一种固体微纳米粉料提高胶状材料软化点制粉的方法与流程

本发明属于新型复合材料和环保
技术领域：
，特别涉及一种固体微纳米粉料提高胶状材料软化点制粉的方法。
背景技术：
：胶状材料如沥青、油渣等由于软化点较低，无法干磨制粉、难以有效处理和利用。前人为了改善这类材料的性状，做了大量工作。中国专利申请2012204769349提出了一种以通过萃取，蒸馏等利用油泥的方法，该方法通过蒸馏低沸点成分的方法提高了油泥的软化点，但工艺过于复杂，成本较高，而且分离过程存在安全隐患，可能污染环境，存在资源未能充分利用的问题。中国专利申请961095547提出了一种淤泥陶粒及其生产方法，该方法使用淤泥、油渣等加入黏土通过干馏制得陶瓷颗粒，但是由于该方法需要进行焙烧等，油渣里的可燃成分均被损失，造成资源不能有效利用，同时陶瓷粉体也无实际、有效的用途，因此实用性不强。中国专利申请200610048320x，提出了一种采用冷冻粉碎法制备煤沥青粉，首先将煤沥青冷冻至脆化温度，添加表面活性剂后将其粉碎至一定的粒径，该方法需要对沥青进行冷冻，并不能改变沥青的软化点和磨矿特性，无法对制备的沥青粉进行进一步的加工。如何在不损耗资源的前提下，将软化点较低的胶状材料转化为可利用的脆性材料，成为行业内亟待解决的问题。如何经济、环保地改性沥青、油渣等胶状材料的软化点，在常温下能够方便地制粉，是行业亟待解决的问题。技术实现要素：为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种固体微纳米粉料提高胶状材料软化点制粉的方法，该方法采用级配、活化半焦、灰渣、活性炭粉、煤粉等多孔微纳米粉料来提高油渣、沥青等胶状材料的软化点，在常温下方便制粉并从而实现其资源化利用。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种固体微纳米粉料提高胶状材料软化点制粉的方法，包括以下步骤：步骤1，先采用磨机，研磨固体微纳米粉料，研磨出平均粒径为研磨前后粒径之比为5：1～100：1的两个级分，按照质量比为2：8～8：2将研磨前后的固体微纳米粉料进行混合，得到进行级配的微纳米粉；步骤2，先将粘度<300mpa.s的胶状材料置于混合加热装置中，加热使其熔融，再加入级配后的微纳米粉，同时加入表面改性剂，充分搅拌，使体系粘度升高至1000-10000mpa.s；所述级配后的微纳米粉与胶状材料的质量比为1：9～3：7，所述表面改性剂的用量为胶状材料和级配的微纳米粉总质量的0.1-0.5％，步骤3，步骤2中的产物采用成型装置制成块状物料。优选地，所述步骤1中，研磨时间为30-200min。优选地，所述固体微纳米粉料为半焦、活性炭或灰渣。优选地，所述固体微纳米粉料研磨前的平均粒径为50-200μm。优选地，级配前后的微纳米粉的堆密度之比ρ2/ρ1>1.2。优选地，所述胶状材料为煤油共炼油渣、催化裂化油渣、油罐罐底油渣或沥青。优选地，所述表面改性剂为np8、np10、sp40或sp80。优选地，所述步骤2中，加热至150-240℃。优选地，所述步骤2中，搅拌时间为5-30min。优选地，所述磨机为球磨机、振动磨机或搅拌磨机，所述混合加热装置为密炼机或带有回流冷凝装置的反应釜，所述成型装置为单螺杆挤出机。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明是涉及一种级配半焦、灰渣、活性炭粉等多孔微纳米粉料来提高油渣、沥青等胶状材料的软化点的方法，制得的固体可以在常用磨机中制粉，具有良好的工业应用前景。本发明将多孔微纳米粉通过调整粒度分布、表面改性后，加入熔融油渣、沥青等胶状材料中，通过浆体粘度控制最终产物的软化点，使其满足直接磨粉的要求。该方法工艺简单，能耗低，能显著改善油渣、沥青等胶状材料的性质，使其适用常温制粉，具有良好的工业应用前景。本方法通过级配搭建骨架、吸附小分子，有效分割连续相等方式，提高了此类胶状材料的软化点，解决了以往此类胶状物质由于含油量高、连续相软化点低，难以加工制粉的难题。其特征是将半焦、灰渣、活性炭粉、纳米碳管等多孔微纳米材料研磨、级配制得一定粒度分布、表面活性和孔径分布的多孔微纳米粉料，将表面改性后的粉料加入油渣熔融体中，经搅拌、密炼等工艺过程混合均匀，粘度较高后、并冷却，使多孔微纳米粉体充分吸附胶状材料中的小分子，均匀地分散在体系中形成骨架，从而显著提高沥青和油渣等胶状材料的软化点，使其能够满足常温制粉的要求。本发明工艺简单、效果显著，使油渣、沥青等材料的软化点大幅度上升，可以满足常温下干磨制粉的相关要求。附图说明图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。实施例1(1)将0.5kg半焦(平均粒径100μm)加入球磨机中磨30min，使其平均粒径降低至20μm；取研磨后的细半焦粉0.2kg与未磨半焦粉按1：4的质量比混合。(2)将1(1)获得的级配半焦粉1kg边搅拌边缓慢加入装有熔融的煤油共炼油渣9kg的反应釜中(230℃，粘度200mpa.s)，并在混合过程中加入0.1％的界面改性剂np10。搅拌15min，获得粘度稳定的物料(230℃，3000mpa.s)。(3)将(2)制备的油浆，趁热倒入模具中，并自然冷却，采用单螺杆挤出机制成块状物料，制得高软化点油渣，并进行制粉。表1使用本方法和处理前后油渣的性能软化点哈氏可磨性指数实施例112280未处理82软化，无法测量实施例2(1)将0.5kg灰渣(平均粒径50μm)加入搅拌磨机中磨25分钟，使其平均粒径降低至10μm；制得的细灰与未研磨灰按1：9的质量比混合。(2)将(1)获得的级配灰渣5kg边搅拌边缓慢加入熔融的沥青15kg中(240℃，粘度210mpa.s)，并在混合过程中加入1％的界面改性剂sp40，搅拌10分钟后，获得粘度稳定的物料(240℃，5020mpa.s)。(3)将(2)制备的沥青，使用单螺杆挤出机进行造粒并空气冷却，使沥青不形成直粒径大于30mm的团块，制得高软化点沥青，并进行制粉。表2使用本方法和处理前沥青的性能软化点哈氏可磨性指数实施例214292未处理91软化，无法测量实施例3(1)将平均粒径为100μm的3kg活性炭粉(平均粒径200μm)加入振动磨机中磨200分钟，使其平均粒径降低至10μm，将制得的细粉2kg与未研磨活性炭粉按1：2的质量比混合。(2)将(1)获得的级配活性炭粉4kg边搅拌边缓慢加入熔融的油罐罐底渣油6kg中(150℃，粘度80mpa.s)，并在混合过程中加入0.5％的界面改性剂np8，使用密炼机搅拌15分钟获得粘度稳定的物料(150℃,2000mpa.s)。(3)将(2)制备的改性渣油，趁热使用双螺杆挤出机成型，并控制流速,使改性渣油形成粒径小于30mm的团块，制得高软化点改性渣由。表3使用本方法和处理前罐底油渣的性能软化点哈氏可磨性指数实施例313265未处理77软化，无法测定。实施例4(1)将平均粒径为100微米的2kg活性炭粉(平均粒径200μm)加入球磨机中磨150分钟，使其平均粒径降低至5μm。将制得的活性炭细粉1kg与煤粉(平均粒径为70μm)按7：1的质量比例混合。(2)将(1)获得的级配活性炭-纳米碳管粉体0.5kg缓慢加入熔融的催化裂化渣油3kg中(180℃，粘度30mpa.s)，并在混合过程中加入1％的界面改性剂np8搅拌5分钟后，获得粘度的物料(180℃,820mpa.s)。(3)将(2)制备的改性渣油，趁热倒入冷却模具，并以鼓风机进行空气冷却，使渣油形成形状规则的团块，制得高软化点改性渣油。表4使用本方法和处理前催化裂化油渣的性能软化点哈氏可磨性指数实施例412371未处理62软化，无法测定。实施例5(1)将1.5kg处理过废水的废活性炭粉(平均粒径200μm)加入球磨机中磨80分钟，使其平均粒径降低至30-40μm；将制得的细粉1kg与原有未研磨的活性炭按5：1的比例混合。(2)将(1)获得的级配活性炭粉体0.6kg缓慢加入熔融的催化裂化渣油2kg中(180℃，粘度600mpa.s)，并在混合过程中加入1％的界面改性剂sp80，在密炼机中混合15分钟后，获得粘度稳定0.5的物料(180℃,3000mpa.s)。(3)将(2)制备的改性渣油，趁热倒入冷却模具，并以鼓风机进行空气冷却并控制流速，使渣油形成形状规则的团块，制得高软化点改性形焦。表5使用本方法和处理催化裂化油渣的性能软化点哈氏可磨性指数实施例511871未处理62软化，无法测定。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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12