CN115057439A - 环保免煅烧的煤矸石活化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保免煅烧的煤矸石活化方法，涉及煤矿资源处理技术领域。本发明用于解决煤矸石加热过程中产生的挥发性有害气体无法有效吸附，且活性和分散均匀性需要进一步提高的技术问题，通过将煤矸石、铝土矿渣在助磨剂的助磨作用下，产生晶格畸变和局部破坏，产生各种缺陷后内能增大，反应活性提高；微波炭化步骤生成挥发性的有害气体，与煤矸石内含有的SO3一同气化后被多孔吸附剂吸附，缩短了热处理时间，提高了炭化细粉中Al2O3、SiO2的含量以及反应活性；研磨过筛步骤使得造球颗粒均匀细化，形成活性成分高且分散均匀的煤矸活化料，作为水泥的胶凝材料能够良好地提高抗压强度，缩短初凝时间。

Description

环保免煅烧的煤矸石活化方法
技术领域
本发明涉及煤矿资源处理技术领域，具体涉及环保免煅烧的煤矸石活化方法。
背景技术
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤矸石的主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。
目前关于煤矸石的活化主要有机械、高温、化学三种方法，公告号CN102527692B的专利公开了免煅烧活化煤矸石的方法，包括以下步骤：将煤矸石经破碎得到粒度小于2mm的煤矸石；将破碎后的煤矸石的含水量控制在1％以下；采用不同品质的煤矸石与助剂进行配料，控制配料中石英单质含量为5～15％，煤质含量5～25％；对配料用研磨的方法充分混合，控制配合料的最终粒度为50～100微米；将配合料的化学脱水率控制在90～100％，获得化学反应活性高的煤矸石。但是研究发现存在以下技术问题：煤矸石加热过程中产生的挥发性有害气体无法有效吸附，且活性和分散均匀性需要进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保免煅烧的煤矸石活化方法，用于解决现有技术中加热过程中产生的挥发性有害气体无法有效吸附，且活性和分散均匀性需要进一步提高的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
环保免煅烧的煤矸石活化方法，包括以下步骤：
粉碎研磨：按照重量份，将52～75份煤矸石、12～26份铝土矿渣和4～9份助磨剂混合均匀，粉碎研磨过20～30目筛得到混合细粉；
加热除湿：将混合细粉加入恒温搅拌机内，升温至105～115℃，以450～600rpm转速搅拌3～5小时得到含湿量小于0.6％的干燥细粉；
微波炭化、吸附：将干燥细粉加入微波加热炉内，并在微波加热炉的排气口处放置多孔吸附剂，在650～690W的功率下将温度升高至660～780℃，微波处理25～40min得到炭化细粉，多孔吸附剂对产生的废气进行吸附；
造球活化：将炭化细粉与活化剂按照重量比3～5：0.2～0.7混合均匀，加水后通入压球成型机内，得到粒径20～40mm的造球颗粒；
研磨过筛：将造球颗粒通入研磨机内，在入磨温度250～310℃、出磨温度70～90℃的条件下研磨20～30min，过200～350目筛得到煤矸石活化料。
本发明的煤矸石活化方法，步骤包括粉碎研磨、加热除湿、微波炭化、吸附、造球活化、研磨过筛；粉碎研磨步骤将煤矸石、铝土矿渣、助磨剂混合、研磨得到，煤矸石中是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，其主要成分是Al2O3、SiO2，含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素，此外还含有残煤、炭质泥岩和废木材等可燃物；铝土矿渣是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。
通过将煤矸石与铝土矿渣变废为宝，在助磨剂的助磨作用下，煤矸石和铝土矿渣产生晶格畸变和局部破坏，产生各种缺陷后内能增大，反应活性提高，便于进一步除杂活化；微波炭化步骤利用微波辐射使干燥细粉内部的原子分子相互摩擦，迅速产生热能使其达到高温条件，同时残煤、炭质泥岩和废木材等可燃物受热分解，生成挥发性的碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等有害气体，与煤矸石内含有的SO3一同气化后被多孔吸附剂吸附，与高温煅烧相比缩短了热处理时间，提高了炭化细粉中Al2O3、SiO2的含量以及反应活性；造球活化步骤中炭化细粉通过水的分散黏结作用，对活化剂进行包裹，造球的过程中促进炭化细粉与活化剂的接触，研磨过筛步骤使得造球颗粒均匀细化，形成活性成分高且分散均匀的煤矸活化料。
进一步的，所述多孔吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆置于90～105℃烘干，粉碎后过20～30目筛得到玉米秸秆粉，将玉米秸秆粉加入浓度0.08～0.15mol/L的醋酸钙溶液中，再加入浓度3.6～4.5mol/L的醋酸铵缓冲液，混合搅拌均匀后，超声振荡20～30min，静置22～26小时得到秸秆混合液；
S2、向秸秆混合液中加入浓度0.02～0.09mol/L的磷酸二氢铵溶液，滴加10vt％的氨水调节pH值至7～8；水浴升温至100～110℃，回流搅拌反应20～26小时得到混合反应液；磷酸二氢铵溶液的体积用量为醋酸铵缓冲液体积的2～3倍；
S3、混合反应液过滤，滤饼使用去离子水洗涤2～4次，75～83℃干燥16～20小时得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物；
S4、羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物置于560～630℃焙烧炭化，研磨过100～200目筛得到多孔吸附剂。
多孔吸附剂以玉米秸秆为主要原料，采用水热沉淀法结合化学改性、焙烧炭化，制备得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉复合的多孔吸附剂，玉米秸秆粉中含有丰富的碳水化合物和粗纤维，焙烧炭化后形成疏松多孔的炭化结构；羟基磷灰石主要由O、C、P和Ca等元素组成，具有多孔隙的微孔结构；该多孔吸附剂具备物理吸附、固相表面结合的作用，其内的羧基、羟基、酯基和碳链对碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等有害气体进行吸附结合，高效去除干燥细粉内的可挥发杂质，微波处理后得到高纯度的炭化细粉。
进一步的，步骤S1中醋酸钙溶液的体积用量为玉米秸秆粉重量的3～5倍，醋酸铵缓冲液的体积用量为玉米秸秆粉重量的2～4倍。
进一步的，所述活化剂的制备方法包括以下步骤：
S11、按照重量份称取35～60份粉煤灰、8～15份硅藻土和5～12份硫酸钙，混合均匀后，研磨过20～30目筛，置于微波加热炉内，在620～670W的功率下将温度升高至650～750℃，微波处理20～30min，得到炭化熟料；
S12、将炭化熟料自然冷却至室温，研磨过100～200目筛得到细化筛料，使用25～50wt％的硫酸溶液在30～45℃下搅拌浸出，减压抽滤，滤饼于80～92℃干燥10～16小时得到活化剂，硫酸溶液的用量为细化筛料重量的3～7倍。
活化剂选取粉煤灰、硅藻土、硫酸钙混合研磨、微波加热得到炭化熟料；炭化熟料研磨后加入硫酸溶液搅拌浸出，抽滤、干燥得到。粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3，硅藻土的化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO和有机质，微波加热利用微波辐射使干燥细粉内部的原子分子相互摩擦，迅速产生热能使其达到高温条件，粉煤灰和硅藻土的晶格畸变、局部破坏后增加内能并提高活性，促进SiO2和Al2O3在硫酸溶液内的浸出，进一步提高炭化细粉的活化性能。
进一步的，所述煤矸石中SiO2、Al2O3的重量占比之和大于75％，铝土矿渣中Al2O3的重量占比大于40％，助磨剂选自硬脂酸铝、白炭黑、磷酸三钙、脱糖木质素磺酸钙、三乙醇胺的一种或多种的混合物。
进一步的，所述多孔吸附剂不与干燥细粉接触且其用量为干燥细粉重量的0.12～0.18倍。
进一步的，造球活化步骤中水的用量为炭化细粉与活化剂重量之和的0.3～0.6倍，压球成型机的主轴转速为20～40r/min，压辊的直径为600～720mm，压辊长度为400～450mm。
本发明具备下述有益效果：
1、本发明通过将煤矸石、铝土矿渣在助磨剂的助磨作用下，产生晶格畸变和局部破坏，产生各种缺陷后内能增大，反应活性提高，便于进一步除杂活化；微波炭化步骤生成挥发性的碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等有害气体，与煤矸石内含有的SO3一同气化后被多孔吸附剂吸附，缩短了热处理时间，提高了炭化细粉中Al2O3、SiO2的含量以及反应活性；研磨过筛步骤使得造球颗粒均匀细化，形成活性成分高且分散均匀的煤矸活化料，作为水泥的胶凝材料能够良好地提高抗压强度，缩短初凝时间。
2、本发明多孔吸附剂具备物理吸附、固相表面结合的作用，其内的羧基、羟基、酯基和碳链对碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等有害气体进行吸附结合，高效去除干燥细粉内的可挥发杂质，使得干燥细粉微波处理后得到高纯度的炭化细粉。
3、本发明活化剂选取粉煤灰、硅藻土、硫酸钙混合研磨、微波加热得到炭化熟料；炭化熟料研磨后加入硫酸溶液搅拌浸出，抽滤、干燥得到；微波加热使得粉煤灰和硅藻土的晶格畸变、局部破坏后增加内能并提高活性，促进SiO2和Al2O3在硫酸溶液内的浸出，进一步提高炭化细粉的活化性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明环保免煅烧的煤矸石活化方法的步骤框图；
图2为本发明环保免煅烧的煤矸石活化方法的具体流程图。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供一种环保免煅烧的煤矸石活化方法，包括以下步骤：
粉碎研磨：将586g煤矸石、175g铝土矿渣和65g助磨剂脱糖木质素磺酸钙混合均匀，粉碎研磨过20目筛得到混合细粉；其中，煤矸石中SiO2、Al2O3的重量占比之和大于75％，铝土矿渣中Al2O3的重量占比大于40％；
加热除湿：将混合细粉加入恒温搅拌机内，升温至112℃，以580rpm转速搅拌3.5小时得到含湿量小于0.6％的干燥细粉；
微波炭化、吸附：将干燥细粉加入微波加热炉内，并在微波加热炉的排气口处放置多孔吸附剂，在670W的功率下将温度升高至685℃，微波处理36min得到炭化细粉，多孔吸附剂对产生的废气进行吸附；其中，多孔吸附剂不与干燥细粉接触且其用量为干燥细粉重量的0.15倍；
多孔吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将200g玉米秸秆置于97℃烘干，粉碎后过30目筛得到玉米秸秆粉，将玉米秸秆粉加入900mL浓度0.13mol/L的醋酸钙溶液中，再加入620mL浓度3.8mol/L的醋酸铵缓冲液，混合搅拌均匀后，超声振荡26min，静置25小时得到秸秆混合液；
S2、向秸秆混合液中加入1550mL浓度0.06mol/L的磷酸二氢铵溶液，滴加10vt％的氨水调节pH值至7.5；水浴升温至106℃，回流搅拌反应24小时得到混合反应液；
S3、混合反应液过滤，滤饼使用去离子水洗涤3次，81℃干燥19小时得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物；
S4、羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物置于590℃焙烧炭化，研磨过125目筛得到多孔吸附剂；
造球活化：将380g炭化细粉与46g活化剂混合均匀，加213g水后通入压球成型机内，得到粒径30mm的造球颗粒；其中，压球成型机的主轴转速为30r/min，压辊的直径为680mm，压辊长度为430mm；
活化剂的制备方法包括以下步骤：
S11、称取45g粉煤灰、12g硅藻土和10g硫酸钙，混合均匀后，研磨过20目筛，置于微波加热炉内，在640W的功率下将温度升高至690℃，微波处理25min，得到炭化熟料；
S12、将100g炭化熟料自然冷却至室温，研磨过150目筛得到细化筛料，使用485g、42wt％的硫酸溶液在38℃下搅拌浸出，减压抽滤，滤饼于87℃干燥15小时得到活化剂；
研磨过筛：将造球颗粒通入研磨机内，在入磨温度280℃、出磨温度85℃的条件下研磨26min，过300目筛得到煤矸石活化料。
实施例2
如图1-2所示，本实施例提供一种环保免煅烧的煤矸石活化方法，包括以下步骤：
粉碎研磨：将636g煤矸石、234g铝土矿渣和68g助磨剂三乙醇胺混合均匀，粉碎研磨过30目筛得到混合细粉；其中，煤矸石中SiO2、Al2O3的重量占比之和大于75％，铝土矿渣中Al2O3的重量占比大于40％；
加热除湿：将混合细粉加入恒温搅拌机内，升温至108℃，以570rpm转速搅拌4.5小时得到含湿量小于0.6％的干燥细粉；
微波炭化、吸附：将干燥细粉加入微波加热炉内，并在微波加热炉的排气口处放置多孔吸附剂，在685W的功率下将温度升高至735℃，微波处理36min得到炭化细粉，多孔吸附剂对产生的废气进行吸附；其中，多孔吸附剂不与干燥细粉接触且其用量为干燥细粉重量的0.17倍；
多孔吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将200g玉米秸秆置于102℃烘干，粉碎后过30目筛得到玉米秸秆粉，将玉米秸秆粉加入800mL浓度0.14mol/L的醋酸钙溶液中，再加入720mL浓度4.2mol/L的醋酸铵缓冲液，混合搅拌均匀后，超声振荡28min，静置25小时得到秸秆混合液；
S2、向秸秆混合液中加入1584mL浓度0.07mol/L的磷酸二氢铵溶液，滴加10vt％的氨水调节pH值至8；水浴升温至108℃，回流搅拌反应24小时得到混合反应液；
S3、混合反应液过滤，滤饼使用去离子水洗涤4次，78℃干燥18小时得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物；
S4、羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物置于610℃焙烧炭化，研磨过160目筛得到多孔吸附剂；
造球活化：将430g炭化细粉与62g活化剂混合均匀，加246g水后通入压球成型机内，得到粒径30mm的造球颗粒；其中，压球成型机的主轴转速为35r/min，压辊的直径为690mm，压辊长度为440mm；
活化剂的制备方法包括以下步骤：
S11、称取53g粉煤灰、9g硅藻土和8g硫酸钙，混合均匀后，研磨过30目筛，置于微波加热炉内，在650W的功率下将温度升高至690℃，微波处理26min，得到炭化熟料；
S12、将100g炭化熟料自然冷却至室温，研磨过200目筛得到细化筛料，使用650g、35wt％的硫酸溶液在42℃下搅拌浸出，减压抽滤，滤饼于90℃干燥13小时得到活化剂；
研磨过筛：将造球颗粒通入研磨机内，在入磨温度256℃、出磨温度76℃的条件下研磨27min，过300目筛得到煤矸石活化料。
实施例3
如图1-2所示，本实施例提供一种环保免煅烧的煤矸石活化方法，包括以下步骤：
粉碎研磨：将600g煤矸石、185g铝土矿渣和62g助磨剂磷酸三钙混合均匀，粉碎研磨过30目筛得到混合细粉；其中，煤矸石中SiO2、Al2O3的重量占比之和大于75％，铝土矿渣中Al2O3的重量占比大于40％；
加热除湿：将混合细粉加入恒温搅拌机内，升温至110℃，以470rpm转速搅拌4.8小时得到含湿量小于0.6％的干燥细粉；
微波炭化、吸附：将干燥细粉加入微波加热炉内，并在微波加热炉的排气口处放置多孔吸附剂，在660W的功率下将温度升高至720℃，微波处理35min得到炭化细粉，多孔吸附剂对产生的废气进行吸附；其中，多孔吸附剂不与干燥细粉接触且其用量为干燥细粉重量的0.17倍；
多孔吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将200g玉米秸秆置于93℃烘干，粉碎后过25目筛得到玉米秸秆粉，将玉米秸秆粉加入670mL浓度0.13mol/L的醋酸钙溶液中，再加入526mL浓度4.3mol/L的醋酸铵缓冲液，混合搅拌均匀后，超声振荡26min，静置24小时得到秸秆混合液；
S2、向秸秆混合液中加入1262mL浓度0.07mol/L的磷酸二氢铵溶液，滴加10vt％的氨水调节pH值至7.2；水浴升温至108℃，回流搅拌反应21小时得到混合反应液；
S3、混合反应液过滤，滤饼使用去离子水洗涤2次，80℃干燥20小时得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物；
S4、羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物置于586℃焙烧炭化，研磨过180目筛得到多孔吸附剂；
造球活化：将350g炭化细粉与42g活化剂混合均匀，加180g水后通入压球成型机内，得到粒径40mm的造球颗粒；其中，压球成型机的主轴转速为28r/min，压辊的直径为680mm，压辊长度为440mm；
活化剂的制备方法包括以下步骤：
S11、称取50g粉煤灰、14g硅藻土和9g硫酸钙，混合均匀后，研磨过30目筛，置于微波加热炉内，在650W的功率下将温度升高至720℃，微波处理25min，得到炭化熟料；
S12、将100g炭化熟料自然冷却至室温，研磨过160目筛得到细化筛料，使用580g、46wt％的硫酸溶液在37℃下搅拌浸出，减压抽滤，滤饼于87℃干燥12小时得到活化剂；
研磨过筛：将造球颗粒通入研磨机内，在入磨温度306℃、出磨温度85℃的条件下研磨30min，过325目筛得到煤矸石活化料。
实施例4
如图1-2所示，本实施例提供一种环保免煅烧的煤矸石活化方法，包括以下步骤：
粉碎研磨：将722g煤矸石、245g铝土矿渣和76g助磨剂白炭黑混合均匀，粉碎研磨过20目筛得到混合细粉；其中，煤矸石中SiO2、Al2O3的重量占比之和大于75％，铝土矿渣中Al2O3的重量占比大于40％；
加热除湿：将混合细粉加入恒温搅拌机内，升温至109℃，以570rpm转速搅拌3.6小时得到含湿量小于0.6％的干燥细粉；
微波炭化、吸附：将干燥细粉加入微波加热炉内，并在微波加热炉的排气口处放置多孔吸附剂，在685W的功率下将温度升高至765℃，微波处理36min得到炭化细粉，多孔吸附剂对产生的废气进行吸附；其中，多孔吸附剂不与干燥细粉接触且其用量为干燥细粉重量的0.18倍；
多孔吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将200g玉米秸秆置于104℃烘干，粉碎后过20目筛得到玉米秸秆粉，将玉米秸秆粉加入920mL浓度0.15mol/L的醋酸钙溶液中，再加入530mL浓度3.8mol/L的醋酸铵缓冲液，混合搅拌均匀后，超声振荡30min，静置26小时得到秸秆混合液；
S2、向秸秆混合液中加入1360mL浓度0.04mol/L的磷酸二氢铵溶液，滴加10vt％的氨水调节pH值至7.6；水浴升温至109℃，回流搅拌反应26小时得到混合反应液；
S3、混合反应液过滤，滤饼使用去离子水洗涤3次，82℃干燥19小时得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物；
S4、羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物置于620℃焙烧炭化，研磨过200目筛得到多孔吸附剂；
造球活化：将480g炭化细粉与65g活化剂混合均匀，加283g水后通入压球成型机内，得到粒径40mm的造球颗粒；其中，压球成型机的主轴转速为32r/min，压辊的直径为710mm，压辊长度为440mm；
活化剂的制备方法包括以下步骤：
S11、称取58g粉煤灰、14g硅藻土和11g硫酸钙，混合均匀后，研磨过30目筛，置于微波加热炉内，在650W的功率下将温度升高至740℃，微波处理30min，得到炭化熟料；
S12、将100g炭化熟料自然冷却至室温，研磨过200目筛得到细化筛料，使用680g、30wt％的硫酸溶液在45℃下搅拌浸出，减压抽滤，滤饼于90℃干燥16小时得到活化剂；
研磨过筛：将造球颗粒通入研磨机内，在入磨温度302℃、出磨温度76℃的条件下研磨30min，过350目筛得到煤矸石活化料。
对比例1
本对比例提供的一种煤矸石活化方法，与实施例1的区别在于，粉碎研磨步骤未添加助磨剂。
对比例2
本对比例提供的一种煤矸石活化方法，与实施例1的区别在于，微波炭化、吸附步骤替换为1100℃煅烧2小时得到炭化细粉。
对比例3
本对比例提供的一种煤矸石活化方法，与实施例1的区别在于，活化剂选择生石膏。
性能测试
将实施例1-4、对比例1-3制备的煤矸石活化料以420kg/m3的用量添加到硅酸盐水泥熟料中，混合均匀后于30cm*30cm*30cm的净浆试模中成型，测试初凝时间以及养护3天后的抗压强度，具体测试结果见下表：
测试项目 抗压强度/MPa 初凝时间/min
实施例1 12.96 158
实施例2 12.38 167
实施例3 12.67 165
实施例4 12.45 162
对比例1 10.06 192
对比例2 11.25 174
对比例3 10.24 178
从上表可以看出，本发明实施例制备的煤矸石活化料，制备得到的硅酸盐水泥在抗压强度上优于对比例，在初凝时间上小于对比例，说明煤矸石活化料具有良好的活化性能，作为水泥的胶凝材料能够良好地提高抗压强度，缩短初凝时间。对比例1由于粉碎研磨步骤未添加助磨剂，无法使煤矸石和铝土矿渣发生迅速的晶格畸变和局部破坏，使得煤矸石活化料的活性降低显著；对比例2由于微波炭化、吸附替换为煅烧，无法在短时间的热处理过程中使炭化细粉中Al2O3、SiO2的含量以及反应活性迅速提高，煤矸石活化料的活性有所降低；对比例3由于活化剂选择生石膏，无法达到粉煤灰和硅藻土的晶格畸变、局部破坏后增加内能并提高活性的效果。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，包括以下步骤：
粉碎研磨：按照重量份，将52～75份煤矸石、12～26份铝土矿渣和4～9份助磨剂混合均匀，粉碎研磨过20～30目筛得到混合细粉；
加热除湿：将混合细粉加入恒温搅拌机内，升温至105～115℃，以450～600rpm转速搅拌3～5小时得到含湿量小于0.6％的干燥细粉；
微波炭化、吸附：将干燥细粉加入微波加热炉内，并在微波加热炉的排气口处放置多孔吸附剂，在650～690W的功率下将温度升高至660～780℃，微波处理25～40min得到炭化细粉，多孔吸附剂对产生的废气进行吸附；
造球活化：将炭化细粉与活化剂按照重量比3～5：0.2～0.7混合均匀，加水后通入压球成型机内，得到粒径20～40mm的造球颗粒；
研磨过筛：将造球颗粒通入研磨机内，在入磨温度250～310℃、出磨温度70～90℃的条件下研磨20～30min，过200～350目筛得到煤矸石活化料。
2.根据权利要求1所述的环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，所述多孔吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆置于90～105℃烘干，粉碎后过20～30目筛得到玉米秸秆粉，将玉米秸秆粉加入浓度0.08～0.15mol/L的醋酸钙溶液中，再加入浓度3.6～4.5mol/L的醋酸铵缓冲液，混合搅拌均匀后，超声振荡20～30min，静置22～26小时得到秸秆混合液；
S2、向秸秆混合液中加入浓度0.02～0.09mol/L的磷酸二氢铵溶液，滴加10vt％的氨水调节pH值至7～8；水浴升温至100～110℃，回流搅拌反应20～26小时得到混合反应液；磷酸二氢铵溶液的体积用量为醋酸铵缓冲液体积的2～3倍；
S3、混合反应液过滤，滤饼使用去离子水洗涤2～4次，75～83℃干燥16～20小时得到羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物；
S4、羟基磷灰石/玉米秸秆粉混合物置于560～630℃焙烧炭化，研磨过100～200目筛得到多孔吸附剂。
3.根据权利要求2所述的环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，步骤S1中醋酸钙溶液的体积用量为玉米秸秆粉重量的3～5倍，醋酸铵缓冲液的体积用量为玉米秸秆粉重量的2～4倍。
4.根据权利要求1所述的环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，所述活化剂的制备方法包括以下步骤：
S11、按照重量份称取35～60份粉煤灰、8～15份硅藻土和5～12份硫酸钙，混合均匀后，研磨过20～30目筛，置于微波加热炉内，在620～670W的功率下将温度升高至650～750℃，微波处理20～30min，得到炭化熟料；
S12、将炭化熟料自然冷却至室温，研磨过100～200目筛得到细化筛料，使用25～50wt％的硫酸溶液在30～45℃下搅拌浸出，减压抽滤，滤饼于80～92℃干燥10～16小时得到活化剂，硫酸溶液的用量为细化筛料重量的3～7倍。
5.根据权利要求1所述的环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，所述煤矸石中SiO2、Al2O3的重量占比之和大于75％，铝土矿渣中Al2O3的重量占比大于40％，助磨剂选自硬脂酸铝、白炭黑、磷酸三钙、脱糖木质素磺酸钙、三乙醇胺的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，所述多孔吸附剂不与干燥细粉接触且其用量为干燥细粉重量的0.12～0.18倍。
7.根据权利要求1所述的环保免煅烧的煤矸石活化方法，其特征在于，造球活化步骤中水的用量为炭化细粉与活化剂重量之和的0.3～0.6倍，压球成型机的主轴转速为20～40r/min，压辊的直径为600～720mm，压辊长度为400～450mm。
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