一种脱碳煤矸石粉及其制备方法和作为混凝土掺合料的应用技术

本发明专利技术提供了一种脱碳煤矸石粉及其制备方法和作为混凝土掺合料的应用，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术采用浮选的方式，能够去除煤矸石粉中的可燃性碳组分，在混凝土中，可燃性碳组分为非活性组分，会引起混凝土开裂，本发明专利技术通过对煤矸石中的可燃性碳组分进行去除，能够使所得脱碳煤矸石粉烧失量满足混凝土掺合料标准，能够用于代替混凝土中的水泥，从而促进煤矸石的资源化应用，缓解煤矸石粉体过剩的问题，同时，碳煤矸石粉成本低廉，能够降低混凝土的成本。本申请通过控制煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L，捕收剂的用量为50～350g/L，能够有效的提高浮选脱碳效果，使脱碳煤矸石粉烧失量满足混凝土掺合料标准。满足混凝土掺合料标准。满足混凝土掺合料标准。

【技术实现步骤摘要】
一种脱碳煤矸石粉及其制备方法和作为混凝土掺合料的应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及一种脱碳煤矸石粉及其制备方法和作为混凝土掺合料的应用。

技术介绍

[0002]煤矸石是煤矿建井和生产过程中排出来的一种混杂岩体，它包括煤矿在井巷掘进时排出来的矸石、露天煤矿开采时剥离的矸石和洗选加工过程中排出的矸石。煤矸石的产生量约占煤炭开采量的10～25％。以排矸量占原煤生产的20％估算，每年新增加的矸石有2亿吨以上，除综合利用约8000万吨外，其余部分就近自然混杂存。
[0003]煤矸石已经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物。这些矸石山不仅占用了大量土地，而且由于自然降水，使煤矸石中富含的盐类经淋滤、溶解在雨水中渗入到地下，造成矸石山周围的地下水严重污染。且煤矸石中所含的黄铁矿(FeS2)易被空气氧化，放出的热量可以促使煤矸石中所含煤炭风化以至自燃，自燃时放出的SO2严重污染空气。
[0004]目前，煤矸石大多用于发电、作水泥原燃料、制砖以及井下充填、复垦造田、筑路等，但总的用量还很低，利用率不高。由于煤矸石粉体含碳量高，其烧失量不符合混凝土掺合料标准(混凝土掺合料标准需要烧失量<8％)，因此，煤矸石粉体并不能作为混凝土掺合料。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种脱碳煤矸石粉及其制备方法和作为混凝土掺合料的应用。本专利技术提供的方法能够有效脱除煤矸石粉体中的可燃性碳组分，所得脱碳煤矸石粉烧失量低，能够用作混凝土掺合料。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种脱碳煤矸石粉的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将煤矸石粉末与水混合，得到煤矸石矿浆，所述煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L；
[0009](2)将所述煤矸石矿浆与起泡剂、捕收剂混合进行浮选，浮选所得沉淀物依次进行干燥和球磨，得到脱碳煤矸石粉；以所述煤矸石矿浆的体积为基准，所述捕收剂的用量为50～350g/L。
[0010]优选的，所述煤矸石粉末的粒径≤0.5mm。
[0011]优选的，所述捕收剂为N9858和/或N9836。
[0012]优选的，所述所述捕收剂的用量为150～300g/L。
[0013]优选的，所述起泡剂为2号油起泡剂和/或PAS
‑
12高效起泡剂。
[0014]优选的，以所述煤矸石矿浆的体积为基准，所述起泡剂的用量为12～15g/L。
[0015]优选的，所述球磨的转速为为300～360r/min，时间为120～150min。
[0016]本专利技术提供了上述制备方法制备得到的脱碳煤矸石粉，所述脱碳煤矸石粉的烧失量为4～8wt％。
[0017]本专利技术提供了上述脱碳煤矸石粉作为混凝土掺合料的应用。
[0018]优选的，所述脱碳煤矸石粉取代混凝土中10～40wt％的水泥。
[0019]本专利技术提供了一种脱碳煤矸石粉的制备方法，包括以下步骤：(1)将煤矸石粉末与水混合，得到煤矸石矿浆，所述煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L；(2)将所述煤矸石矿浆与起泡剂、捕收剂混合进行浮选，浮选所得沉淀物依次进行干燥和球磨，得到脱碳煤矸石粉；以所述煤矸石矿浆的体积为基准，所述捕收剂的用量为50～350g/L。本专利技术采用浮选的方式，能够去除煤矸石粉中的可燃性碳组分，在混凝土中，可燃性碳组分为非活性组分，会引起混凝土开裂，本专利技术通过对煤矸石中的可燃性碳组分进行去除，能够使所得脱碳煤矸石粉烧失量满足混凝土掺合料标准，能够用于代替混凝土中的水泥，从而促进煤矸石的资源化应用，缓解煤矸石粉体过剩的问题，同时，碳煤矸石粉成本低廉，能够降低混凝土的成本。本申请通过控制煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L，捕收剂的用量为50～350g/L，能够有效的提高浮选脱碳效果，使脱碳煤矸石粉烧失量满足混凝土掺合料标准。
[0020]同时，本专利技术提供的制备方法操作简单，适于工业化大批量生产。
附图说明
[0021]图1为不同矿将浓度、不同捕收剂用量下所得脱碳煤矸石粉的烧失量的拟合曲线。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种脱碳煤矸石粉的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)将煤矸石粉末与水混合，得到煤矸石矿浆，所述煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L；
[0024](2)将所述煤矸石矿浆与起泡剂、捕收剂混合进行浮选，浮选所得沉淀物依次进行干燥和球磨，得到脱碳煤矸石粉；以所述煤矸石矿浆的体积为基准，所述捕收剂的用量为50～350g/L。
[0025]本专利技术将煤矸石粉末与水混合，得到煤矸石矿浆，得到煤矸石矿浆。在本专利技术中，所述煤矸石粉末的制备方法优选包括以下步骤：
[0026]将煤矸石原料进行球磨，得到煤矸石粉末。
[0027]在本专利技术中，所述煤矸石原料的粒径优选为5～20mm，更优选为10～15mm。本专利技术对所述煤矸石原料的来源、产地没有特殊的要求。在本专利技术中，所述煤矸石原料的烧失量优选为10～30wt％，更优选为15～20wt％；以质量百分含量计，所述煤矸石原料煅烧后的组分含量优选为：SiO
2 57～60％，Al2O
3 25～28％，CaO 6～8％，Fe2O36～7％，K2O 1～2％，余量为不可避免的杂质。
[0028]在本专利技术中，所述煤矸石粉末的粒径优选≤0.5mm，更优选为0.2～0.4mm。本专利技术对所述球磨的方式没有特殊的要求，能够使煤矸石粉末的粒径达到要求即可。
[0029]本专利技术将所述煤矸石粉体与水混合，得到煤矸石矿浆，所述煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L，优选为75～85g/L。本专利技术对所述混合的方式没有特殊的要求，使用本领域熟知的方式即可，具体的如搅拌混合。
[0030]得到所述煤矸石矿浆后，本专利技术将所述煤矸石矿浆与起泡剂、捕收剂混合进行浮选，浮选所得沉淀物依次进行干燥和球磨，得到脱碳煤矸石粉。在本专利技术中，所述捕收剂优选为N9858和/或N9836，以所述煤矸石矿浆的体积为基准，所述捕收剂的用量为50～350g/L，优选为150～300g/L，更优选为200～250g/L。作为本专利技术的一个具体实施例，所述捕收剂N9858购自纳尔科(中国)环保技术服务有限公司，所述捕收剂N9836购自纳尔科(中国)环保技术服务有限公司。
[0031]在本专利技术中，所述起泡剂优选为2号油起泡剂和/或PAS
‑
12高效起泡剂。在本专利技术中，所述2号油起泡剂为复合高级醇类起泡剂，其化学式为ROH(R
‑
烷烃基)，作为本专利技术的一个具体实施例，所述2号油起泡剂购自淄博和聚化工有限公司。作为本专利技术的一个具体实施例，所述PAS
‑
12高效起泡剂购自纳尔科(中国)环保技术服务有限公司。
[0032]本专利技术优选使用浮选机进行所述浮选。本专利技术对所述浮选的具体操作没有特殊的要求，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱碳煤矸石粉的制备方法，包括以下步骤：(1)将煤矸石粉末与水混合，得到煤矸石矿浆，所述煤矸石矿浆的浓度为70～90g/L；(2)将所述煤矸石矿浆与起泡剂、捕收剂混合进行浮选，浮选所得沉淀物依次进行干燥和球磨，得到脱碳煤矸石粉；以所述煤矸石矿浆的体积为基准，所述捕收剂的用量为50～350g/L。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煤矸石粉末的粒径≤0.5mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述捕收剂为N9858和/或N9836。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述所述捕收剂的用量为150～300g/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洪波，蒋明刚，孙星海，刘泽，王栋民，
申请(专利权)人：宁夏赛马水泥有限公司中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：