[發明專利]一種煤泥粉體材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210473134.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102977641A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 張乾;張玉德;湯其建;陸銀平;張白梅;吳東方;陳俊濤
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C09C3/04;C09C3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及煤炭資源綜合利用及材料技術領域，尤其涉及的是一種煤泥粉體材料的制備方法。

背景技術

煤泥是煤炭洗選加工過程中的廢棄物，主要由微細粒煤、粉化矸石和水組成。煤泥具有粒度細、持水性強、灰分高、含粘土礦物多等特點，其商品價值低，利用難度大。煤泥遇水即流失，風干即飛揚，造成的危害比同是洗選廢棄物的煤矸石要大得多。

目前我國煤泥年排放量已達3000萬噸以上。根據規劃，我國原煤入洗比重將逐年增加，加上采煤機械化程度提高，原煤中的粉煤含量還會加大，屆時煤泥量將大幅度增加。由于煤泥具有粒度小，持水性強，硫分、灰分，發熱量低等特點，致使煤泥難以作為燃料進行高效利用，只有少量煤泥被用作民用燃料或摻燒料。我國選煤廠每年排放的數千萬噸煤泥中70％以上排入環境，不僅浪費了大量的煤炭資源，而且還造成嚴重的環境污染，而大部分煤泥堆積，占用土地、污染環境，同時也是資源的浪費。因此，探索煤泥利用的新途徑，使煤泥能得到高效、清潔的利用，是煤炭資源加工利用中具有重大意義的課題。

目前對煤泥的綜合利用，主要集中于煤泥的新型燃燒利用技術。煤泥型煤技術、煤泥水煤漿和建設煤泥電廠是其中的三個主要方法。這些方法一定程度上緩解了煤泥排入環境造成的環境問題和資源浪費。但煤泥的燃燒利用一般需要特殊的燃燒設備和技術，并且大部分煤泥的固定碳含量低，硫分、灰分高，發熱量低，不宜作為燃料利用。煤泥作為聚合物制品的填料，既能使煤泥得到利用，又能降低聚合物材料的成本。因此，研究以煤泥基功能性粉體的制備及其在聚合物復合材料中的應用，可以為煤泥的高效清潔利用提供新的方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種煤泥粉體材料的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種煤泥粉體材料的制備方法，包括以下步驟：

A1、制漿分級，將原料加入水，經機械攪拌制備濃度為10-40wt％的礦漿，將礦漿的pH值調整到6-10，用泵打入水力分級旋流器，去掉粒徑大于0.5mm的粗顆粒；原料采用洗煤廠浮選尾煤礦漿、浮選尾煤濃縮機底流、或煤泥濾餅；

A2、超細磨剝，將去粗后的漿料送入磨剝機，進行超細處理；磨剝機轉速500-1500轉/分，磨剝時間2-5小時；

A3、機械力化學改性，經超細磨剝后，進行過濾，然后用乙醇作為分散介質，在攪拌桶中配制固含量20-60wt％的漿液，加入漿液中煤泥重量0.1-5％的表面改性劑繼續攪拌1-4小時；表面改性劑由硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、硅油或脂肪酸改性劑中的一種或多種復配而成；

A4、干燥打散，將改性后的漿液，干燥，然后在高速攪拌機或磨機中進行打散，時間為3-15分鐘；最后制得粒徑d50≤2.5微米，d90≤4.6微米，接觸角θ≥110度的煤泥粉體材料。

本發明所制備的煤泥粉體材料，粒度細，具有較大的接觸角，具有較好的疏水性和分散性。本發明所制備的煤泥粉體材料，可作為橡膠、塑料的添加劑，具有填充和補強作用。其應用方法簡單，在塑料、橡膠等材料加工時，將5-60％的煤泥粉體加入，經熔融共混將二者混合均勻即可，不改變塑料或橡膠加工時，原有的生產工藝和設備。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。

實施例1，取1Kg浮選尾煤礦漿于攪拌桶中，采用濃度計測得礦漿濃度為16wt％，加入鹽酸和氫氧化鈉調節礦漿的pH值到7.0，然后進行攪拌500轉/分。把攪拌好的漿液用水力旋流器進行分級，去掉大于0.5mm的粗顆粒。然后，用行星式球磨機研磨1小時，過濾將濾餅移入攪拌桶，加入乙醇配制固含量20wt％漿液(含煤泥140g)，加入氨基硅油5g，繼續機械攪拌1小時，取出漿料，在干燥箱中200度下進行烘干，經粉碎機粉碎得到平均粒徑2.4微米，接觸角125度的改性煤泥粉體。

實施例2，取200g干煤泥，加入800毫升水，制備濃度20wt％的漿液，加入鹽酸和氫氧化鈉調節漿液PH值到8.5，進行攪拌1000轉/分。然后經水力旋流器分級，去掉大于0.5mm的粗顆粒。再用行星式球磨機研磨2小時，過濾將濾餅移入攪拌桶，加入乙醇配制固含量40％漿液(含煤泥136g)，加入羥基硅油2g，繼續機械攪拌3小時，壓濾脫水，150度烘干，粉碎制得平均粒徑2.1微米、接觸角120度的改性煤泥粉體。