CN106583415B - 一种煤矸石组分综合利用方法 - Google Patents
一种煤矸石组分综合利用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106583415B CN106583415B CN201611102452.6A CN201611102452A CN106583415B CN 106583415 B CN106583415 B CN 106583415B CN 201611102452 A CN201611102452 A CN 201611102452A CN 106583415 B CN106583415 B CN 106583415B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gangue
- coal
- carbon
- low
- decarburization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 11
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000001994 activation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
一种煤矸石组分综合利用方法,属于煤矸石再利用技术领域,解决现有的煤矸石在研究应用过程中存在的煤矸石用作回填材料的低附加值的技术问题,解决方案为:经过破碎、初级脱碳、深度脱碳、脱硫和活化之后的煤矸石中高碳煤矸石和低碳煤矸石得到了全部转化,两次脱碳过程得到的炭块、精煤和细精煤可直接作为电厂燃料;硫精矿可用作化工原料用于硫酸制备;活化后的煤矸石用作水泥活性混合材、混凝土矿物掺和料等,实现对煤矸石原料的全组分以及高值利用看,同时本发明对所采用的煤矸石原料的化学成分、矿物组成、物理性能等要求很低,原状矸石、洗矸、自燃矸石等都可作为原料进行处理,具有生产周期短、资源可循环利用的优点。
Description
技术领域
本发明属于煤矸石再利用技术领域,特别涉及一种煤矸石组分综合利用方法。
背景技术
随着世界经济高速迅猛的发展,各行各业对能源的需求越来越大,而煤炭作为目前世界上储量巨大的固体燃料,一直以来都受到人们的青睐,成为日常生活和生产不可或缺的供能物质。但是,随着煤炭的大量开采,以煤矸石为代表的固体废弃物被源源不断地开采出来,由于其碳含量较低,同时含有大量的粘土类矿物,不易做供能物质。因此,被大量任意堆放,一方面不仅占用了大量的土地和农田,另一方面大量堆积的煤矸石,往往发生自燃,产生有毒气体和大量粉尘,这些物质溶于大气和土壤中,对附近生态环境造成了严重的污染。
按照国家发布的《煤矸石综合利用管理办法》中提出的煤矸石综合利用以大宗利用为重点,将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石山无害化处理等大宗利用煤矸石技术作为主攻方向。
现有煤矸石综合利用技术一般根据煤矸石的热值以及化学成分分为以下几种类型:煤矸石直接破碎至所需粒径,然后用作矿井、沟壑回填材料;煤矸石经破碎后直接用作低热值燃料;煤矸石生产建材、进行有价元素提取等。上述煤矸石综合利用技术在研究应用过程中,一般只是单独采用某种技术,而并未根据煤矸石性质等采用多种技术对其进行全面、高效利用。煤矸石直接用作回填材料,虽然能够实现其大宗利用,但是煤矸石中的固定碳以及硅铝成分无法得到高效综合利用,附加值较低;煤矸石直接用作低热值燃料,由于煤矸石灰分较高(70%以上),会产生大量的低温灰渣,煤矸石处理问题转变为灰渣处理问题;而煤矸石生产建材、进行有价元素提取等都对其化学组分和矿物成分等有一定要求,并不能够直接利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种煤矸石组分综合利用方法,解决现有的煤矸石在研究应用过程中存在的煤矸石用作回填材料的低附加值的技术问题;煤矸石直接用作低热值燃料,产生大量低温灰渣的技术问题;煤矸石在生产建材、进行有价元素提取等对煤矸石化学组分和矿物成分的限制的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种煤矸石组分综合利用方法,它由下列步骤组成:
1)破碎:通过分级封闭锤式破碎机对煤矸石原料进行破碎,直至粒径为20~40mm;
2)初级脱碳:利用煤矸石中各矿物组分的比重(密度)差别,对破碎后的煤矸石颗粒进行初级脱碳,并分选出高碳煤矸石、低碳煤矸石、炭块和精煤;
3)深度脱碳:所分选出的高碳煤矸石进入煤矸石粉磨系统粉磨至150~200mm之后,进入煤矸石深度脱碳系统,利用煤矸石中不同矿物自身表面的疏水特性或经药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性差别,对粉磨后的高碳煤矸石进行深度脱碳,得到低碳煤矸石和细精煤;
4)脱硫:对初级脱碳分选出的低碳煤矸石和深度脱碳所得到的低碳煤矸石进行脱硫处理,得到低碳低硫煤矸石和硫精矿;
5)活化:通过加热、化学试剂或机械力作用对低碳低硫煤矸石进行活化处理,得到活化煤矸石。
本发明与现有技术相比,经过破碎、初级脱碳、深度脱碳、脱硫和活化之后,煤矸石中的矸石与其他组分得到了有效分离,两次脱碳过程得到的炭块、精煤和细精煤可直接作为电厂燃料;硫精矿可用作化工原料用于硫酸制备;活化后的煤矸石用作水泥活性混合材、混凝土矿物掺和料等,实现对煤矸石原料的全组分以及高值利用,同时本发明对所采用的煤矸石原料的化学成分、矿物组成、物理性能等要求很低,掘进矸、洗矸、自燃矸石等都可作为原料进行处理。
因此,本发明具有生产周期短、控制精度高、循环用水少、便于实现流程化控制、资源可循环利用的优点。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种煤矸石组分综合利用方法,它由下列步骤组成:
1)破碎:通过分级封闭锤式破碎机对煤矸石原料进行破碎,直至粒径为20~40mm
2)初级脱碳:利用煤矸石中各矿物组分的比重(密度)差别,对破碎后的煤矸石颗粒进行初级脱碳,并分选出高碳煤矸石、低碳煤矸石、炭块和精煤;
3)深度脱碳:所分选出的高碳煤矸石进入煤矸石粉磨系统粉磨至150~200mm之后,进入煤矸石深度脱碳系统,利用煤矸石中不同矿物自身表面的疏水特性或经药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性差别,对粉磨后的高碳煤矸石进行深度脱碳,得到低碳煤矸石和细精煤;
4)脱硫:对初级脱碳分选出的低碳煤矸石和深度脱碳所得到的低碳煤矸石进行脱硫处理,得到低碳低硫煤矸石和硫精矿;
5)活化:通过加热、化学试剂或机械力作用对低碳低硫煤矸石进行活化处理,得到活化煤矸石。
本发明的工作过程及原理:
如图1所示,首先将所述煤矸石破碎至合适粒径,然后进入煤矸石初级脱碳环节进行分选得到低碳煤矸石、高碳煤矸石、炭块和精煤;高碳煤矸石进入煤矸石粉磨系统粉磨至合适粒度,之后进入煤矸石深度脱碳系统进行处理得到低碳煤矸石和细精煤;两次脱碳环节得到的低碳煤矸石进入煤矸石脱硫环节进行脱硫,得到低碳低硫煤矸石和硫精矿;低碳低硫煤矸石经过活化处理得到热活化矸石。两次脱碳过程得到的炭块、精煤和细精煤可直接作为电厂燃料;硫精矿可用作化工原料用于硫酸制备;活化后的煤矸石用作水泥活性混合材、混凝土矿物掺和料等,最终实现煤矸石的全组分利用。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于前述的细节,而应在权利要求所限定范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.一种煤矸石组分综合利用方法,其特征在于:它由下列步骤组成:
1)破碎:通过分级封闭锤式破碎机对煤矸石原料进行破碎,直至粒径为20~40mm;
2)初级脱碳:利用煤矸石中各矿物组分的密度差别,对破碎后的煤矸石颗粒进行初级脱碳,并分选出高碳煤矸石、低碳煤矸石、炭块和精煤;
3)深度脱碳:所分选出的高碳煤矸石进入煤矸石粉磨系统粉磨至150~200目之后,进入煤矸石深度脱碳系统,利用煤矸石中不同矿物自身表面的疏水特性或经药剂作用后获得的疏水特性差别,对粉磨后的高碳煤矸石进行深度脱碳,得到低碳煤矸石和细精煤;
4)脱硫:对初级脱碳分选出的低碳煤矸石和深度脱碳所得到的低碳煤矸石进行脱硫处理,得到低碳低硫煤矸石和硫精矿;
5)活化:通过加热、化学试剂或机械力作用对低碳低硫煤矸石进行活化处理,得到活化煤矸石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611102452.6A CN106583415B (zh) | 2016-12-05 | 2016-12-05 | 一种煤矸石组分综合利用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611102452.6A CN106583415B (zh) | 2016-12-05 | 2016-12-05 | 一种煤矸石组分综合利用方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106583415A CN106583415A (zh) | 2017-04-26 |
CN106583415B true CN106583415B (zh) | 2019-09-13 |
Family
ID=58594888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611102452.6A Active CN106583415B (zh) | 2016-12-05 | 2016-12-05 | 一种煤矸石组分综合利用方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106583415B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113247898A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-13 | 东北大学 | 基于二氧化碳氧化的煤矸石脱碳联产一氧化碳的方法 |
CN114105176A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-03-01 | 内蒙古科技大学 | 一种从固废煤矸石中分离铝硅的方法 |
CN114314676A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-12 | 内蒙古科技大学 | 一种从煤矸石中提取有价元素的方法 |
CN114229890A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-03-25 | 内蒙古科技大学 | 一种利用磁选在煤矸石中提取铁钛的方法 |
CN115594432B (zh) * | 2022-10-28 | 2024-01-16 | 湖南广义节能装备有限公司 | 一种替代粉煤灰的煤矸石超细粉加工生产设备系统及其加工方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102515234A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 昆明理工大学 | 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝和聚合硫酸铝铁的方法 |
CN103861725A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-18 | 西安建筑科技大学 | 煤矸石全资源化利用的分选处理工艺 |
CN204769084U (zh) * | 2015-05-12 | 2015-11-18 | 中国华电集团科学技术研究总院有限公司 | 一种煤矸石综合利用系统 |
CN105665122A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-15 | 华北理工大学 | 从煤矸石中回收硫铁矿的选矿方法 |
-
2016
- 2016-12-05 CN CN201611102452.6A patent/CN106583415B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102515234A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 昆明理工大学 | 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝和聚合硫酸铝铁的方法 |
CN103861725A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-18 | 西安建筑科技大学 | 煤矸石全资源化利用的分选处理工艺 |
CN204769084U (zh) * | 2015-05-12 | 2015-11-18 | 中国华电集团科学技术研究总院有限公司 | 一种煤矸石综合利用系统 |
CN105665122A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-15 | 华北理工大学 | 从煤矸石中回收硫铁矿的选矿方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106583415A (zh) | 2017-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106583415B (zh) | 一种煤矸石组分综合利用方法 | |
Zhao et al. | Discussion on the model of mining circular economy | |
Tiwari et al. | Fly ash utilization: a brief review in Indian context | |
CN103274658A (zh) | 工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法 | |
Khozin et al. | A «carbon footprint» of low water demand cements and cement-based concrete | |
CN104845627A (zh) | 利用城市生活垃圾制造的土壤调理剂 | |
CN103396151A (zh) | 利用铁尾矿生产的烧结多孔砖及其生产方法 | |
Yilmaz et al. | Recent practices in mine tailings’ recycling and reuse | |
Xue et al. | Ecological disposal and large-scale utilization of bauxite residue: a long way to go | |
Osborne et al. | Creating additional revenue streams prior to the disposal of tailings | |
Soleimani et al. | Comparative process-based life-cycle assessment of bioconcrete and conventional concrete | |
Malchik et al. | Analyzing the technology of using ash and slag waste from thermal power plants in the production of building ceramics | |
Xiong et al. | Overview of hazardous waste treatment and stabilization/solidification technology | |
Zheng et al. | Environmental hazards and comprehensive utilization of solid waste coal gangue | |
Delitsyn et al. | The need of applying new approaches for using ash produced at coal-fired thermal power stations | |
Wang et al. | Preparation and application of multi-source solid wastes as clean aggregates: A comprehensive review | |
Ureña et al. | Use of Biomass Ash as a stabilization agent for expansive marly soils (SE Spain) | |
CN102633454A (zh) | 一种公路用基层稳定土及其生产方法 | |
Kumar et al. | Quality analysis of ash from lignite coal and its utilization at Thar Power Plant | |
Abbadi et al. | A review on complex utilization of mine tailings: Recovery of rare earth elements and residue valorization | |
Petropavlovskaya et al. | Environmental management in ash and slag waste management in Russia | |
Yang et al. | Characteristics of Coal Gangue and Present Situation and Prospect of Coal Gangue Resource Utilization in China | |
Falayi et al. | Kinetic and thermodynamic parameters of silica leaching from Camden power station fly ash | |
BUDINA et al. | ASH AND SLAG WASTE AS A VALUABLE RESOURCE OF RUSSIA (CONSTRUCTION OF A PIPELINE IN THE MOSCOW REGION EXAMPLE) | |
Burakov et al. | Development of a system of energy technological processing of coal deposits for energy and other industries |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |