本發(fā)明涉及一種煤矸石制備高嶺土技術(shù)，具體為一種用煤矸石制備高遮蓋性能煅燒高嶺土的工藝。

背景技術(shù)：

煤矸石是一種煤系高嶺土，其特點(diǎn)是原礦呈黑褐色，經(jīng)煅燒后白度較高，經(jīng)過(guò)粉碎、煅燒等深加工后可以作功能性材料應(yīng)用到造紙、涂料、橡塑、電線電纜、以及耐火材料等領(lǐng)域。不同的加工工藝可以賦予產(chǎn)品不同的應(yīng)用功能，本發(fā)明是利用煤矸石制備具有高遮蓋性能的煅燒高嶺土的工藝技術(shù)。

通常涂料工業(yè)采用鈦白粉做為主要填料，其優(yōu)點(diǎn)是能夠賦予涂料較高的遮蓋力，缺點(diǎn)是價(jià)格較貴（1萬(wàn)元/噸），造成涂料配方成本較高。為此涂料工業(yè)一直在找尋一種性價(jià)比高的填料來(lái)取代部分鈦白粉，以利于降低涂料生產(chǎn)成本。目前普通的煅燒高嶺土產(chǎn)品盡管價(jià)格較低（2000元/噸），但由于其遮蓋性能不太理想，所以高檔涂料制造商，尤其是遮蓋性能要求出眾的涂料制造商很少使用煅燒高嶺土作填料。

申請(qǐng)?zhí)枺?01410396022.4 公開(kāi)了一種由全煤矸石制備超高白度煅燒高嶺土的方法，采其中所述超高白度是指白度≥95%， 該方法包括將全部由煤矸石組成的原料在945-955℃之間的溫度下煅燒6小時(shí)以上，調(diào)節(jié)煅燒氣氛使得所述煤矸石在其中的炭被氧化為一氧化碳的條件下煅燒；其中所述煅燒是隔焰式煅燒，所述隔焰式煅燒是指被煅燒物料不與火焰直接接觸。該方案是以改造煅燒窯結(jié)構(gòu)為主要手段進(jìn)行調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了提高煤矸石制備高嶺土的遮蓋力不高的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種用煤矸石制備高遮蓋性能煅燒高嶺土的工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用煤矸石制備高遮蓋性能煅燒高嶺土的工藝，步驟為：煤矸石原礦→一次除鐵→破碎→選礦→過(guò)篩→二次除鐵→干法磨礦→自來(lái)水制漿→三次除鐵→濕法磨礦→再次除鐵→干燥→打散→煅燒→打散→產(chǎn)品。

首先在破碎前通過(guò)手選剔除煤矸石中混入的大塊石英類、炭塊等雜質(zhì)，電磁除鐵器一次除鐵，過(guò)篩，利用雙層振動(dòng)篩除掉矸石中混入的碎塊煤， 在破碎設(shè)備后設(shè)置永磁除鐵器除鐵進(jìn)行二次除鐵，自來(lái)水制漿時(shí)，漿料固含量至53-57%，在濕法磨礦工段，增加設(shè)置100目、325目、500目篩，排出磨礦過(guò)程中煤矸石自身夾帶的有機(jī)、無(wú)機(jī)類雜質(zhì)和25微米以上的粗顆粒，

再次除鐵采用三級(jí)濕法磁選除鐵技術(shù)進(jìn)行三次除鐵和再次除鐵，剔除磨礦過(guò)程中的機(jī)械鐵質(zhì)和礦物中的磁性物，在濕法磨礦過(guò)程中使用有機(jī)分散劑-聚丙烯酸鈉，加入量為1.3%左右，

煅燒使用內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯，在煅燒窯窯尾箱下設(shè)置了排濕料口，所述內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯的窯頭設(shè)置燃燒室，相應(yīng)在燃燒室上安設(shè)天然氣燃燒器，燃燒室前端安設(shè)助燃風(fēng)機(jī)，燃燒器部位安裝供氧風(fēng)機(jī)，所述燃燒器為天然氣燃燒器，煅燒溫度控制為980℃左右，所述供氧風(fēng)機(jī)的頻率為40-50Hz。

本申請(qǐng)以煤矸石為原料生產(chǎn)高遮蓋性能煅燒高嶺土，為了解決普通煅燒高嶺土遮蓋性能差的問(wèn)題，在煤矸石加工工藝方面開(kāi)展了一系列技術(shù)改進(jìn)，打破普通煅燒高嶺土的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，采用了以下多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新：

1）通過(guò)濕法磨礦使用有機(jī)分散劑聚丙烯酸鈉代替無(wú)機(jī)分散劑六偏磷酸鈉，實(shí)現(xiàn)了高嶺土的高固含量磨礦技術(shù)。

2）煤矸石增氧高效煅燒技術(shù)

3）實(shí)施多次精細(xì)除鐵、過(guò)篩工藝，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的純凈度

4）打散機(jī)上設(shè)置粗顆粒排放口，及時(shí)排出干燥后、煅燒后形成的高溫聚結(jié)較硬較粗顆粒，既可優(yōu)化粒度分布，也利于降低產(chǎn)品中篩余物等雜質(zhì)。

5）在煅燒窯的窯頭、窯尾箱上設(shè)置了排濕料口，及時(shí)排出煅燒窯爐煙塵中夾帶硬度較高顆粒較粗的過(guò)火料，有利于保持最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成的均勻性，提高產(chǎn)品遮蓋性能。

為了解決利用煤矸石制備高遮蓋性能煅燒高嶺土的難題，需要解決精細(xì)除雜工藝、增氧高效煅燒、改善產(chǎn)品粒度分布等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體工藝有點(diǎn)如下：

煤矸石本身含有部分炭等有機(jī)質(zhì)，易造成濕法磨細(xì)過(guò)程中隨漿料細(xì)度變化導(dǎo)致漿料粘度逐漸增大的現(xiàn)象，通常漿料固含量控制范圍在45%左右，方可保證漿料的流動(dòng)性，但存在漿料磨礦過(guò)程粒度分布范圍偏寬的缺陷，影響了產(chǎn)品的遮蓋性能。為了解決濕法磨礦過(guò)程中漿料的粒度分布問(wèn)題，提高漿料固含量至55%左右，可有效地解決粒度分布問(wèn)題，但流動(dòng)性變差，為此通過(guò)試驗(yàn)研究，利用特種無(wú)殘留高效添加劑作研磨助劑，既改善了漿料的粒度分布，也解決了漿料高固含量流動(dòng)性變差的問(wèn)題。

在破碎及粉碎過(guò)程中，煤矸石經(jīng)選礦、過(guò)篩、除鐵等除去了礦石夾帶的部分有機(jī)質(zhì)、石英類雜質(zhì)和部分鐵質(zhì)，在各道工序粉磨設(shè)備上設(shè)置了雜質(zhì)排放口，有效避免雜質(zhì)流入下道工序。首先在破碎前通過(guò)手選剔除煤矸石中混入的大塊石英類、炭塊等雜質(zhì)，保證了粉碎前的物料純凈度，利用雙層振動(dòng)篩除掉矸石中混入的碎塊煤和采礦、運(yùn)輸過(guò)程中帶入的游離石英等物質(zhì)，在各破碎設(shè)備前增設(shè)了電磁除鐵器和永磁除鐵器，既保護(hù)了設(shè)備也有利于除鐵。

在超細(xì)磨礦工段，增加設(shè)置500目篩，排出磨礦過(guò)程中煤矸石自身夾帶的有機(jī)、無(wú)機(jī)類雜質(zhì)和25微米以上的粗顆粒，同時(shí)采用多級(jí)濕法磁選除鐵技術(shù)，剔除磨礦過(guò)程中的機(jī)械鐵質(zhì)和礦物中的磁性物質(zhì)。

在濕法超細(xì)磨礦過(guò)程中使用有機(jī)分散劑-聚丙烯酸鈉，取代了傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)分散劑-六偏磷酸鈉，這有利于在煅燒過(guò)程減少高嶺土顆粒的燒結(jié)團(tuán)聚現(xiàn)象，解決了部分高嶺土顆粒煅燒時(shí)產(chǎn)生聚結(jié)或莫來(lái)石化而導(dǎo)致遮蓋性能下降的問(wèn)題。

在煅燒過(guò)程中，為了解決煅燒過(guò)程中部分物料產(chǎn)生的高溫過(guò)火料，降低產(chǎn)品的磨耗值，同時(shí)解決產(chǎn)品粒度分布范圍較寬的問(wèn)題，在回轉(zhuǎn)窯和打散機(jī)上分別做了以下技術(shù)改造：在煅燒窯窯尾箱上設(shè)置了排濕料口，同時(shí)也在煅燒窯窯頭箱上設(shè)置了排濕料口，及時(shí)排出煅燒窯爐煙塵中夾帶硬度較高、顆粒較粗的過(guò)火料。在煅燒前后物料解聚打散機(jī)上設(shè)置了粗大顆粒排放口，能夠及時(shí)排出煅燒導(dǎo)致的莫來(lái)石化聚結(jié)顆粒，有效降低了產(chǎn)品中的粗硬顆粒，技改實(shí)施后，既降低了產(chǎn)品的篩余物，也改善了產(chǎn)品的粒度分布范圍。通過(guò)實(shí)施煤矸石增氧高效煅燒技術(shù)，煅燒溫度可由原來(lái)的1050℃左右降到980℃左右，仍可獲得煅燒高嶺土預(yù)期的白度等性能，同時(shí)極大程度地避免了高嶺土的片狀結(jié)構(gòu)在高溫煅燒過(guò)程中受到破壞的現(xiàn)象，克服了因高溫煅燒而導(dǎo)致煅燒高嶺土片狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生卷曲而導(dǎo)致遮蓋性能降低的問(wèn)題。實(shí)施增氧高效煅燒技術(shù)，在煅燒過(guò)程中能夠保持其產(chǎn)品的片狀結(jié)構(gòu)，減少產(chǎn)品的莫來(lái)石化和顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，得到遮蓋性能很好的高遮蓋性能煅燒高嶺土。

煅燒前后產(chǎn)品實(shí)施打散分級(jí)控制，通過(guò)打散機(jī)粗顆粒排出，進(jìn)一步排出莫來(lái)石化物料等粗大顆粒，更好地改善煅燒高嶺土產(chǎn)品的粒度分布范圍。

通過(guò)以上多項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，成功實(shí)現(xiàn)了利用煤矸石制備出高遮蓋性能的煅燒高嶺土，該產(chǎn)品具有超越普通煅燒高嶺土的展色性能和遮蓋性能等優(yōu)點(diǎn)，高遮蓋性能的煅燒高嶺土的研制成功，提高了煅燒高嶺土在高檔涂料配方中的使用添加量10%，降低了鈦白粉在高檔涂料配方中的使用添加量，既降低了客戶涂料配方成本，也滿足了客戶對(duì)高檔涂料高遮蓋性能的要求，這種高遮蓋性能煅燒高嶺土經(jīng)客戶一年多的使用，反饋信息也證明了高遮蓋性能煅燒高嶺土的應(yīng)用可降低客戶的配方成本約15%?？蛻裘渴褂?噸高遮蓋性能的煅燒高嶺土，由于可降低部分鈦白粉用量，能為客戶降低成本500元左右。由于性價(jià)比較高，該產(chǎn)品市場(chǎng)份額也在逐年增加。

以下是我公司普通煅燒高嶺土（AnTec C-98 ）與高遮蓋性能煅燒高嶺土（AnTec C-98S）的性能對(duì)比表：

從上表性能對(duì)比分析來(lái)看，高遮蓋性能煅燒高嶺土粒徑分布范圍較窄,遮蓋率是98.2%，普通的煅燒高嶺土粒徑分布范圍較寬，遮蓋率為95.0%，兩者遮蓋率相差3.2%，高遮蓋性能煅燒高嶺土的這一優(yōu)勢(shì)可以滿足高檔涂料客戶對(duì)高遮蓋性能的要求，在客戶涂料配方中，可代替更多份額且售價(jià)較高的鈦白粉，降低涂料的成本。

高遮蓋性能煅燒高嶺土的研制成功，進(jìn)一步提升了廢棄煤矸石的附加值，使廢棄資源煤矸石的利用上了一個(gè)新臺(tái)階。

由煤矸石制備的高遮蓋性能煅燒高嶺土產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，一方面滿足了高端涂料客戶的需求，同時(shí)也為我公司開(kāi)辟了新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，由于具有出眾的遮蓋性能，其銷售價(jià)格比普通煅燒高嶺土高300元/噸，每年可為公司新增利潤(rùn)600萬(wàn)元，提高了廢棄資源煤矸石的附加值，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，化害為利。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 、一種用煤矸石制備高遮蓋性能煅燒高嶺土的工藝，步驟為：煤矸石原礦→一次除鐵→破碎→選礦→過(guò)篩→二次除鐵→干法磨礦→自來(lái)水制漿→除鐵→濕法磨礦→兩次除鐵→干燥→打散→煅燒→打散→產(chǎn)品。

首先在破碎前通過(guò)手選剔除煤矸石中混入的大塊石英類、炭塊等雜質(zhì)，保證了粉碎前的物料純凈度，利用雙層振動(dòng)篩除掉矸石中混入的碎塊煤， 在破碎設(shè)備前后設(shè)置電磁除鐵器和永磁除鐵器進(jìn)行一次除鐵和二次除鐵，既保護(hù)了設(shè)備也有利于除鐵。

制漿時(shí)，提高漿料固含量至53-57%，在濕法磨礦工段，增加設(shè)置100目、325目、500目篩，排出磨礦過(guò)程中煤矸石自身夾帶的有機(jī)、無(wú)機(jī)類雜質(zhì)和25微米以上的粗顆粒，同時(shí)采用三級(jí)濕法磁選除鐵技術(shù)進(jìn)行三次除鐵和再次除鐵，剔除磨礦過(guò)程中的機(jī)械鐵質(zhì)和礦物中的磁性物，在濕法磨礦過(guò)程中使用有機(jī)分散劑-聚丙烯酸鈉，加入量為1.3%左右，由于其在煅燒當(dāng)中的殘留量幾乎為零，比無(wú)機(jī)分散劑六偏磷酸鈉要低得多，可以降低因提高固含量而相應(yīng)增加分散劑用量帶來(lái)的分散劑殘留導(dǎo)致的物料燒結(jié)問(wèn)題。

煅燒設(shè)備使用內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯，在煅燒窯窯尾箱下設(shè)置了排濕料口，所述內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯的窯頭設(shè)置燃燒室，相應(yīng)在燃燒室上安設(shè)天然氣燃燒器，燃燒室前端安設(shè)助燃風(fēng)機(jī)，燃燒器部位安裝供氧風(fēng)機(jī)，所述燃燒器為天然氣燃燒器，煅燒溫度控制為980℃左右，所述供氧風(fēng)機(jī)的頻率為40-50Hz。

為了解決煅燒過(guò)程中部分物料產(chǎn)生的高溫過(guò)火料，降低產(chǎn)品的磨耗值，同時(shí)解決產(chǎn)品粒度分布范圍較寬的問(wèn)題，在回轉(zhuǎn)窯和打散機(jī)上分別做了以下技術(shù)改造：在煅燒窯窯尾箱上設(shè)置了排濕料口，同時(shí)也在煅燒窯窯頭箱上設(shè)置了排濕料口，及時(shí)排出煅燒窯爐煙塵中夾帶硬度較高、顆粒較粗的過(guò)火料。在煅燒前后物料解聚打散機(jī)上設(shè)置了粗大顆粒排放口，能夠及時(shí)排出煅燒導(dǎo)致的莫來(lái)石化聚結(jié)顆粒，有效降低了產(chǎn)品中的粗硬顆粒，技改實(shí)施后，既降低了產(chǎn)品的篩余物，也改善了產(chǎn)品的粒度分布范圍。