一種煤泥資源化利用技術的製作方法
2023-09-18 10:20:50 2
本發明涉及一種煤泥資源化利用技術，屬於煤炭資源綜合利用、礦物粉體填料製備與應用
技術領域：
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背景技術：
：煤泥是煤炭洗選過程的副產物，具有粒度細、黏性大、含水率高的特點，導致其在堆放、貯存和運輸時存在困難。尤其在堆存時，其形態極不穩定，遇水即流失，風乾即飛揚，結果不但浪費了寶貴的煤炭資源，而且容易造成嚴重的環境汙染，因此，有效合理利用煤泥對環境保護有重大的意義。據統計僅2015年就有超過1億噸廢棄的煤泥需要處理，煤泥的合理利用成為一個亟需解決的問題。煤自身具有一定的溶脹性和粘彈性，所以可以作為有機剛性粒子對高分子材料進行補強，而且煤的密度小，相比於其他無機粉體/複合材料具有一定的優勢，對煤進一步加工用作橡膠增強材料的文獻已有相關報導，經檢索文獻發現，①中國發明
專利名稱：為「一種橡膠增強增容劑組合物及其製備工藝」，申請號為：cn200810231947.8，該專利公開了一種橡膠增強增容劑組合物及其製備工藝，該方法是以無煙煤、煙煤做原料，添加石墨、炭黑、石蠟、棕櫚油等成分進行組合，用於橡膠增強增容，但此專利沒有涉及煤泥的資源化利用，且存在成分複雜、加工流程長的缺點；②中國發明
專利名稱：為「一種煤製備橡膠補強填充劑的工藝方法」，申請號為：cn02139489.x，該專利公開了一種採用無煙煤、煙煤來製備橡膠補強填充劑的方法，但製備過程中需要用到naoh、koh、磨亮劑、石英、酚醛樹脂等多種化學助劑，環保性差，且沒有涉及到煤泥的作為橡膠補強填充劑的製備技術。此外，煤泥相比無煙煤、煙煤等高發熱量的塊煤，具有價格低廉、難以利用和汙染環境的特點，採用煤泥製備橡膠補強填充料更具有經濟和環保價值。但粉狀煤泥表面具有很強的親水性，而橡膠、塑料等聚合物是長鏈的有機物，含有大量的碳氫鏈而具有強烈的憎水性，導致煤泥用作橡膠補強填料受到很大的限制，為了提高親水性的煤泥粉體與憎水性的聚合物基體的相容性，必須對煤泥粉體表面進行表面改性處理。目前對煤泥的表面改性方法多採用溼法，見以下參考文獻：④張乾等.有機化煤泥粉體的製備及其對聚乙烯的補強特性，化工新型材料,2013,41(09)。而溼法改性工藝對設備要求高、工藝複雜、且易產生大量廢水，難以實現工業化生產。此外，單一的煤泥填料還存在強度差、易磨損的缺陷，導致難以推廣應用。近年來，複合粉體的研究逐漸成為熱點。複合粉體是指在一種粉體或幾種在另一粉體表面實現包覆或複合其他粉體，形成具有「核-殼」結構複合粉體材料的製備方法。通過包覆或複合，可以增強粉體的穩定性，阻止粉體顆粒團聚，改善其分散特性及流動性。葉臘石是一種價廉易得的含水鋁矽酸鹽礦物，它熱膨脹性低、它具有絕緣性好、化學性質穩定的特性，用作塑料、橡膠和造紙的填料，表現出優異補強性能，有著較好的應用潛力。經檢索文獻發現，未有採用葉臘石與煤泥複合後改性製備填充粉體的報導。針對目前煤泥資源化利用率低，而其用作填料的溼法改性工藝又存在流程複雜、浪費水資源、易汙染環境的缺點。技術實現要素：本發明針對以上問題，提供一種煤泥資源化利用技術，用於解決煤泥溼法改性操作困難、易於泥化及團聚、補強性差的不足。發明目的通過以下方案實現：一種煤泥資源化利用技術，其工藝步驟如下：(1)將煤泥、葉臘石、改性劑與磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性1-10h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得複合粉體產品。進一步的，按煤泥:葉臘石:改性劑：磨球介質的質量配比為1:(0.5-1.5):(0.01-0.06):(3-15)，稱取煤泥、葉臘石、改性劑和磨球。進一步的，(1)分別稱取100g煤泥和100g葉臘石粉，並加入硬脂酸改性劑6g，然後將煤泥、葉臘石和硬脂酸與1000g磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性2.5h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得到具有低吸油值、高活化指數的煤泥/葉臘石複合粉體產品。進一步的，(1)分別稱取100g煤泥和80g葉臘石粉，並加入鈦酸酯改性劑4g，然後將煤泥、葉臘石和硬脂酸與1000g磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性3h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得到具有低吸油值、高活化指數的煤泥/葉臘石複合粉體產品。進一步的，(1)分別稱取100g煤泥和110g葉臘石粉，並加入硬脂酸3g和鈦酸酯3g混合改性劑，然後將煤泥、葉臘石和硬脂酸與1200g磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性1.5h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得到具有低吸油值、高活化指數的煤泥/葉臘石複合粉體產品。一種所述技術製得的複合粉體的應用，替代炭黑、白炭黑，應用於塑料、橡膠填充補強和耐老化。本發明的有益效果在於：技術要求簡單，成本低廉，效果顯著。與水泥固化相比能有效減少堆積體積，減少土地資源的浪費。本發明製備的複合汙泥粒子可作填料應用於複合材料中。附圖說明圖1為本發明具體實施例二所製備的煤泥/葉臘石複合粉體產品的sem圖。具體實施方式以下結合具體實施例對本發明作進一步說明：結合附圖1，實施例1，本發明的一種煤泥資源化利用技術，其工藝步驟如下：(1)將煤泥、葉臘石、改性劑與磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性1-10h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得複合粉體產品。一種煤泥資源化利用技術，按煤泥:葉臘石:改性劑：磨球介質的質量配比為1:(0.5-1.5):(0.01-0.06):(3-15)，稱取煤泥、葉臘石、改性劑和磨球。一種所述技術製得的複合粉體的應用，替代炭黑、白炭黑，應用於塑料、橡膠填充補強和耐老化。實施例2：一種煤泥資源化利用技術，(1)分別稱取100g煤泥和100g葉臘石粉，並加入硬脂酸改性劑6g，然後將煤泥、葉臘石和硬脂酸與1000g磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性2.5h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得到具有低吸油值、高活化指數的煤泥/葉臘石複合粉體產品。實施例3：一種煤泥資源化利用技術，(1)分別稱取100g煤泥和80g葉臘石粉，並加入鈦酸酯改性劑4g，然後將煤泥、葉臘石和硬脂酸與1000g磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性3h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得到具有低吸油值、高活化指數的煤泥/葉臘石複合粉體產品。實施例4：一種煤泥資源化利用技術，(1)分別稱取100g煤泥和110g葉臘石粉，並加入硬脂酸3g和鈦酸酯3g混合改性劑，然後將煤泥、葉臘石和硬脂酸與1200g磨球混合，置於行星球磨機中通過機械力化學作用球磨複合改性1.5h；(2)將複合改性後的樣品轉移到篩盤中，通過篩分除去磨球介質得到篩下粉體，將篩下粉體打散後，即得到具有低吸油值、高活化指數的煤泥/葉臘石複合粉體產品。性能測試實驗：表1實施例樣品的檢測分析結果樣品名稱吸油值（g/100g）接觸角（°）活化指數（%）實施例223.9109.680.6實施例330.176.350.3實施例426.7101.373.7原煤泥39.049.824.5通過表1中實施例2-4及對比例樣品的檢測分析結果可知，實施例2-4的吸油值明顯低於原煤泥，實施例2-4的接觸角和活化指數明顯高於原煤泥，說明實施例2-4樣品都具有良好的低吸油值、高活化指數。雖然本發明已通過參考優選的實施例進行了描述，但是，本領域普通技術人員應當了解，可以不限於上述實施例的描述，在權利要求書的範圍內，可作出形式和細節上的各種變化。當前第1頁12