须、调凝剂、无机添加剂、除霾剂混合均匀后得到干拌砂浆；在干拌砂浆中加水成型、养护，得到高强人造石。

所述的钙源为大理石粉、电石渣、白泥中的一种，加入量为煤矸石质量的20-50%。

所述的快速脱碳炉根据喷腾紊流床的原理设计，复合粉在炉内悬浮分解。

所述的化学活化剂为方钠石、钠化膨润土、硫化钠渣中的一种，加入量为煤矸石质量的1-5%。

所述的表面活性剂为脂肪酸钠、氨基磺酸钠、三聚氰胺甲醛树脂中的一种，加入量为煤矸石质量的1-5%。

所述的晶须为莫来石晶须、硼酸铝晶须、硼酸镁晶须中的一种，加入量为煤矸石质量的20-50%。

所述的调凝剂为酒石酸、羧甲基纤维素钠、糊精中的一种，加入量为煤矸石质量的0.5-1.0%。

所述的无机添加剂为矿粉、硅微粉、玻璃微粉中的一种，加入量为煤矸石质量的5-20%。

所述除霾剂为含钛矿渣、锌渣、锡渣中的一种，加入量为煤矸石质量的0.1-5%。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：