CN115121575B - 一种煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，包括：以富含高岭石的煤矸石为原料，经过破碎或磨矿，分选得到黄铁矿、残煤和选后煤矸石产物；将选后煤矸石中的一部分与碱性物料混合后，以残煤为供热热源进行碱熔焙烧，得到碱熔物料；将选后煤矸石中的另一部分以残煤为供热热源进行高温煅烧，以将含有的高岭土转变为偏高岭土，得到矸石煅烧物料；将碱熔物料与矸石煅烧物料，以及镁基添加剂和黄铁矿混合、研磨，得到煤矸石基活性粉体材料；将含Se固废与煤矸石基活性粉体材料混合，加水反应，经过养护、成型，形成将含Se固废中的核素Se固化在其中的地质聚合物固化体。本发明变废为宝、环保经济、性能优越，达到以废治废的目的。
Description
技术领域
本发明涉及煤基固废综合利用及放射性固废安全处置领域，具体涉及一种煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法。
背景技术
煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物，大量堆存不仅会占据大量的土地资源，而且其中的有害物质会污染土壤、水源及大气。此外，煤矸石山堆放不规范、结构疏松，稳定性差，在无序开挖和自然雨水冲刷的情况下，极易引发滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，给当地人员的生命和财产安全构成严重威胁。因此，亟需开展煤矸石的资源化综合利用工作。
另外，79Se是铀的长寿命裂变产物之一，半衰期长达2.8×105年，是乏燃料后处理过程中备受关注的放射性核素。自然环境中，Se的主要化合价态有Se(VI)、Se(IV)、Se(0)和Se(-II)。79Se(IV)和79Se(VI)是79Se在核废料中常见的价态形式，在酸性或碱性环境中均具有很强的流动能力。一旦79Se被排放至人类环境中，将会导致大面积的土壤或水体污染，势必会给人类带来巨大的灾难。因此，针对富含79Se的废弃物，需要无害化处置。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种变废为宝、环保经济、性能优越的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，以解决现有煤矸石废弃物得到不妥善处理的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其包括以下步骤：
1)以富含高岭石的煤矸石为原料，经过破碎或磨矿，分选得到黄铁矿、残煤和选后煤矸石三种产物；
2)将步骤1)得到的选后煤矸石中的一部分与碱性物料混合后，以步骤1)中的残煤为供热热源进行碱熔焙烧，得到碱熔物料，所述碱性物料为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾中的一种或多种；
3)将步骤1)得到的选后煤矸石中的另一部分以步骤1)中的残煤为供热热源进行高温煅烧，以将含有的高岭土转变为偏高岭土，得到矸石煅烧物料；
4)将步骤2)得到的碱熔物料与步骤3)得到的矸石煅烧物料，以及镁基添加剂和黄铁矿按质量比为1-3:5-7:0.5-0.8:0.3-0.5混合、研磨，得到煤矸石基活性粉体材料；
5)将含Se废弃物与步骤4)得到的煤矸石基活性粉体材料混合，含Se固废的含量控制在30％以内，加水反应，经过养护、成型，形成将含Se废弃物中的核素Se固化在其中的地质聚合物固化体，然后地质填埋。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤1)中的破碎处理采用颚式破碎机和/或球磨机，破碎的煤矸石粒度小于0.25mm。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤1)中采用两段浮选法进行分选，具体为，一段浮选选出残煤，二段浮选选出黄铁矿和选后煤矸石。
作为本发明的进一步优选技术方案，所述两段浮选法中，一段浮选采用烃类复配药剂作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂进行浮选，二段浮选采用硫酸调节pH和硫酸铜作为活化剂，黄药作为捕收剂，2号油作为起泡剂进行浮选。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤2)中，碱熔焙烧的温度为500～850℃，时间为1.5～5h。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤3)中，煅烧温度为500～700℃，时间为3～ 12h。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤4中，镁基添加剂为氧化镁或氢氧化镁。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤4)中，研磨后得到的煤矸石基活性粉体材料的粒度为40微米以下。
作为本发明的进一步优选技术方案，步骤5)中，养护的条件为：首先在室温下密封养护一天，之后脱模，再在温度为20-80℃，湿度为85-95％的条件下继续养护3-28天。
本发明的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
1)煤矸石作为产量较大的大宗固废之一，本发明可以有效地消纳煤矸石，解决煤矸石堆积的环境问题，同时将制备的活性粉体材料应用于固化含Se固废，实现“以废治废”的理念，降低含Se固废处理成本；
2)利用煤矸石中硅、铝主要成分制备成活性粉体材料，类似水泥材料，通过加水反应即可实现固化，反应过程涉及到硅、铝主要成分的解聚、键合，形成以硅、铝组分为主的三维网状结构的地质聚合物固化体，解决了传统制备地质聚合物工艺中的碱液使用问题；
3)充分利用煤矸石中的化学组分，将黄铁矿加入，有针对性的对高化合价Se废弃物设计物料组分，其目的是利用二价铁的还原性将高化合价Se还原为低价，实现Se的稳定固化。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法提供的一实例的流程图；
图2为本发明地质聚合物固化体的微观结构及固化Se的机理图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本申请鉴于煤矸石中硅、铝的主要成分，以煤矸石为原料制备作为固化材料的煤矸石基活性粉体，并应用到含Se固废的安全处置，实现“以废治废”的理念。
如图1所示，本发明提供了一种煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其包括以下步骤：
步骤1)、以富含高岭石的煤矸石为原料，经过破碎、浮选，分选得到黄铁矿、残煤和选后煤矸石三种产物。
具体实施中，破碎处理采用颚式破碎机和/或球磨机，破碎的煤矸石粒度小于0.25mm，实现残煤和黄铁矿的有效解离。浮选处理采用两段浮选法，其中，一段浮选选出残煤，二段浮选选出黄铁矿和选后煤矸石。
优选地，两段浮选法中，一段浮选采用烃类复配药剂作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂进行浮选，二段浮选采用硫酸调节pH和硫酸铜作为活化剂，黄药作为捕收剂，2号油作为起泡剂进行浮选。
步骤2)、将步骤1)得到的选后煤矸石中的一部分与碱性物料混合后，并以步骤1)中的残煤为燃料进行碱熔焙烧，得到碱熔物料，所述碱性物料为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾中的一种或多种。
具体实施中，碱熔焙烧是使部分煤矸石转变为可溶态硅铝，作为激发剂使用。碱熔焙烧的温度为500～850℃，时间为1.5～5h。
步骤3)、将步骤1)得到的选后煤矸石中的另一部分以步骤1)中的残煤为燃料进行高温煅烧，以将含有的高岭土转变为偏高岭土，得到矸石煅烧物料。
具体实施中，煅烧是使高岭土变为偏高岭土，使煤矸石具有活性。煅烧温度为500～ 700℃，时间为3～12h。
步骤4)、将步骤2)得到的碱熔物料与步骤3)得到的矸石煅烧物料，以及镁基添加剂和黄铁矿按质量比为1-3:5-7:0.5-0.8:0.3-0.5混合、研磨，得到煤矸石基活性粉体材料(流程图中简称为活性物料)。
具体实施中，镁基添加剂为氧化镁或氢氧化镁。研磨后得到的煤矸石基活性粉体材料的粒度为40微米以下，较细的粒度，有利于后续的成型及固化过程中加快反应进行。
优选地，黄铁矿的加入，可利用黄铁矿在加水环境中进行氧化还原反应，以在后续的固化过程中，将高化合价Se还原为低价，增加固化稳定性。同时，黄铁矿的添加量相对较低，不会影响整体材料的强度及稳定性，即通过少许两的添加，即可满足设计需求。
步骤5)、将含Se固废与步骤4)得到的煤矸石基活性粉体材料混合，含Se固废的含量控制在30％以内，加水反应，经过养护、成型，形成将含Se废弃物中的核素Se固化在其中的地质聚合物固化体，然后地质填埋。
具体实施中，养护的条件为：首先在室温下密封养护一天，之后脱模，再在温度为20-80℃，湿度为85-95％的条件下继续养护3-28天。
本发明提出的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，以煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物(煤矸石)作为初始原料，合理地利用煤矸石中硅铝主要成分来制备地质聚合物，通过对固化有核素Se的地质聚合物固化体进行研究，结果表明，Se含氧阴离子可以以静电力的形式赋存于地质聚合物三维网状结构中。在固化过程中，将煤矸石中黄铁矿作为还原性添加剂，使煤矸石基活性粉体材料具备了还原特性，可将高价Se还原为更为稳定的低价Se，从而提高固化稳定性。在固化核素Se的过程中，将添加有黄铁矿与未添加黄铁矿的样品进行比较，其中添加有黄铁矿的情况下可使浸出率降低20％以上；此外，镁基添加剂的加入，进一步使得地质聚合物结构致密(如表1所示)。在固化核素Se的过程中，将添加有镁基添加剂与未添加镁基添加剂的样品进行比较，其中添加有镁基添加剂的情况下可使浸出效率降低35％以上。
表1.地质聚合物固化体样品的比表面积、孔体积及密实度数据
为了进一步研究本发明的地质聚合物固化体的结构特性，通过在电镜下观察，可以看到其地质聚合物呈现三维网状空间结构，将核素Se固化在该地质聚合物固化体中，则钠离子以键桥的方式将Se含氧阴离子与铝氧四面体负电荷平衡，使得Se含氧阴离子在地质聚合物中以静电力形式赋存，如图2所示。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以富含高岭石的煤矸石为原料，经过破碎或磨矿，分选得到黄铁矿、残煤和选后煤矸石三种产物；
2)将步骤1)得到的选后煤矸石中的一部分与碱性物料混合后，以步骤1)中的残煤为供热热源进行碱熔焙烧，得到碱熔物料，所述碱性物料为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾中的一种或多种；
3)将步骤1)得到的选后煤矸石中的另一部分以步骤1)中的残煤为供热热源进行高温煅烧，以将含有的高岭土转变为偏高岭土，得到矸石煅烧物料；
4)将步骤2)得到的碱熔物料与步骤3)得到的矸石煅烧物料，以及镁基添加剂和黄铁矿按质量比为1-3:5-7:0.5-0.8:0.3-0.5混合、研磨，得到煤矸石基活性粉体材料；
5)将含Se固废与步骤4)得到的煤矸石基活性粉体材料混合，含Se固废的含量控制在30％以内，加水反应，经过养护、成型，形成将含Se固废中的核素Se固化在其中的地质聚合物固化体，然后地质填埋。
2.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤1)中的破碎处理采用颚式破碎机和/或球磨机，破碎的煤矸石粒度小于0.25mm。
3.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤1)中采用两段浮选法进行分选，具体为，一段浮选选出残煤，二段浮选选出黄铁矿，剩余尾矿为选后煤矸石。
4.根据权利要求3所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，所述两段浮选法中，一段浮选采用烃类复配药剂作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂进行浮选，二段浮选采用硫酸调节pH和硫酸铜作为活化剂，黄药作为捕收剂，2号油作为起泡剂进行浮选。
5.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤2)中，碱熔焙烧的温度为500～850℃，时间为1.5～5h。
6.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤3)中，煅烧温度为500～700℃，时间为3～12h。
7.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤4中，镁基添加剂为氧化镁或氢氧化镁。
8.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤4)中，研磨后得到的煤矸石基活性粉体材料的粒度为40微米以下。
9.根据权利要求1所述的煤矸石基活性粉体制备及固化核素Se的方法，其特征在于，步骤5)中，养护的条件为：首先在室温下密封养护一天，之后脱模，再在温度为20-80℃，湿度为85-95％的条件下继续养护3-28天。
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Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2023171A (en) * | 1978-06-19 | 1979-12-28 | Atlantic Richfield Co | Process for Removing Sulfur from Coal |
| US5022983A (en) * | 1987-08-03 | 1991-06-11 | Southern Illinois University Foundation | Process for cleaning of coal and separation of mineral matter and pyrite therefrom, and composition useful in the process |
| JP2000081499A (ja) * | 1999-09-17 | 2000-03-21 | Hitachi Ltd | 放射性廃棄物の処理方法，放射性廃棄物の固化体及び固化材 |
| US6280694B1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-08-28 | Studsvik, Inc. | Single stage denitration |
| JP2004051410A (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 固化材及びそれを用いた汚染土壌の浄化方法 |
| CN101124179A (zh) * | 2005-02-21 | 2008-02-13 | P·皮沙 | 一种由碱金属氢氧化物制备固体材料的方法 |
| CN103934099A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 东北大学 | 一种降低镍黄铁矿精矿中镁含量的方法 |
| CN105080702A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-25 | 中国矿业大学 | 一种高效的煤系黄铁矿干法富集工艺及系统 |
| JP2015222184A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | 株式会社Ihi | 放射性物質分離方法、および、放射性物質分離装置 |
| CN105741899A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-07-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种放射性含硼废液的固化处理添加剂、固化配方及工艺 |
| CN106747680A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-31 | 湖北民族学院 | 一种碱法活化煤矸石中活性元素硒及其硒肥的制备方法 |
| JP2019043810A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | ガラス固化体の処理方法 |
| CN109752245A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-14 | 安徽建筑大学 | 一种煅烧煤矸石粉体材料活性的碱激发快速评价法 |
| JP2019177301A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 住友大阪セメント株式会社 | 重金属等不溶化材及びその製造方法、重金属等不溶化材の品質管理方法並びに重金属等不溶化方法 |
| CN110449118A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-15 | 中国矿业大学 | 一种改性煤矸石去除废水中铀的方法 |
| KR20200059977A (ko) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 한국과학기술연구원 | 황화철 광물 및 산화제를 이용한 우라늄 제거 방법 |
| CN111662022A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-15 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法 |
| CN111792650A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-20 | 青岛核盛智能环保设备有限公司 | 粉煤灰或煤矸石热熔盐法全元素回收利用工艺 |
| CN112919840A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-08 | 鄂尔多斯市金泰荣煤炭有限责任公司 | 一种矸石资源化利用工艺 |
| CN113185253A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-07-30 | 许泽胜 | 一种固化材料及其制备方法和应用 |
| CN113307524A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-08-27 | 内蒙古超牌新材料股份有限公司 | 一种煤矸石固废生产高活性偏高岭土混凝土外加剂的制备方法 |
| CN114192556A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-03-18 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矸石焙烧除铁增白方法及其制备的增白煤矸石材料 |
| CN114272925A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矸石基催化材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2069087A2 (en) * | 2006-07-19 | 2009-06-17 | Tower Technology Holdings (Pty) Limited | A method of agglomeration |
| US9656922B2 (en) * | 2013-04-30 | 2017-05-23 | Harsco Corporation | Coal refuse remediation process |
| FI126049B (fi) * | 2013-09-12 | 2016-06-15 | Global Ecoprocess Services Oy | Menetelmä metallien käsittelemiseksi |
| TW201609222A (zh) * | 2014-06-04 | 2016-03-16 | 首威公司 | 使用水溶性矽酸鹽源和含有鈣和／或鎂的材料穩定含鈉粉煤灰 |
| US9978470B2 (en) * | 2015-12-14 | 2018-05-22 | Uchicago Argonne, Llc | Immobilization of organic radioactive and non-radioactive liquid waste in a composite matrix |
| WO2019178838A1 (zh) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | 中国矿业大学(北京) | 一种适用于煤炭资源流态化开采的井田布局方法 |
-
2022
- 2022-06-27 CN CN202210740339.XA patent/CN115121575B/zh active Active
Patent Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2023171A (en) * | 1978-06-19 | 1979-12-28 | Atlantic Richfield Co | Process for Removing Sulfur from Coal |
| US5022983A (en) * | 1987-08-03 | 1991-06-11 | Southern Illinois University Foundation | Process for cleaning of coal and separation of mineral matter and pyrite therefrom, and composition useful in the process |
| JP2000081499A (ja) * | 1999-09-17 | 2000-03-21 | Hitachi Ltd | 放射性廃棄物の処理方法，放射性廃棄物の固化体及び固化材 |
| US6280694B1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-08-28 | Studsvik, Inc. | Single stage denitration |
| JP2004051410A (ja) * | 2002-07-19 | 2004-02-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 固化材及びそれを用いた汚染土壌の浄化方法 |
| CN101124179A (zh) * | 2005-02-21 | 2008-02-13 | P·皮沙 | 一种由碱金属氢氧化物制备固体材料的方法 |
| CN103934099A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 东北大学 | 一种降低镍黄铁矿精矿中镁含量的方法 |
| JP2015222184A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | 株式会社Ihi | 放射性物質分離方法、および、放射性物質分離装置 |
| CN105080702A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-25 | 中国矿业大学 | 一种高效的煤系黄铁矿干法富集工艺及系统 |
| CN105741899A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-07-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种放射性含硼废液的固化处理添加剂、固化配方及工艺 |
| CN106747680A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-31 | 湖北民族学院 | 一种碱法活化煤矸石中活性元素硒及其硒肥的制备方法 |
| JP2019043810A (ja) * | 2017-09-01 | 2019-03-22 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | ガラス固化体の処理方法 |
| JP2019177301A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 住友大阪セメント株式会社 | 重金属等不溶化材及びその製造方法、重金属等不溶化材の品質管理方法並びに重金属等不溶化方法 |
| KR20200059977A (ko) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 한국과학기술연구원 | 황화철 광물 및 산화제를 이용한 우라늄 제거 방법 |
| CN109752245A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-14 | 安徽建筑大学 | 一种煅烧煤矸石粉体材料活性的碱激发快速评价法 |
| CN110449118A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-15 | 中国矿业大学 | 一种改性煤矸石去除废水中铀的方法 |
| CN111662022A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-15 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 一种以石煤替代尾煤和硅质原料生产硅酸盐熟料的方法 |
| CN111792650A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-20 | 青岛核盛智能环保设备有限公司 | 粉煤灰或煤矸石热熔盐法全元素回收利用工艺 |
| CN112919840A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-08 | 鄂尔多斯市金泰荣煤炭有限责任公司 | 一种矸石资源化利用工艺 |
| CN113185253A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-07-30 | 许泽胜 | 一种固化材料及其制备方法和应用 |
| CN113307524A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-08-27 | 内蒙古超牌新材料股份有限公司 | 一种煤矸石固废生产高活性偏高岭土混凝土外加剂的制备方法 |
| CN114272925A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矸石基催化材料及其制备方法和应用 |
| CN114192556A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-03-18 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矸石焙烧除铁增白方法及其制备的增白煤矸石材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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