本發(fā)明屬于煤矸石再利用技術領域，特別涉及一種活性煤矸石的化學制備方法。
背景技術：
隨著世界經(jīng)濟高速迅猛的發(fā)展，各行各業(yè)對能源的需求越來越大，而煤炭作為目前世界上儲量巨大的固體燃料，一直以來都受到人們的青睞，成為日常生活和生產(chǎn)不可或缺的供能物質(zhì)。但是，隨著煤炭的大量開采，以煤矸石為代表的固體廢棄物被源源不斷地開采出來，由于其碳含量較低，同時含有大量的粘土類礦物，不易做供能物質(zhì)。因此，被大量任意堆放，一方面不僅占用了大量的土地和農(nóng)田，另一方面大量堆積的煤矸石，往往發(fā)生自燃，產(chǎn)生有毒氣體和大量粉塵，這些物質(zhì)溶于大氣和土壤中，對附近生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染。
按照國家發(fā)布的《煤矸石綜合利用管理辦法》中提出的煤矸石綜合利用以大宗利用為重點，將煤矸石發(fā)電、煤矸石建材及制品、復墾回填以及煤矸石山無害化處理等大宗利用煤矸石技術作為主攻方向。煤矸石用作水泥混合材屬于煤矸石在建材領域的重要應用方向，需要對煤矸石進行活性激發(fā)，激活方式包括熱煅燒、強堿作用、機械粉磨以及兩種以上的混合方式。熱煅燒煤矸石活化效果較好，但是耗能太高，經(jīng)濟可行性較差；強堿作用煤矸石對原料碳含量要求較高，一般要求煤矸石不含碳或者含碳量較低，否則會給建材產(chǎn)品帶來長期安全隱患；機械粉磨煤矸石綜合活化效果較差，目前只作為活化的輔助性手段。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種活性煤矸石的化學制備方法，解決現(xiàn)有的煤矸石活化技術中存在的能耗高、原料要求嚴、綜合活化效果差等方面的缺點。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種活性煤矸石的化學制備方法，它由下列步驟組成：
1）煤矸石預處理：采用物理或化學方法對煤矸石原料依次進行脫碳處理和脫硫處理，使其燒失量≤8%、SO3含量≤3.5%、80μm方孔篩篩余≤10%，所述物理或化學方法包括但不僅限于跳汰處理、溜槽處理、搖床處理和浮選處理；
2）活化劑的配制：取質(zhì)量分數(shù)為0.1987%～0.2518%的萘系、0.0102%～0.0130%的三聚氰胺、0.0095%～0.0145%的硅酸鈉、0.1891%～0.2658%礦粉混合均勻，并將其配制為濃度為0.3%～0.8%的活化劑水溶液；
3）將配制好的活化劑水溶液在5min內(nèi)均勻噴灑至質(zhì)量分數(shù)為99.4714%～99.5591%的煤矸石粉末中，通過攪拌機攪拌2～4h，攪拌機轉(zhuǎn)速為30～60r/min，攪拌結(jié)束后靜止24～48h,制得活性煤矸石。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，對煤矸石原料成分要求較低，可以處理高碳高硫含量的煤矸石，煤矸石原料經(jīng)過脫碳、脫硫處理之后，燒失量、硫等降至合理水平（燒失量≤8.0%，SO3含量≤3.5%），脫去的碳、硫可作為工業(yè)副產(chǎn)品，且脫硫脫碳屬于物理過程，相比煅燒除碳、除硫方式，可大大降低能耗并基本消除煅燒過程的環(huán)境污染；本發(fā)明所選活化試劑與現(xiàn)有堿性活化劑相比，不具有腐蝕性，易于調(diào)配生產(chǎn)；本發(fā)明的化學活化過程對煤矸石中碳含量要求較為寬松（燒失量≤8.0%），不僅可以處理經(jīng)預處理后滿足要求（燒失量≤8.0%，SO3含量≤3.5%）的煤矸石，也可以直接處理滿足要求（燒失量≤8.0%，SO3含量≤3.5%）的煤矸石原料，為拓寬煤矸石原材料的應用領域具有實用價值。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述。
實施例1
本實施例中的活性煤矸石的化學制備方法，它由下列步驟組成：
1）煤矸石預處理：采用物理或化學方法對煤矸石原料依次進行脫碳處理和脫硫處理，使其燒失量≤8%、SO3含量≤3.5%、80μm方孔篩篩余≤10%，所述物理或化學方法包括但不僅限于跳汰處理、溜槽處理、搖床處理和浮選處理；
2）活化劑的配制：取質(zhì)量分數(shù)為0.2518%的萘系、0.013%的三聚氰胺、0.0145%的硅酸鈉、0.2493%礦粉混合均勻，并將其配制為濃度為0.3%的活化劑水溶液；
3）將配制好的活化劑水溶液在5min內(nèi)均勻噴灑至質(zhì)量分數(shù)為99.4714%的煤矸石粉末中，通過攪拌機攪拌2h，攪拌機轉(zhuǎn)速為30r/min，攪拌結(jié)束后靜止24h,制得活性煤矸石。
實施例2
本實施例中的活性煤矸石的化學制備方法，它由下列步驟組成：
1）煤矸石預處理：采用物理或化學方法對煤矸石原料依次進行脫碳處理和脫硫處理，使其燒失量≤8%、SO3含量≤3.5%、80μm方孔篩篩余≤10%，所述物理或化學方法包括但不僅限于跳汰處理、溜槽處理、搖床處理和浮選處理；
2）活化劑的配制：取質(zhì)量分數(shù)為0.1987%的萘系、0.0102%的三聚氰胺、0.0095%的硅酸鈉、0.2225%礦粉混合均勻，并將其配制為濃度為0.8%的活化劑水溶液；
3）將配制好的活化劑水溶液在5min內(nèi)均勻噴灑至質(zhì)量分數(shù)為99.5591%的煤矸石粉末中，通過攪拌機攪拌4h，攪拌機轉(zhuǎn)速為60r/min，攪拌結(jié)束后靜止48h,制得活性煤矸石。
實施例3
本實施例中的活性煤矸石的化學制備方法，它由下列步驟組成：
1）煤矸石預處理：采用物理或化學方法對煤矸石原料依次進行脫碳處理和脫硫處理，使其燒失量≤8%、SO3含量≤3.5%、80μm方孔篩篩余≤10%，所述物理或化學方法包括但不僅限于跳汰處理、溜槽處理、搖床處理和浮選處理；
2）活化劑的配制：取質(zhì)量分數(shù)為0.2353%的萘系、0.013%的三聚氰胺、0.0145%的硅酸鈉、0.2658%礦粉混合均勻，并將其配制為濃度為0.5%的活化劑水溶液；
3）將配制好的活化劑水溶液在5min內(nèi)均勻噴灑至質(zhì)量分數(shù)為99.4714%的煤矸石粉末中，通過攪拌機攪拌2.5h，攪拌機轉(zhuǎn)速為40r/min，攪拌結(jié)束后靜止30h,制得活性煤矸石。
實施例4
本實施例中的活性煤矸石的化學制備方法，它由下列步驟組成：
1）煤矸石預處理：采用物理或化學方法對煤矸石原料依次進行脫碳處理和脫硫處理，使其燒失量≤8%、SO3含量≤3.5%、80μm方孔篩篩余≤10%，所述物理或化學方法包括但不僅限于跳汰處理、溜槽處理、搖床處理和浮選處理；
2）活化劑的配制：取質(zhì)量分數(shù)為0.24%的萘系、0.012%的三聚氰胺、0.0135%的硅酸鈉、0.1891%礦粉混合均勻，并將其配制為濃度為0.6%的活化劑水溶液；
3）將配制好的活化劑水溶液在5min內(nèi)均勻噴灑至質(zhì)量分數(shù)為99.5454%的煤矸石粉末中，通過攪拌機攪拌3h，攪拌機轉(zhuǎn)速為50r/min，攪拌結(jié)束后靜止40h,制得活性煤矸石。
本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應當理解，上述實施例不限于前述的細節(jié)，而應在權利要求所限定范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內(nèi)的變化和改型都應為權利要求所涵蓋。