李玉凤[1]2002年在《利用煤矸石制取造纸涂料的研究》文中提出近几年来,煤矸石不再仅仅被视为一种数量最大的工业固体废弃物,而作为一种资源,在化工、建材、冶金、轻工等领域得到了广泛的研究和应用,煤矸石资源化已成为煤矸石综合利用研究的重点。本文利用煤矸石,生产造纸级涂料产品,不仅是煤矿科技进步的方向之一,也是增加煤矿经济效益的有效途径。本研究从资源化综合利用煤矸石的目的出发,以唐山矿的煤矸石为原料研究生产涂料级产品—煅烧高岭土。该矿煤矸石属于粘土岩类矿物,在唐山地区乃至全国范围内都具有一定的代表性,非金属矿物主要是高岭岩(硬质高岭土),其化学分子式为Al2O3·2SiO2·2H2O,染色质成分主要是铁矿物和有机碳质,因此除铁、和煅烧是煤矸石制取造纸级涂料产品—煅烧高岭土的关键技术。通过试验研究表明,利用浸出除杂、湿法超细磨、煅烧除碳增白联合方法处理该矸石,可获得合格的涂料级煅烧高岭土产品,其指标为SiO2 53.4%、Al2O3 43.46%、Fe2O3 0.48%、TiO2 1.02%,白度87.21%,粒度-1250目99%(-2μm89%),其产品性能符合国家铜版纸造纸涂料级标准。本文根据试验结果从理论上对浸出原理、煅烧机理及影响因素进行了分析和探讨,并就酸浸过程建立了反应模型。试验研究结果表明:以煤矸石为原料制取造纸涂料级煅烧高岭土技术上是可行的,而且所确定的工艺流程指标稳定、重复性好、适应性强,最终所获得产品不仅达到铜版纸涂料要求,而且利用率高,没有产生新的固体废弃物,从而使煤矸石达到资源化利用。
张锦瑞, 李玉凤[2]2005年在《利用煤矸石制取造纸涂料的研究》文中进行了进一步梳理通过对以唐山矿的煤矸石为原料进行生产涂料级煅烧高岭土的研究,指出利用浸出除杂、湿法超细磨、煅烧除碳增白联合方法处理煤矸石,可获得合格的涂料级煅烧高岭土产品,其产品性能符合国家铜版纸造纸涂料级标准。
李平, 田红丽, 刘荣杰[3]2014年在《煤矸石制备高附加值化工产品的研究现状》文中进行了进一步梳理本文主要论述了煤炭资源开采过程中的废弃物—煤矸石的化工利用方法。以煤矸石为原料,将其加工成高附加值的化工产品是煤矸石综合利用的一个发展方向。
李玉凤, 张锦瑞[4]2004年在《采用酸浸法提高煤矸石制取造纸涂料白度的试验研究》文中进行了进一步梳理介绍了采用酸浸法提高煤矸石制取造纸涂料白度的试验研究过程与方法 ,指出试剂浓度和浸出温度是主要的影响因素。
毛敏[5]2014年在《白泥纤维的增强软化改性及其对纸张性能影响的研究》文中研究表明本文是受企业委托，对企业利用固体废弃物造纸白泥、粉煤灰、煤矸石，自主生产的白泥纤维(white mud fibers)进行软化并将其应用于造纸，研究其在造纸中对纸张性能的影响，并改进其分散性能，以使白泥纤维更适用于造纸行业。论文对白泥纤维的基本性质进行了测定分析；利用双氧水为氧化剂，氢氧化钠作催化剂将聚乙烯醇（PVA）进行适当的氧化降解，以降低其黏度，然后将KH560接枝于降解后的PVA，合成软化白泥纤维的软化剂（PVA-KH560）；利用PVA-KH560对白泥纤维进行软化，PVA通过KH560的桥接，包覆在白泥纤维表面，不仅提高了白泥纤维的柔软性且增加了其表面的羟基；将软化后的白泥纤维与植物纤维进行混合配抄实验，表明软化后的白泥纤维通过表面的羟基，增强了与植物纤维的相互作用，提高了配抄纸的物理性能。通过单因素实验确定了影响白泥纤维软化效果的条件：软化剂用量、温度、pH、时间等；通过红外光谱仪进行表征，证明软化剂制备成功；通过扫描电镜观察了软化前后白泥纤维的表面形貌的变化，然后将软化前后的白泥纤维与植物纤维进行混合配抄，测定其对配抄纸张性能的影响；进一步讨论了CPAM、CMC对白泥纤维的分散效果及用CPAM、CMC分散后的白泥纤维抄纸，测定对纸张性能的影响。研究结果表明：（1）白泥纤维是细小纤维，但其长径比较造纸针叶木材纤维、阔叶木材纤维、茎杆类纤维较大，属于无定形结构。通过分析得出，白泥纤维中主要氧化物成分依次为：SiO2所占比例达到34.13%，CaO占31.97%、Al2O3占15.33%。添加未改性白泥纤维纸张的环压强度及抗张强度均随白泥纤维添加量的增多而降低。适宜添加量为20%-30%。（2）红外表征证明PVA成功接枝KH560，即成功制得所需的软化剂。利用软化剂对白泥纤维进行软化，通过扫描电镜进行观察，软化后的白泥纤维通过软化剂粘接在一起，软化后的白泥纤维柔软度也有了明显提高。后续抄纸实验表明，软化后白泥纤维的强度有所提高，表现在白泥纤维—植物纤维配抄纸所测物理性能强度的提高。当软化剂用量为3%时，在60℃的软化温度及pH为6的条件下软化1h，白泥纤维的软化效果最好。（3）以CPAM和CMC作为白泥纤维的分散剂，不仅对白泥纤维的分散效果较好，相应的使其配抄纸性能也得到了改善，使白泥纤维更好的应用于造纸。通过研究可得：白泥纤维经过软化后，性能得到明显的改善，可以作为造纸原料用于造纸，达到了废物得以有效利用，节约了森林资源的目的。
周翠红, 常欣[6]2007年在《煤矸石综合利用技术综述》文中研究指明煤矸石是煤炭生产中排放的废弃物,不仅占用了大量的土地,而且严重污染环境。同时,煤矸石又是一种宝贵的资源。基于煤矸石的组成和热值特点,介绍了国内外煤矸石的物理性利用和化学性利用方法,重点分析了制备絮凝剂、净水剂技术。同时指出必须强化我国煤矸石综合利用技术的研究及推广应用工作。
孙春宝, 董红娟, 张金山, 曹钊, 范文阳[7]2016年在《煤矸石资源化利用途径及进展》文中研究说明概述了目前国内外煤矸石的产生、危害及利用。总结了煤矸石利用的技术和方法,从不同的角度对其进行了分类,可以按资源回收利用分类,也可以按工程利用方法分类。根据煤矸石利用的深度层次可分为直接利用型、提质加工型和综合利用型叁大类。据此细致全面剖析煤矸石资源化综合利用途径,并对我国煤矸石深度开发前景进行了展望。
祝培旺[8]2015年在《煤矸石及其灰渣中铝硅资源化利用的试验研究》文中进行了进一步梳理社会的发展促使我国对能源需求日益增长,煤炭作为中国最丰富的能源产品,仍是目前最主要的能源消费主体。煤炭燃烧后会产生大量的灰渣,直接堆放显然会影响环境。实际上,煤炭既是能源、也是资源。浙江大学热能工程研究所提出的煤炭分级转化梯级利用技术,旨在充分发掘煤炭的能源特点、资源属性,有效利用煤炭产热、发电、制气,并进一步提取灰渣中的各种有价元素。一般而言,煤灰渣中最主要的元素就是硅和铝,若能将这两种元素回收利用,不仅可以提高煤炭利用的经济性,还能保护环境、减少排放。煤矸石及其灰渣中硅铝资源的利用,有效的途径包括制备煅烧高岭土和单独提取氧化铝或氧化硅。本文所研究的煤矸石及其灰渣,不仅氧化铝和二氧化硅是其最主要的两种化学组分,而且硅铝比(Si/Al)也接近高岭石的理论值1.18：1。因此,本文在总结目前煤灰渣中铝硅资源利用现状的基础之后,研究了煤矸石及其灰渣制备煅烧高岭土的工艺条件,为单独提取灰渣中的铝和硅资源,创新性的提出了酸浸碱熔复合法铝硅联产工艺。铝硅联产工艺流程具体为：灰渣一次硫酸酸浸→一次酸浸渣加碳酸钠焙烧→焙烧产物水浸→水浸渣二次硫酸酸浸→两次酸浸液混合并蒸发结晶→煅烧→粗氧化铝碱浸→铝酸钠溶液晶种分离→氢氧化铝煅烧→氧化铝产品。通过对煤矸石、循环流化床炉渣和过水细灰叁种样品的化学成分、矿物组成、晶相结构等分析和酸浸正交除铁增白实验,分析它们用于制备煅烧高岭土的可行性,结果表明煤矸石最适合用于制备优质煅烧高岭土。进一步研究煤矸石制备煅烧高岭土的实验表明,煤矸石适合用盐酸作除铁剂,其合适的酸浸条件为2mol/L酸浓度,40℃,2h和1：3的固液比,此时可保证浸出极少铝的同时提高铁浸出率,达到54.86%。穆斯堡尔谱微观研究表明,采用化学酸浸的方法很难脱出高岭土中的叁价结构铁和由二价结构铁氧化而来的叁价铁,故酸浸除铁应该放在煅烧工序之前,即此煤矸石样品宜选择先磨后烧工艺制备煅烧高岭土。按上述条件最终制备的煅烧高岭土白度达到75.8%。针对灰渣提取氧化铝,本文提出了酸浸碱熔复合法铝硅联产工艺。首先采用热力学理论计算,证明工艺的可行性。在工艺的一次酸浸阶段,同时研究了两种煤灰渣(A和B)的一次酸浸提铝工艺条件,对于灰渣A(Al2O3,35.67%),一次酸浸即可得到较好的铝浸出率,最高可达97.34%。而由于灰渣B(Al2O3,27.34%)中部分铝以晶态形式赋存,导致其一次酸浸的铝浸出率只有81.72%。因此,灰渣B适用于酸浸碱熔复合法铝硅联产工艺。往灰渣B的一次酸浸渣中添加碳酸钠焙烧活化,即可打破含铝晶体,并生成铝硅酸钠和硅酸钠矿物。实验确定的较优焙烧温度为860℃,在此温度下不仅可以打破一次酸浸残渣中的含铝晶体,还可以生成更多溶于水的硅酸钠固体,焙烧产物水浸时硅的溶出率为85.98%。水浸残渣做二次酸浸实验,当硫酸浓度为5 mol/L,酸浸温度为100℃时,铝浸出率达到99.06%。对二次酸浸法提铝的总效率计算,结果表明提取氧化铝的总效率达到97%以上,显着高于常规酸法铝浸出率。将上述两次酸浸液混合并在115～117℃条件下蒸发结晶,得到含杂硫酸铝晶体。硫酸铝煅烧实验结果表明,较优的煅烧条件是温度839℃下保温时间60min,升温速率为5℃/min。此时可保证硫酸铝充分分解,同时尽量减少生成不利于制备硫酸的SO2气体。煅烧生成的粗氧化铝经拜耳法提纯即可得到较为纯净的氧化铝产品。实验结果表明,因铝含量高且基本不含硅,粗氧化铝比较适合利用拜耳法提纯,氢氧化钠的利用率更高。在母液摩尔比ak=2.99的条件下,比较合适的溶出工艺参数是母液苛性钠(Na2Ok)浓度240g/L、反应温度220℃,溶出时间10 min和配料摩尔比1.75：1,此时铝的溶出率可达97.25%。晶种分解实验得到铝的分解效率为43.62%。氢氧化铝经过马弗炉在1200℃高温煅烧2h,得到的Al2O3纯度为98.51%。本文提出的酸浸碱熔复合法铝硅联产工艺,在酸浸阶段,可通过SO3的回收制酸实现硫酸的循环利用；在碱浸阶段,苛性钠溶液重复的溶出和分解,也能循环利用,故工艺物耗低。由于铝的浸出率高达97%以上,不仅基本实现铝硅完全分离,还副产白炭黑、硅酸钠和高铁渣。因此,该工艺是一种经济性好、资源综合利用率高、可持续发展的环境友好型的工艺技术。
刘纯波[9]2004年在《湖南高岭土的资源类型及低质高岭土的开发利用研究》文中认为高岭土因具有许多优良的物理性能和化学性能，获得了广泛的应用，成为当今世界叁大支柱性矿物原料之一。本文在综合分析我国主要高岭土矿床类型特征的基础上，划分和总结了湖南高岭土矿床的类型及产出特征，系统地研究了湖南各主要类型高岭土矿床的矿物学特征，并进行了开发利用途径的评价，获得了相应的开发利用方向，最后以湖南黔阳煤系的常德青峰煤矸石为原料，进行了部分产品的试验研究，取得的主要的成果和结论如下： (1) 在湖南辰溪长田湾—仙人湾一带首次发现古岩溶洞穴充填型高岭土矿床，丰富了湖南高岭土矿床的资源类型； (2) 系统地研究了湖南高岭土矿床的类型及产出特征，将其划分为风化残积型、古岩溶洞穴充填型、含煤建造沉积型、碎屑建造沉积型四大类，并指出湖南含煤建造高岭土主要赋存于测水煤系、龙潭煤系、黔阳煤系、石门口煤系等四套煤系地层之中。 (3) 首次运用化学成分分析、扫描电镜观察、X射线衍射分析、红外光谱分析、差热分析等现代测试手段对湖南高岭土中的古岩溶洞穴充填型、含煤建造沉积型两大类型的矿物学特征进行了全面系统的研究。研究表明，湖南高岭土的矿物学特征主要受矿区地形、地层、构造、岩浆活动及变质作用的影响； (4) 综合研究表明，湖南高岭土资源的开发利用途径广，既具有低层次的整体利用型，也具有高层次的深加工利用型，并且因其资源类型的不同而各有所侧重； (5) 选用湖南黔阳煤系的常德青峰煤矿煤矸石为原料，采用酸浸法和水热直接晶化合成法分别制备合成了净水剂聚合氯化铝和A型沸石分子筛，初步确定了其工艺流程及参数，为今后产业化的实现提供了强有力的技术支持。
陈炜林[10]2010年在《煤矸石作为水泥混凝土骨料可行性的基础研究》文中研究指明煤矸石是煤炭行业发生的废物之一,发生量大、对环境有严重的污染。目前我国现有煤矸石储量巨大,而且每年都在产生大量的煤矸石,对煤矸石不进行合理的利用,将产生巨大的社会、经济和环境的损失。利用煤矸石生产集料来拌制水泥混凝土,可以大量减少土木工程中对天然集料的使用量,具有较好的经济效益和社会效益。作为煤矸石再生利用的可能途径之一,煤矸石被破碎、分选后制成煤矸石骨料,掺入水泥混凝土替代部分普通集料,生产煤矸石混凝土。本研究对煤矸石集料基本物理性能和微观构造特征进行全面的试验分析,并对煤矸石混凝土力学性能、微观孔结构及耐久性能进行对比分析,系统地研究了煤矸石集料的基本性能、取代率等因素对煤矸石集料混凝土的宏观力学性能、微观孔结构及耐久性能的影响规律。研究结果表明:(1)煤矸石性能具有较大的波动性,不同地点的煤矸石集料性能不同,即使是同一地点产生的煤矸石,其性能也存在较大的差异。(2)煤矸石集料化学成分主要是石英;在SEM微观形貌中发现煤矸石集料不如普通集料均匀、密实;煤矸石集料与普通集料的微观孔结构存在较大的差异。(3)煤矸石砂浆孔结构具有分形特征,在一定条件下,孔分形维数可以评定煤矸石砂浆孔结构特征;煤矸石砂浆强度与孔结构有一定关联关系,随着孔径增大,孔隙率增加,孔分形维数减小,砂浆强度呈递减趋势;小于20nm的无害孔越多,大于100nm的大孔越少,煤矸石砂浆的抗压及抗折强度越高。(4)测试的各种煤矸石集料都为非碱活性集料;煤矸石掺量在一定范围内时不会明显降低混凝土的抗渗性;随着煤矸石集料掺量的增加,混凝土的力学性能并没有降低,但非引气混凝土的抗冻性能出现一定程度的下降;除了气泡间距系数,煤矸石集料的吸水率也是影响煤矸石混凝土抗冻性能的重要因素之一,所以,应结合气泡间距系数和集料吸水率,才能更确切地评定煤矸石混凝土的抗冻性;煤矸石混凝土的水泥石-集料界面结构不同于普通混凝土。对于煤矸石集料应用于水泥混凝土中,本研究对煤矸石的掺量、吸水率、压碎值和针片状含量等指标提出了建议,以提高设计质量,保证结构安全。
参考文献：
[1]. 利用煤矸石制取造纸涂料的研究[D]. 李玉凤. 河北理工学院. 2002
[2]. 利用煤矸石制取造纸涂料的研究[J]. 张锦瑞, 李玉凤. 选煤技术. 2005
[3]. 煤矸石制备高附加值化工产品的研究现状[J]. 李平, 田红丽, 刘荣杰. 能源环境保护. 2014
[4]. 采用酸浸法提高煤矸石制取造纸涂料白度的试验研究[J]. 李玉凤, 张锦瑞. 选煤技术. 2004
[5]. 白泥纤维的增强软化改性及其对纸张性能影响的研究[D]. 毛敏. 陕西科技大学. 2014
[6]. 煤矸石综合利用技术综述[J]. 周翠红, 常欣. 选煤技术. 2007
[7]. 煤矸石资源化利用途径及进展[J]. 孙春宝, 董红娟, 张金山, 曹钊, 范文阳. 矿产综合利用. 2016
[8]. 煤矸石及其灰渣中铝硅资源化利用的试验研究[D]. 祝培旺. 浙江大学. 2015
[9]. 湖南高岭土的资源类型及低质高岭土的开发利用研究[D]. 刘纯波. 中南大学. 2004
[10]. 煤矸石作为水泥混凝土骨料可行性的基础研究[D]. 陈炜林. 北京工业大学. 2010
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