本發(fā)明屬于煤矸石處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤矸石制備高吸油值煅燒高嶺土的方法。

背景技術(shù)：

煤矸石是一種煤系高嶺土，其特點(diǎn)是原礦呈黑褐色，經(jīng)煅燒后白度較高，經(jīng)過粉碎、煅燒等深加工后可以作為功能性材料應(yīng)用到造紙、涂料、橡塑、電線電纜、以及耐火材料等領(lǐng)域。不同的加工工藝可以賦予產(chǎn)品不同的應(yīng)用功能。

某些特種紙張如無碳復(fù)寫紙等需要高吸油量高嶺土來滿足其特定用途。普通高嶺土由于其自身細(xì)度及加工等制約因素，高嶺土吸油量指標(biāo)通常難以達(dá)到無碳復(fù)寫紙等特種紙張應(yīng)用要求。提高高嶺土的吸油量既可滿足無碳復(fù)寫紙、熱敏紙等特種紙張客戶需求，也可進(jìn)一步提升高嶺土產(chǎn)品的附加值。

目前，提高煅燒高嶺土吸油量的核心技術(shù)就主要是通過添加添加劑來實(shí)現(xiàn)的，相關(guān)專利主要有：

申請?zhí)?00610078021.0中國專利《一種提高煤系高嶺土吸油率的方法》公開通過吸油量的方法主要是通過煅燒和酸化的工藝來實(shí)現(xiàn)的，可使煤系高嶺土吸油量由41ml/100g增至58ml/100g，該法生產(chǎn)的煅燒高嶺土吸油量雖有所提高，但無法滿足高檔造紙涂料的要求。另外酸化工藝不僅給生產(chǎn)增加難度而且會(huì)污染產(chǎn)品給客戶使用帶來不便。

申請?zhí)?00910272931.6中國專利《一種提高煅燒高嶺土吸油量的方法》和申請?zhí)?01010186609.4中國專利《一種增加煅燒高嶺土吸油值的方法》公開提高吸油量的方法是通過在一密閉容器內(nèi)、一定恒溫情況下向煅燒高嶺土中添加無水cacl2和無水mgcl2并充分混合，可使煅燒高嶺土吸油量增至83.5ml/100g和102ml/100g。這兩種方法都實(shí)現(xiàn)高嶺土吸油量的目的，而且成本較低便于操作。但這兩種放對添加藥劑的純度、顆粒度要求較高，否則會(huì)造成產(chǎn)品篩余物超標(biāo)。令無水氯化物易潮解不易保存，而且在加熱條件下無水cacl2和無水mgcl2對設(shè)備有一定的腐蝕，對設(shè)備要求較高。由這兩種方法生產(chǎn)的高嶺土黏度較高，不易于在溶液中分散，對客戶使用極為不利。

申請?zhí)?01110027684.0中國專利《一種提高煅燒高嶺土吸油值的簡易方法》與申請?zhí)?00910272931.6方法相似，只是添加藥劑更換為na2s晶體，該藥劑易潮解不易保存，而且藥劑顆粒控制不好會(huì)造成篩余物超標(biāo)。

申請?zhí)?01310477748.6中國專利《一種高吸油值超細(xì)高嶺土的制備方法》加入連二亞硫酸鈉和聚丙烯酸鈉、硫酸或鹽酸、過氧化氫、十二磺基酸鈉，加入多種化學(xué)物質(zhì)，加入強(qiáng)酸使得對設(shè)備的腐蝕性增大，對設(shè)備要求提高，而加入連二亞硫酸鈉屬于一級遇濕易燃物品，其水溶液性質(zhì)不穩(wěn)定，有極強(qiáng)的還原性，屬于強(qiáng)還原劑。暴露于空氣中易吸收氧氣而氧化，同時(shí)也易吸收潮氣發(fā)熱而變質(zhì)，并能奪取空氣中的氧結(jié)塊并發(fā)出刺激性酸味，加大了危險(xiǎn)性。另外加入多種化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)也就加大了生產(chǎn)成本，不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而且藥劑顆粒控制不好會(huì)造成篩余物超標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有普通煅燒高嶺土吸油量低，現(xiàn)有制備高吸油值高嶺土方法中存在的缺陷，提供了一種煤矸石制備高吸油值煅燒高嶺土的方法。

本發(fā)明由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種煤矸石制備高吸油值煅燒高嶺土的方法，包括選礦過篩除鐵、破碎粉碎、超細(xì)磨礦、煅燒冷卻、打散解聚，具體包括如下步驟：

（1）選礦過篩除鐵：礦石堆場原料選礦，首先在破碎前通過手選剔除煤矸石中夾帶混入的石英類雜質(zhì)，剔除吸油量偏低的雜質(zhì)礦物，然后經(jīng)過過篩、除鐵，除去礦石夾帶的石英類雜質(zhì)和鐵質(zhì)，在選礦、過篩以及除鐵的各道工序中，粉磨設(shè)備上設(shè)置雜質(zhì)排放口；

（2）破碎粉碎：選用莫氏硬度為3-5的礦石，采用常規(guī)錘式破碎機(jī)將礦石破碎至粒徑≤15mm，再采用颶風(fēng)磨粉碎，使其粒徑為500目即25μm；

（3）濕法超細(xì)磨礦：經(jīng)粉碎至500目的物料與水混合攪拌制漿，加入有機(jī)分散劑聚丙烯酸鈉，漿料濃度為40-50%，然后將漿料送入磨剝機(jī)磨礦，使高嶺土晶片剝離，磨至粒徑小于2μm的顆粒含量≥95%時(shí)，磨礦結(jié)束，將磨好的漿料泵入各個(gè)成品漿池儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?/p>

（4）干燥、生料打散：將儲(chǔ)存的礦漿采用8000型氣流噴霧干燥器進(jìn)行噴霧干燥，干燥至礦漿含水量低于1.5%即可，干燥后的物料形成假顆粒，利用燒前高嶺土生料打散機(jī)進(jìn)行顆粒打散復(fù)原；打散后粒徑小于2μm的顆粒含量≥95%，比表面積6068m2/kg；

（5）煅燒冷卻：使用增氧高效煅燒調(diào)溫?zé)犸L(fēng)爐及直接加熱回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，煅燒溫度控制在850-950℃，煅燒50-60分鐘后高嶺土熟料經(jīng)抽風(fēng)冷卻，負(fù)壓輸送到熟料打散料倉；

（6）熟料打散及分級：熟料打散料倉內(nèi)的高嶺土熟料采用熟料打散機(jī)打散，將粒度控制在粒徑小于2μm的顆粒含量≥85%，比表面積5886m2/kg,并利用打散機(jī)粗顆粒排放系統(tǒng)控制500目篩余物進(jìn)行產(chǎn)品分級。

所述聚丙烯酸鈉的添加量為：漿料重量的0.6%。

本發(fā)明的特點(diǎn)是：強(qiáng)化燒前生料高嶺土磨礦及打散力度，弱化燒后熟料高嶺土粉碎力度但加強(qiáng)粗細(xì)顆粒分選力度，在濕法超細(xì)磨礦過程使用有機(jī)分散劑聚丙烯酸鈉代替無機(jī)分散劑六偏磷酸鈉，相應(yīng)降低高嶺土煅燒時(shí)產(chǎn)生的燒結(jié)，煅燒時(shí)采用煤矸石增氧高效活化煅燒技術(shù)。

在破碎及粉碎過程中，煤矸石經(jīng)選礦、過篩、除鐵等除去了礦石夾帶的部分石英類雜質(zhì)和部分鐵質(zhì)，在各道工序粉磨設(shè)備上設(shè)置了雜質(zhì)排放口，有效避免雜質(zhì)流入下道工序。首先在破碎前通過手選剔除煤矸石中夾帶混入的石英類等雜質(zhì)，隔除了這部分本身吸油量偏低的雜質(zhì)礦物。在超細(xì)磨礦工段，增加設(shè)置500目篩，進(jìn)一步排出煤矸石超細(xì)粉碎中剝離出吸油量偏低的粗顆粒雜質(zhì)。在濕法超細(xì)磨礦過程中使用有機(jī)分散劑-聚丙烯酸鈉，取代了傳統(tǒng)的無機(jī)分散劑-六偏磷酸鈉，有利于解決高嶺土顆粒煅燒時(shí)產(chǎn)生燒結(jié)導(dǎo)致吸油性能下降的問題。在煅燒過程中，針對煤矸石自身含碳的特點(diǎn)，通過實(shí)施煤矸石增氧高效活化煅燒技術(shù)，使用增氧高效煅燒調(diào)溫?zé)犸L(fēng)爐系統(tǒng)，將煅燒溫度由1100℃左右降低到900℃左右，既有利于煅燒高嶺土形成無定形多孔結(jié)構(gòu)，因多孔結(jié)構(gòu)是影響吸油量的關(guān)鍵因素，同時(shí)極大程度地避免了高嶺土因高溫煅燒而產(chǎn)生部份莫來石化現(xiàn)象，而高嶺土莫來石化也會(huì)導(dǎo)致煅燒高嶺土吸油量降低。為保證產(chǎn)品的分散性能，煅燒后需要進(jìn)一步打散解聚，同時(shí)避免打散時(shí)破壞高嶺土煅燒后形成的多孔結(jié)構(gòu)，所以采用降低煅燒后打散強(qiáng)度，通過加強(qiáng)打散機(jī)分級措施分離粗顆粒。

采用本發(fā)明所述方法得到的高吸油值的煅燒高嶺土，滿足了無碳復(fù)寫紙客戶對高吸油性能的要求，其吸油量能夠達(dá)到80g/100g，進(jìn)一步提升了廢棄煤矸石的附加值，使廢棄資源煤矸石的利用上了一個(gè)新臺(tái)階。所得產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場競爭力，一方面滿足了無碳復(fù)寫紙、熱敏紙等客戶的需求，同時(shí)也為我公司開辟了新的利潤增長點(diǎn)，由于產(chǎn)品具有出眾的吸油性能,其銷售價(jià)格比普通煅燒高嶺土高800元/噸,大幅提高了廢棄資源煤矸石的附加值,真正實(shí)現(xiàn)了廢棄資源煤矸石變廢為寶。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

一種煤矸石制備高吸油值煅燒高嶺土的方法，包括選礦過篩除鐵、破碎粉碎、超細(xì)磨礦、煅燒冷卻、打散解聚，具體包括如下步驟：

（1）選礦過篩除鐵：礦石堆場原料選礦，首先在破碎前通過手選剔除煤矸石中夾帶混入的石英類雜質(zhì)，剔除吸油量偏低的雜質(zhì)礦物，然后經(jīng)過過篩、除鐵，除去礦石夾帶的石英類雜質(zhì)和鐵質(zhì)，在選礦、過篩以及除鐵的各道工序中，粉磨設(shè)備上設(shè)置雜質(zhì)排放口；

（2）破碎粉碎：選用莫氏硬度為3-5的礦石，采用常規(guī)錘式破碎機(jī)將礦石破碎至粒徑≤15mm，再采用颶風(fēng)磨粉碎，使其粒徑為500目即25μm；

（3）濕法超細(xì)磨礦：經(jīng)粉碎至500目的物料與水混合攪拌制漿，加入有機(jī)分散劑聚丙烯酸鈉，漿料濃度為40-50%，然后將漿料送入磨剝機(jī)磨礦，使高嶺土晶片剝離，磨至粒徑小于2μm的顆粒含量≥95%時(shí)，磨礦結(jié)束，將磨好的漿料泵入各個(gè)成品漿池儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?/p>

（4）干燥、生料打散：將儲(chǔ)存的礦漿采用8000型氣流噴霧干燥器進(jìn)行噴霧干燥，干燥至礦漿含水量低于1.5%即可，干燥后的物料形成假顆粒，利用燒前高嶺土生料打散機(jī)進(jìn)行顆粒打散復(fù)原；打散后粒徑小于2μm的顆粒含量≥95%，比表面積6068m2/kg；

（5）煅燒冷卻：使用增氧高效煅燒調(diào)溫?zé)犸L(fēng)爐及直接加熱回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，煅燒溫度控制在850-950℃，煅燒50-60分鐘后高嶺土熟料經(jīng)抽風(fēng)冷卻，負(fù)壓輸送到熟料打散料倉；

（6）熟料打散及分級：熟料打散料倉內(nèi)的高嶺土熟料采用熟料打散機(jī)打散，將粒度控制在粒徑小于2μm的顆粒含量≥85%，比表面積5886m2/kg,并利用打散機(jī)粗顆粒排放系統(tǒng)控制500目篩余物進(jìn)行產(chǎn)品分級。

所述聚丙烯酸鈉的添加量為：漿料重量的0.6%。

通過以上多項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，利用煤矸石制備出高吸油量的煅燒高嶺土,滿足了無碳復(fù)寫紙客戶對高吸油性能的要求，表1是本發(fā)明所制備的高吸油值煅燒高嶺土（antecc-ops）與普通煅燒高嶺土（antecc-98）的性能對比表。從表上性能對比分析來看，高吸油性能煅燒高嶺土的吸油量為80g/100g，而普通煅燒高嶺土的吸油量高63g/100g。

表1

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