一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及煤矸石再利用技术领域，尤其涉及一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂及其制备方法。


背景技术：

2.煤矸石属于固废物，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。其主要成分是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）。煤伴生废石是矿业固体废物的一种，是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是矿业固体废物的一种，包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值。含热量不超过400大卡，有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石约1000mt，并且每年仍继续排放约100mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于回收煤炭，煤与矸石混烧发电，制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属，也可作肥料。上述用途中，将煤矸石用作修路材料以及制砖材料居多，但是目前用作煤矸石修路和制砖的固化剂的制备，在制备工艺上比较复杂，而且和煤矸石混合后，所形成的修路材料存才透水率不足、强度不足的缺点，所形成的制砖材料制成砖头后，存在保温性不高以及强度不足的缺点，因此需要进一步改进固化剂的工艺。


技术实现要素：

3.本发明就是针对上述问题，提出一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂及其制备方法,采用该固化剂及制备方法，所形成的修路材料透水性好，强度高，所形成的制砖材料制成砖头后，保温性好，强度高，使用寿命长。
4.为达到上述技术目的，本发明采用了一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂，包括以下质量百分数的组分，高岭土30
‑
40%，绿泥石15
‑
20%，伊利石15
‑
20%，聚乙烯醇1
‑
2%，丙烯酰胺1
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2% ，氨水1
‑
2% ，添加剂1
‑
2% ，过硫酸胺 0.5
‑
1%，亚硫酸氢钠 0.5
‑
1%。
5.作为本发明之优选，所述添加剂为纳米添加剂。
6.在上述基础上，本发明接着公开了一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将高岭土、绿泥石以及伊利石用粉碎设备粉碎后除杂质；（2）将粉碎后的高岭土、绿泥石以及伊利石放入研磨机里研磨到细粉级后放入混料机里混合一段时间；（3）将步骤（2）的混料放入加热设备中加热到一定温度，自然冷却至常温；（4）将一定比例的聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水、添加剂、过硫酸胺以及亚硫酸氢钠加
入步骤（3）混料中，并彻底搅拌混合；（5）将处理过的细粉级的煤矸石料和步骤（4）的混料按照一定比例充分混合后，即成为修路材料，或采用制砖设备和工艺制成煤矸石砖。
7.优选的，所述步骤（2）中，高岭土、绿泥石以及伊利石研磨的目数为200
‑
250目，放入混料机混合时间为20
‑
30分钟。
8.优选的，所述步骤（3）中，加热设备加热的温度为600
‑
800℃持续3小时。
9.优选的，所述步骤（5）中，作为修路材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比5，作为制砖材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比4。
10.本发明采用高岭土、绿泥石和伊利石三种优质黏土材料相混合，再辅以聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水、添加剂、过硫酸胺以及亚硫酸氢钠，制备方式较为简单，所制备后的固化剂，和煤矸石混合按照一定比例混合后，所形成的修路材料透水性好，强度高，所形成的制砖材料制成砖头后，保温性好，强度高，使用寿命长。
具体实施方式
11.下面采用具体实施方式对本发明作进一步的说明。
12.一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂，包括以下质量百分数的组分，高岭土30
‑
40%，绿泥石15
‑
20%，伊利石15
‑
20%，聚乙烯醇1
‑
2%，丙烯酰胺1
‑
2% ，氨水1
‑
2% ，添加剂1
‑
2% ，过硫酸胺 0.5
‑
1%，亚硫酸氢钠 0.5
‑
1%。
13.在本发明中，优选的添加剂为纳米添加剂。采用纳米添加剂，能够使各组分之间的结合度更好。
14.在上述基础上，本发明接着公开了一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将高岭土、绿泥石以及伊利石用粉碎设备粉碎后除杂质；（2）将粉碎后的高岭土、绿泥石以及伊利石放入研磨机里研磨到细粉级后放入混料机里混合一段时间；（3）将步骤（2）的混料放入加热设备中加热到一定温度，自然冷却至常温；（4）将一定比例的聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水、添加剂、过硫酸胺以及亚硫酸氢钠加入步骤（3）混料中，并彻底搅拌混合；（5）将处理过的细粉级的煤矸石料和步骤（4）的混料按照一定比例充分混合后，即成为修路材料，或采用制砖设备和工艺制成煤矸石砖。
15.优选的，在步骤（2）中，高岭土、绿泥石以及伊利石研磨的目数为200
‑
250目，放入混料机混合时间为20
‑
30分钟。
16.步骤（3）中，加热设备加热的温度为600
‑
800℃持续3小时。
17.优选的，在步骤（5）中，作为修路材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比5，作为制砖材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比4。
18.实施例一 一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂，包括以下质量百分数的组分，高岭土30%，绿泥石15%，伊利石15%，聚乙烯醇1%，丙烯酰胺1% ，氨水1% ，纳米添加剂1% ，过硫酸胺 0.5%，亚硫酸氢钠 0.5%。
19.在上述基础上，本实施例接着公开了一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将高岭土、绿泥石以及伊利石用粉碎设备粉碎后除杂质；（2）将粉碎后的高岭土、绿泥石以及伊利石放入研磨机里研磨到细粉级后放入混料机里混合20
‑
30分钟；（3）将步骤（2）的混料放入加热设备中600
‑
800℃持续3小时，自然冷却至常温；（4）将一定比例的聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水、添加剂、过硫酸胺以及亚硫酸氢钠加入步骤（3）混料中，并彻底搅拌混合；（5）将处理过的细粉级的煤矸石料和步骤（4）的混料按照一定比例充分混合后，作为修路材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比5，作为制砖材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比4。
20.实施例二 一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂，包括以下质量百分数的组分，高岭土40%，绿泥石20%，伊利石20%，聚乙烯醇2%，丙烯酰胺2% ，氨水2% ，纳米添加剂2% ，过硫酸胺 1%，亚硫酸氢钠 1%。
21.在上述基础上，本实施例接着公开了一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将高岭土、绿泥石以及伊利石用粉碎设备粉碎后除杂质；（2）将粉碎后的高岭土、绿泥石以及伊利石放入研磨机里研磨到细粉级后放入混料机里混合20
‑
30分钟；（3）将步骤（2）的混料放入加热设备中600
‑
800℃持续3小时，自然冷却至常温；（4）将一定比例的聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水、添加剂、过硫酸胺以及亚硫酸氢钠加入步骤（3）混料中，并彻底搅拌混合；（5）将处理过的细粉级的煤矸石料和步骤（4）的混料按照一定比例充分混合后，作为修路材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比5，作为制砖材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比4。
22.实施例三一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂，包括以下质量百分数的组分，高岭土35%，绿泥石17%，伊利石18%，聚乙烯醇1.5%，丙烯酰胺1.5% ，氨水1.5% ，纳米添加剂1.5% ，过硫酸胺 0.7%，亚硫酸氢钠 0.75%。
23.在上述基础上，本实施例接着公开了一种用于煤矸石修路及煤矸石制砖的固化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将高岭土、绿泥石以及伊利石用粉碎设备粉碎后除杂质；（2）将粉碎后的高岭土、绿泥石以及伊利石放入研磨机里研磨到细粉级后放入混料机里混合20
‑
30分钟；（3）将步骤（2）的混料放入加热设备中600
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800℃持续3小时，自然冷却至常温；（4）将一定比例的聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水、添加剂、过硫酸胺以及亚硫酸氢钠加入步骤（3）混料中，并彻底搅拌混合；（5）将处理过的细粉级的煤矸石料和步骤（4）的混料按照一定比例充分混合后，作
为修路材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比5，作为制砖材料，煤矸石料和混料的混合比例为1000比4。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。