专利名称：一种拜耳法赤泥型煤粘结剂及其生产方法
技术领域：
本发明涉及拜耳法工艺生产氧化铝排出的赤泥废渣的利用方法，具体地说，是一种利用拜耳法赤泥、高岭土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉为原料，生产型煤粘结剂，及其生产方法，属工业废渣利用和环保技术领域。
背景技术：
拜耳法赤泥是铝土矿经过湿法工艺提取氧化铝后产生的废弃物。利用拜耳法生产1吨氧化铝，大约要排出1. 0-1. 6吨赤泥(随着铝土矿品位的不同而变化)。赤泥是氧化铝厂最大的污染物，目前全世界每年约产生上亿吨的赤泥，但是只有极少量的得到利用。多数企业是沿用渣场堆存的方法，占用大量的土地资源，有的企业由于赤泥处理不善还造成了严重的环境污染或安全事故，所以如何做好赤泥的综合利用仍是当前亟待解决的世界性难题。为了解决这一难题，本系统单位科技人员，做了许多有益工作，先后申请专利如 《一种石灰烧结-拜耳法联合生产氢氧化铝的方法》申请号200710077821. 5 ；《拜耳法赤泥的综合利用》申请号2008100690660 ；《一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法》申请号 2010101000161 ；有的专利申请获国家专利，如《一种制块石灰烧结法处理拜耳法赤泥的方法》申请号2007100779735;《一种石灰烧结-拜耳法联合生产氢氧化铝的方法》申请号 2007100778215。上述专利申请有的已获得实施，产生明显的经济效益，如《一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法》，申请号2010101000161，有的或因工艺复杂，生产成本高等原因未能实施， 由于赤泥数量庞大，对环境影响很大，不断开拓研究赤泥的有效利用，仍是摆在本系统科技人员的重要课题。自去年国家工信部科技部联合印发《赤泥综合利用指导意见》以来，社会各界在不同领域不断的开发和促进赤泥综合利用工作。我国是以煤为主要能源的国家，资源的减少使燃煤价格居高不下，有效利用资源，节能降耗，防治污染是当前用煤企业的研究课题。发明人想到将赤泥作原料生产型煤粘结剂完全符合国家环保总局的科技攻关项目“工业型煤开发”与清洁能源生产技术的发展方向和要求。当前我国机械化采煤已经逐渐普及，随着机械化程度的不断提高，煤的平均粒度降低，原煤中所含煤屑增加。颗粒在l_3mm的煤屑已占总煤量的30%左右，甚至更高。因而利用煤粉制作型煤将会得到快速发展。目前，全国民用型煤量5000万吨以上，加上工业用型煤，则需用量会更多，民用型煤大多采用粘土作粘结剂，粘土没有脱硫功能，如按型煤生产操作的规范要求，加入粘结剂的同时，还要再配入一定的石灰或石灰石固硫、固氟。传统的煤粉掺入高岭土和石灰制煤球代替块煤技术在应用中缺点很多，只能勉强维持。近几年开发的各种有机或无机粘结剂也因工艺复杂、生产成本高成品热态强度低等等原因未能大范围的推广和应用。
发明内容
本发明的目的在于尽可能多地有效利用赤泥，变废为宝，为环保作出贡献，生产一种工业和民用两用的型煤粘结剂，而且型煤中粘接剂的用量要低于5%，粘接剂能增加煤燃值。考虑到我国工业和民用型煤生产量大，生产型煤的关键在于粘结剂，由于赤泥与高岭土有相似的组分，用赤泥代替高岭土作型煤粘结剂应当是可行的，但任何有效利用赤泥作原料生产的产品，都要解决两个问题，一是赤泥中含有2-7%的NaOH，二是赤泥中含有放射性，发明专利申请《拜耳法赤泥的综合利用》申请号2008100690660用赤泥完全代替高岭土和石灰作型煤粘结剂，由于粘结剂在型煤中的配比很高，达15-20%，只能用放射性很低的赤泥，否则，型煤燃烧的灰分放射性仍会污染环境。本发明以拜耳法赤泥(简称赤泥)、高岭土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉为原料，充分利用赤泥和高岭土两者间的优势互补，高岭土高含量的sio2，在型煤燃烧过程中可以固定赤泥的Na2O,赤泥中高含量的氧化钙可以代替石灰或石灰石固定煤中的硫和氟，减少燃煤对大气环境的污染，但是简单的用赤泥代替部分高岭土作型煤粘结剂，用传统的生产型煤方法，不仅粘结剂在型煤中的配比大，型煤燃烧后的灰分放射性高，污染环境，而且其粘结强度低，达不到工业用型煤标准，型煤的燃值大大低于原煤，所以必须要配以其他的粘结剂，并经特别的加工才行。本发明一种拜耳法赤泥型煤粘结剂，是以拜耳法赤泥、高岭土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉为原料，各原料粉磨粒度不低于100目，按配比加工生产成一种型煤粘结剂，其原料重量百分配比为拜耳法赤泥高岭土 腐殖酸粉末蕨根淀粉=20-50 % 30-50 % 10-20% 5-10%，总和100%，以干重计。可用玉米、红薯、马铃薯、芋头、木薯、山芋代替蕨根淀粉。本发明所用腐殖酸，能与赤泥中的碱生成腐殖酸盐，是煤的很好的粘结剂，同时在型煤的燃烧过程中，腐殖酸能增加型煤的燃值，使原煤不致因加入粘结剂而降低燃值。本发明所用的粉末蕨根淀粉与赤泥中的苛性钠糊化后，也是一种粘结剂，粉末蕨根淀粉同样能增加型煤燃值。本发明为达到粘结强度大，型煤粘结剂用量少，型煤燃值高，而且能消除赤泥的放射性和苛性钠对环境影响的目的，除原料配方配比起重要作用外，原料的粒度达到至少100 目以上也很重要，粒度小使粘结剂充分发挥有效作用，更易分散到煤粉之间，增强粘结强度，减少粘结剂的用量，由于赤泥含Na2O,极易吸水，要使粉磨粒度在100目以上，必须采用特定的设备对赤泥进行干燥，腐殖酸在烘干温度高，加热时间长时会导致结构破坏，因此腐殖酸的干燥也必须采用特定的设备。本发明一种拜耳法型煤粘结剂的生产方法，包括原料的干燥，粉碎，配料，均化，包装，其特征在于赤泥和高岭土的干燥用双浆叶干燥机，粉磨用雷蒙磨，粒度100-300目，腐殖酸的干燥用闪蒸式干燥机，粉碎用超细粉碎机，粒度100-300目。本发明生产工艺如说明书附图的生产工艺流程图，从图可知，原料赤泥，高岭土， 分别经双浆叶干燥机干燥，经雷蒙磨粉碎至100-300目，分别储存；腐殖酸经闪蒸式干燥机干燥，经过超细粉碎机粉碎至100-300目，储存；市购粉末蕨根淀粉100目储存，分别从原料储存室中用微机配料，经搅拌机均化、包装即为产品。本发明经试验，在煤粉中，只需加3-5% (w/w)的型煤粘结剂生产型煤，即可达到工业或民用型煤的要求。本发明具有下列特点1、型煤中粘接剂用量少，3-5% (w/w)，解决了赤泥中放射性的污染，由于型煤中粘结剂用量少，放射性经高度稀释，不致对环境造成影响。
2、型煤燃值高，型煤不会因粘结剂的加入而使燃值受影响，因粘结剂中有有机质腐殖酸和粉末蕨根淀粉。3、赤泥的nei2o受到高岭土中sw2的固定。4型煤燃烧产生的硫和氟被赤泥中CaO固定，减少对大气产生污染。5、赤泥得到有效利用，如果贵州每年生产50万吨型煤，就需粘结剂1.5万吨，可以消耗赤泥1. 0万吨。6、型煤粘结剂便于运输，可运到任何型煤加工厂。7、用途广泛，本发明产品可以用于民用和工业型煤的加工。8、生产工艺简单，流程短，投资少，成本低。9、是解决赤泥对环境污染的最佳途径。10、本发明生产的粘结剂制成的型煤技术指标优于现有各类粘结剂，同时处理拜耳法赤泥不仅有良好的经济效益，在环境保护方面社会效益也十分显著。11、本发明生产的是一种新型粘结剂，为本行业的生产发展开辟了一种新的思路。
附图为发明生产工艺流程，从图上可看出，包括原料干燥、粉碎、配料、 均化、包装，都与现有型煤赤泥粘结剂相似，但由于本发明要求各原料粒度不低于100目， 因此，赤泥和高岭土的干燥用双浆叶干燥机，粉磨用雷蒙磨，粒度100-300目，腐殖酸的干燥用闪蒸式干燥机，粉碎用超细粉碎机，粒度100-300目，粉末蕨根淀粉100目。原料分别储存在原料仓，经微机配料，均化，包装即为产品。
具体实施例方式本发明的试验是在贵州平坝创业环保科技开发有限责任公司进行，赤泥来自贵州平坝宏大铝化工有限公司，高岭土为当地附近的矿山。采用的赤泥和高岭土的化学成分
AW~SiO^~Fe1O3 Al2O3““CaO MgO““TiO2 K2O Na^OLoss Σ
办泥 15.39 14.67 21.93 21.29 0.76 4.15 0.7 6.5 11.92 97.85 高岭土 57. 88 6. 01 17. 80 1. 51 1. 89 2. 96 3. 47 1. 55 5. 15 98. 22将赤泥和高岭土分别经双浆叶干燥机干燥，经雷蒙磨粉碎至100-300目，分别储存在储存库，腐殖酸经闪蒸式干燥机干燥，经超细粉碎机粉碎至100-300目，储存在仓中， 市购粉末蕨根淀粉100目，储存在仓中，然后用微机按配比配料。实施例1 称取100-300目拜耳法赤泥30kg，称取100-300目高岭土 40kg，称取 100-300目腐殖酸20kg，称取粉末蕨根粉10kg，共计100kg，混勻，包装，每包50kg。实施例2 称取100-300目拜耳法赤泥50kg，称取100-300目高岭土 30kg，称取 100-300目腐殖酸Mkg，称取粉末蕨根粉^g，共计100kg，混勻，散装出售。上述实施例1和实施例2的原料按重量百分比配料制成粘结剂，再分别按3 5% 的比例掺入量制得型煤经质检部门测定参数如下表
权利要求
1.一种拜耳法赤泥型煤粘结剂，其特征是以拜耳法赤泥、高岭土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉为原料，各原料粉磨粒度不低于100目，按配比加工生产成一种型煤粘结剂， 其原料重量百分配比为拜耳法赤泥高岭土 腐殖酸粉末蕨根淀粉=20-50%, 30-50% 10-20% 5-10%，总和 100%，以干重计。
2.如权利要求1所述的一种拜耳法赤泥型煤粘结剂，其特征是用其他植物淀粉包括玉米、红薯、马铃薯、芋头、木薯、山芋代蕨根淀粉。
3.如权利要求1所述的一种拜耳法赤泥型煤粘结剂的生产方法，包括原料干燥、粉磨、 配料、均化、包装，其特征在于赤泥和高岭土的干燥用双浆叶干燥机，粉磨用雷蒙磨，粒度 100-300目，腐殖酸的干燥用闪蒸式干燥机，粉碎用超细粉碎机，粒度100-300目。
4.如权利要求1所述的一种拜耳法赤泥型煤粘结剂的使用方法，其特征是煤粉中粘接剂用量为3-5% (w/w)，且不影响原煤的实际发热值。
全文摘要
一种拜耳法赤泥型煤粘结剂，其特征是以拜耳法赤泥、高岭土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉为原料，各原料粉磨粒度不低于100目，按配比加工生产成一种型煤粘结剂，其原料重量百分配比为拜耳法赤泥∶高岭土∶腐殖酸∶粉末蕨根粉＝20-50％∶30-50％∶10-20％∶5-10％，总和100％，以干重计。其生产方法，包括原料干燥、粉碎、粉磨、配料、均化、包装，其特征在于赤泥和高岭土的干燥用双浆叶干燥机，粉磨用雷蒙磨，粒度100-300目，腐殖酸的干燥用闪蒸式干燥机，粉碎用超细粉碎机，粒度100-300目。
文档编号C10L5/10GK102311830SQ20111021776
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者肖建华, 郝俊峰, 高金萍 申请人:贵州平坝创业环保科技开发有限责任公司