[发明专利]一种煤矸石组分综合利用方法

说明书

一种煤矸石组分综合利用方法，属于煤矸石再利用技术领域，解决现有的煤矸石在研究应用过程中存在的煤矸石用作回填材料的低附加值的技术问题，解决方案为：经过破碎、初级脱碳、深度脱碳、脱硫和活化之后的煤矸石中高碳煤矸石和低碳煤矸石得到了全部转化，两次脱碳过程得到的炭块、精煤和细精煤可直接作为电厂燃料；硫精矿可用作化工原料用于硫酸制备；活化后的煤矸石用作水泥活性混合材、混凝土矿物掺和料等，实现对煤矸石原料的全组分以及高值利用看，同时本发明对所采用的煤矸石原料的化学成分、矿物组成、物理性能等要求很低，原状矸石、洗矸、自燃矸石等都可作为原料进行处理，具有生产周期短、资源可循环利用的优点。

技术领域

本发明属于煤矸石再利用技术领域，特别涉及一种煤矸石组分综合利用方法。

背景技术

随着世界经济高速迅猛的发展，各行各业对能源的需求越来越大，而煤炭作为目前世界上储量巨大的固体燃料，一直以来都受到人们的青睐，成为日常生活和生产不可或缺的供能物质。但是，随着煤炭的大量开采，以煤矸石为代表的固体废弃物被源源不断地开采出来，由于其碳含量较低，同时含有大量的粘土类矿物，不易做供能物质。因此，被大量任意堆放，一方面不仅占用了大量的土地和农田，另一方面大量堆积的煤矸石，往往发生自燃，产生有毒气体和大量粉尘，这些物质溶于大气和土壤中，对附近生态环境造成了严重的污染。

按照国家发布的《煤矸石综合利用管理办法》中提出的煤矸石综合利用以大宗利用为重点，将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石山无害化处理等大宗利用煤矸石技术作为主攻方向。

现有煤矸石综合利用技术一般根据煤矸石的热值以及化学成分分为以下几种类型：煤矸石直接破碎至所需粒径，然后用作矿井、沟壑回填材料；煤矸石经破碎后直接用作低热值燃料；煤矸石生产建材、进行有价元素提取等。上述煤矸石综合利用技术在研究应用过程中，一般只是单独采用某种技术，而并未根据煤矸石性质等采用多种技术对其进行全面、高效利用。煤矸石直接用作回填材料，虽然能够实现其大宗利用，但是煤矸石中的固定碳以及硅铝成分无法得到高效综合利用，附加值较低；煤矸石直接用作低热值燃料，由于煤矸石灰分较高（70%以上），会产生大量的低温灰渣，煤矸石处理问题转变为灰渣处理问题；而煤矸石生产建材、进行有价元素提取等都对其化学组分和矿物成分等有一定要求，并不能够直接利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种煤矸石组分综合利用方法，解决现有的煤矸石在研究应用过程中存在的煤矸石用作回填材料的低附加值的技术问题；煤矸石直接用作低热值燃料，产生大量低温灰渣的技术问题；煤矸石在生产建材、进行有价元素提取等对煤矸石化学组分和矿物成分的限制的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种煤矸石组分综合利用方法，它由下列步骤组成：

1）破碎：通过分级封闭锤式破碎机对煤矸石原料进行破碎，直至粒径为20～40mm；

2）初级脱碳：利用煤矸石中各矿物组分的比重（密度）差别，对破碎后的煤矸石颗粒进行初级脱碳，并分选出高碳煤矸石、低碳煤矸石、炭块和精煤；

3）深度脱碳：所分选出的高碳煤矸石进入煤矸石粉磨系统粉磨至150～200mm之后，进入煤矸石深度脱碳系统，利用煤矸石中不同矿物自身表面的疏水特性或经药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性差别，对粉磨后的高碳煤矸石进行深度脱碳，得到低碳煤矸石和细精煤；

4）脱硫：对初级脱碳分选出的低碳煤矸石和深度脱碳所得到的低碳煤矸石进行脱硫处理，得到低碳低硫煤矸石和硫精矿；

5）活化：通过加热、化学试剂或机械力作用对低碳低硫煤矸石进行活化处理，得到活化煤矸石。