一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113621794A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110962203.9(22)申请日2021.08.20(71)申请人湖北理工学院地址435000湖北省黄石市桂林北路16号湖北理工学院(72)发明人胡可雷家柳陈宇航江昆吴前龙肖蒙蒙蒋璇琪(74)专利代理机构黄石市三益专利商标事务所42109代理人王端英(51)Int.Cl.C22B1/16(2006.01)C01F7/02(2006.01)C21B13/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法(57)摘要本发明涉及一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，具体包括以下步骤：（1）将瓦斯灰和煤矸石分别研磨至200目以上的粉末状，再配加一定量的粘结剂，按一定比例充分混匀后压成圆柱形混合压块；（2）将步骤（1）制得的混合压块进行干燥处理；（3）将步骤（2）中得到的混合压块放入到加热炉内，在1120～1360℃的温度下反应90～180min，加热过程中持续向加热炉内通入氩气，或维持加热炉内一定的真空度，使反应在真空环境中反应完成；（4）将步骤（3）所得到的共还原产物经破碎、粉磨、磁选干燥得到硅铁合金粉，同时得到高氧化铝含量的尾渣；该方法可以在不加碳质还原剂的前提下，同步实现瓦斯灰和煤矸石的全资源化高附加值利用。CN113621794ACN113621794A权利要求书1/1页1.一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将瓦斯灰和煤矸石分别研磨至200目以上的粉末状，再配加一定量的粘结剂，按一定比例充分混匀后压成圆柱形混合压块；（2）将步骤（1）制得的混合压块进行干燥处理；（3）将步骤（2）中得到的混合压块放入到加热炉内，在1120～1360℃的温度下反应90～180min，加热过程中持续向加热炉内通入氩气，使反应全程在氩气气氛下反应完成，或维持加热炉内一定的真空度，使反应在真空环境中反应完成；（4）将步骤（3）所得到的共还原产物经破碎、粉磨、磁选干燥得到硅铁合金粉，同时得到高氧化铝含量的尾渣。2.根据权利要求1所述的一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，所述瓦斯灰和煤矸石的配料质量比为4～6：5。3.根据权利要求1所述的一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，所述粘结剂为质量分数为14～16%的聚乙烯醇，添加量为瓦斯灰和煤矸石总质量的14～16wt%。4.根据权利要求1所述的一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，所述混合压块需在烘箱中进行干燥处理，干燥温度为110～130℃，干燥时间为3～4h。5.根据权利要求1所述的一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，若全程通氩气保护，所述还原温度为1260～1360℃，还原时间为90～120min；若抽真空，其真空度控制在5～15Pa，还原温度为1120～1200℃，还原时间为150～180min。6.根据权利要求1所述的一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，步骤（4）中将还原后产物破碎、粉磨至粒度小于200目的占还原产物总质量的85%以上，所述磁选采用的是湿法磁选，磁场强度为：0.08～0.11T。7.根据权利要求1所述的一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法，其特征在于，所述步骤（4）中得到的粉状硅铁合金中，硅含量为18～22%，磁选后剩余的尾渣中含氧化铝达75%以上。2CN113621794A说明书1/4页一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法技术领域[0001]本发明涉及冶金固废资源化利用技术领域，尤其是涉及一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法。背景技术[0002]高炉瓦斯灰是高炉冶炼过程中产生的冶金固废之一。按冶炼每吨铁产生约20kg高炉瓦斯灰测算，我国每年产生的瓦斯灰量将达千万吨。如果处理不当，既造成资源的巨大浪费。同时，对生态环境的影响也较为严重，是每个钢铁企业必须面对的重要问题。[0003]而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。煤矸石弃置不用，占用大片土地，会污染大气、农田和水体。我国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。[0004]瓦斯灰中主要成分为三氧化二铁，并含有一定量的二氧化硅、三氧化二铝和固定碳。煤矸石中二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝的总含量在80%以上，并且含有一定的固定碳。经过文献检索发现，Fe2O3可有效促进SiO2的还原，降低反应温度，并同步分离Al2O（余文3轴,李杰,游志雄,党杰,吕学伟.粉煤灰碳热还原制备硅铁合金的研究[