CN111115647A - 通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法 - Google Patents

通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111115647A
CN111115647A CN202010082891.5A CN202010082891A CN111115647A CN 111115647 A CN111115647 A CN 111115647A CN 202010082891 A CN202010082891 A CN 202010082891A CN 111115647 A CN111115647 A CN 111115647A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil shale
semicoke
shale semicoke
solid product
whiteness
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.)
Granted
Application number
CN202010082891.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111115647B (zh
Inventor
王爱勤
许江
牟斌
宗莉
朱永峰
康玉茹
惠爱平
杨芳芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Original Assignee
Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS filed Critical Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority to CN202010082891.5A priority Critical patent/CN111115647B/zh
Publication of CN111115647A publication Critical patent/CN111115647A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111115647B publication Critical patent/CN111115647B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20—Silicates
    • C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
    • C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
    • C01B33/40—Clays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/62—L* (lightness axis)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/63—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values a* (red-green axis)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/64—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values b* (yellow-blue axis)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种油页岩半焦转白的方法，是先将油页岩半焦破碎后均匀分散到酸溶液中，在温度为60~90℃下反应2~12h，离心、洗涤、压滤得到固体产物；再将固体产物用对辊机压成厚度为0.5~1 mm的薄片，然后在空气氛中600~1100℃下煅烧1‑4 h，得到油页岩半焦转白产品。本发明采用酸蚀和有氧煅烧相结合的两步法，有效除去油页岩半焦中的有机质和致色金属离子，将黑色油页岩半焦转变为白色，拓展油页岩半焦在功能材料领域中的高值化应用。另外，本发明的转白工艺步骤简单、反应条件温和，可操作性强，过程易于控制，能耗低。工艺中酸溶液可以循环使用，无三废排放，整个流程易于实现工业化。

Description

通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法
技术领域
本发明涉及一种提高油页岩半焦白度的方法，具体涉及一种通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法，属于固废资源化利用及深加工高值利用技术领域。
背景技术
我国油页岩储量丰富，仅次于美国、巴西、俄罗斯等国。油页岩经低温干馏（500~800℃）可提取页岩油，得到的固体废弃物称为半焦。半焦中含有大量矿物如高岭石、云母以及硫铁矿等。目前将半焦作为固废堆存，随着堆存量的增加，占用土地面积越来越大，对生态环境造成破坏，而且经雨水淋滤产生的渗滤液会对土壤、地下水质量造成危害，硫含量较高的半焦长期露天堆存还存在自燃的风险。因此，半焦堆存不仅造成了资源浪费，而且会引起严重的土壤、水、生态环境污染，迫切需要从矿物学、材料学、物理化学等多重视角开发油页岩半焦高效利用的新工艺。
油页岩中的矿物质主要是黏土矿物，但由于半焦中含有一定量的有机质，使其呈黑色；同时也由于半焦中含有变价致色金属离子，使其在除去有机碳后仍呈现砖红色或灰黄色。由于油页岩半焦颜色较深，直接影响最终产品的品质，所以目前对油页岩半焦的利用仅局限在路基填料、肥料填料等低端利用领域，在功能填料、补强材料、颜料、杂化抗菌剂、吸附材料等领域中的应用多属空白。所以，如何将黑色油页岩半焦转变成白色，实现油页岩半焦产品在功能材料领域中的应用，成为制约油页岩半焦高值化利用的关键技术难题之一，也是近年来业内关注的焦点，但目前仍没有相关研究报道和应用先例。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法。
本发明提高油页岩半焦白度的方法，是先将油页岩半焦破碎后均匀分散到酸溶液中,在温度为60~90℃下反应2~12h，离心、洗涤、压滤得到固体产物，并控制压滤后固体产物含水率小于40%；再将固体产物用对辊机压成厚度为0.5~1 mm的薄片（有利于产物的高温煅烧，保证煅烧后样品性质和组成更加稳定和均一），然后在空气氛中600~1100℃下煅烧1-4h，得到油页岩半焦转白产品。
所述酸溶液为浓度0.5~2.0 mol/L的盐酸、硫酸、磷酸的一种；半焦粉末与酸溶液的质量比为1:5~1:20。
图1为油页岩半焦和转白产品（BJZB-3、BJZB-6）的数码照片。从图1可以看出，利用本发明方法将黑色油页岩半焦转变为白色产品。白色产品的CIE-L *a*b*颜色参数范围为：L*：78.51~80.88，a*：1.34~3.28，b*：9.49~12.53。油页岩半焦转白产品均具有较高的L* 和较低的a*值，这说明本发明的转白方法稳定高效、切实可行，为油页岩半焦在功能材料等领域的高值化利用奠定了基础。
综上所述，本发明采用酸蚀和有氧煅烧相结合的两步法，有效除去油页岩半焦中的有机质和致色金属离子，将黑色油页岩半焦转变为白色，拓展油页岩半焦在功能材料领域中的高值化应用。在实现固废资源高值利用的同时，减少油页岩半焦固废堆存对环境质量和生态安全的影响。另外，本发明的转白工艺步骤简单、反应条件温和，可操作性强，过程易于控制，能耗低。工艺中酸溶液可以循环使用，无三废排放，整个流程易于实现工业化。
附图说明
图1为油页岩半焦、半焦在900℃煅烧2h样品（BJ-900）、油页岩半焦在1000℃煅烧2h样品（BJ-1000）和半焦转白产品（BJZB-3、BJZB-6）的数码照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明油页岩半焦的转白方法及效果作进一步说明。
实施例1
称取60g油页岩半焦粉末，分散到300ml、0.5mol/L的盐酸溶液，在60℃下反应12h，离心、用去离子水洗涤5次，压滤得到固体产物，并控制压滤后固体产物含水率为35%；将该固体产物用对辊机对辊3次压成厚度为0.5mm的薄片，然后在空气氛中900℃下煅烧2 h，得到油页岩半焦转白产品，将该转白产品研磨、过筛，标记为BJZB-1，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
对比例：称取60g油页岩半焦粉末，在空气氛中900℃下煅烧2 h，得到油页岩半焦煅烧样品，将该煅烧样品研磨、过筛，标记为BJ-900，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
实施例2
称取60g油页岩半焦粉末，分散到1200ml、2.0mol/L的硫酸溶液，在60℃下反应10h，离心、用去离子水洗涤5次，压滤得到固体产物，并控制压滤后固体产物含水率为30%；将该固体产物用对辊机压成对辊1次压成厚度为1mm的薄片，然后在空气氛中1100℃下煅烧1 h，得到油页岩半焦转白产品，将该转白产品研磨、过筛，标记为BJZB-2，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
对比例：称取60g油页岩半焦粉末，在空气氛中1000℃下煅烧2 h，得到油页岩半焦煅烧样品，将该煅烧样品研磨、过筛，标记为BJ-1000，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
实施例3
称取60g油页岩半焦粉末，分散到600ml、2mol/L的盐酸溶液，在90℃下反应12h，离心、用去离子水洗涤5次，压滤得到固体产物，并控制压滤后固体产物含水率为33%；将该固体产物用对辊机对辊2次压成厚度为0.5mm的薄片，然后在空气氛中1000℃下煅烧2h，得到油页岩半焦转白产品，将该转白产品研磨、过筛，标记为BJZB-3，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
实施例4
称取60g油页岩半焦粉末，分散到1200ml、2.0mol/L的磷酸溶液，在搅拌以及90℃下反应2h，离心、用去离子水洗涤5次，压滤得到固体产物，控制固体产物含水率为38%；将该固体产物对辊机将烘干后的固体产物对辊1次压成厚度为1mm的薄片，然后在空气氛中800℃下煅烧4h，得到油页岩半焦转白产品，将该转白产品研磨、过筛，标记为BJZB-4，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
实施例5
称取60g油页岩半焦粉末，分散到1200ml、1.0mol/L的盐酸溶液，在搅拌以及60℃下反应12h，离心、用去离子水洗涤5次，压滤得到固体产物，控制固体产物含水率为35%；将该固体产物用对辊机将烘干后的固体产物对辊1次压成厚度为1mm的薄片，然后在空气氛中600℃下煅烧4h，得到油页岩半焦转白产品，将该转白产品研磨、过筛，标记为BJZB-5，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
实施例6
称取60g油页岩半焦粉末，分散到600ml、1.5mol/L的盐酸溶液，在80℃下反应10h，离心、用去离子水洗涤5次，分离得到固体产物，控制固体产物含水率为34%；将该固体产物用对辊机将烘干后的固体产物对辊3次压成厚度为0.5mm的薄片，然后在空气氛中1100℃下煅烧2h，得到油页岩半焦转白产品，将该转白产品研磨、过筛，标记为BJZB-6，其L*、a*、b*颜色参数见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE001

Claims (4)

1.通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法，是先将油页岩半焦破碎后均匀分散到酸溶液中，在温度为60~90℃下反应2~12h，离心、洗涤、压滤得到固体产物；再将固体产物用对辊机压成厚度为0.5~1 mm的薄片，然后在空气氛中600~1100℃下煅烧1-4 h，得到油页岩半焦转白产品。
2.如权利要求1所述通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法，其特征在于：所述酸溶液为浓度0.5~2.0 mol/L的盐酸、硫酸、磷酸的一种。
3.如权利要求2所述通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法，其特征在于：所述半焦粉末与酸溶液的质量比为1:5~1:20。
4.如权利要求1所述通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法，其特征在于：所述压滤后固体产物含水率小于40%。
CN202010082891.5A 2020-02-07 2020-02-07 通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法 Active CN111115647B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010082891.5A CN111115647B (zh) 2020-02-07 2020-02-07 通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010082891.5A CN111115647B (zh) 2020-02-07 2020-02-07 通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111115647A true CN111115647A (zh) 2020-05-08
CN111115647B CN111115647B (zh) 2023-01-13

Family

ID=70491776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010082891.5A Active CN111115647B (zh) 2020-02-07 2020-02-07 通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111115647B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111153740A (zh) * 2020-02-07 2020-05-15 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备有机矿物肥的方法
CN113603932A (zh) * 2021-08-23 2021-11-05 中国科学院兰州化学物理研究所 一种以油页岩半焦基矿物/生物炭材料作为补强助剂制备橡胶的方法
CN113637246A (zh) * 2021-08-23 2021-11-12 中国科学院兰州化学物理研究所 一种以改性油页岩半焦作为补强填充剂制备橡胶的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110272051A (zh) * 2019-07-24 2019-09-24 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备白色氧化硅纳米材料的方法
CN110404930A (zh) * 2019-07-24 2019-11-05 中国科学院兰州化学物理研究所 一种将黑色油页岩半焦转白的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110272051A (zh) * 2019-07-24 2019-09-24 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备白色氧化硅纳米材料的方法
CN110404930A (zh) * 2019-07-24 2019-11-05 中国科学院兰州化学物理研究所 一种将黑色油页岩半焦转白的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜玉成等: "某油页岩尾渣制备优质煅烧高岭土的研究", 《矿冶》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111153740A (zh) * 2020-02-07 2020-05-15 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备有机矿物肥的方法
CN113603932A (zh) * 2021-08-23 2021-11-05 中国科学院兰州化学物理研究所 一种以油页岩半焦基矿物/生物炭材料作为补强助剂制备橡胶的方法
CN113637246A (zh) * 2021-08-23 2021-11-12 中国科学院兰州化学物理研究所 一种以改性油页岩半焦作为补强填充剂制备橡胶的方法
CN113637246B (zh) * 2021-08-23 2023-02-28 中国科学院兰州化学物理研究所 一种以改性油页岩半焦作为补强填充剂制备橡胶的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111115647B (zh) 2023-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111115647B (zh) 通过酸蚀和有氧煅烧提高油页岩半焦白度的方法
CN106587116B (zh) 一种利用锂云母和粉煤灰提取碳酸锂和氢氧化铝的方法
CN103290215B (zh) 强化石煤钒矿浓酸熟化浸出的方法
CN110404930B (zh) 一种将黑色油页岩半焦转白的方法
CN105461758B (zh) 一种提高褐煤腐植酸抽提率的方法
CN109603752B (zh) 利用油页岩半焦制备土壤重金属固化材料的方法
CN104445300A (zh) 以磷尾矿为原料用氨循环法制取氢氧化镁、碳酸钙并分离出磷矿的方法
CN112159550B (zh) 一种以改性油页岩半焦作为填充剂制备橡胶的方法
CN104071818A (zh) 一种采用水浸、铵浸分离磷尾矿中钙、镁、磷元素的方法
CN113857222A (zh) 一种无害化处理赤泥的方法
CN109231278B (zh) 一种中低温还原锰矿制备电池级硫酸锰的方法
CN101838006A (zh) 碳酸锶废渣酸浸料浆分离新方法
CN110922077A (zh) 一种叠加型磷石膏砌块的加工工艺
CN108118147A (zh) 一种氧硫混合铜矿的两段浸出工艺
CN102653403B (zh) 一种回收电石渣制备电石的工艺方法
CN107574308A (zh) 一种锰阳极泥锰铅分离的方法
CN111170328B (zh) 通过复合二氧化钛提高油页岩半焦白度的方法
CN102432074A (zh) 一种拜耳法、拜耳烧结法氧化铝赤泥零污染、零残留处理方法
CN103602805B (zh) 一种赤泥球团及其制备方法
CN102259872B (zh) 一种利用钒矿废渣制备白炭黑的方法
CN109626853B (zh) 一种电解锰渣的无害化处理工艺
CN110304845A (zh) 用电石干渣制备生石灰及使用其生产纳米碳酸钙的方法
CN104003592B (zh) 一种高砷重金属污泥资源综合利用的方法
CN103545538A (zh) 一种利用废旧锌锰干电池制备锰系铁合金用原料的方法
CN106636680A (zh) 一种大型堆积炭化法从高硅石煤中提取钒

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