一種改性脫硫石膏及其制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性脫硫石膏的制備方法，包括：將脫硫石膏原料粉碎至粒徑0.18-0.25mm，加入酸溶液中，攪拌，過濾，所得濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為5-30wt％的料漿，將所述料漿加入反應(yīng)釜中，加入改性劑，調(diào)節(jié)pH為6-8，進(jìn)行改性反應(yīng)，反應(yīng)后的脫硫石膏干燥至含水量為5-15wt％，獲得改性脫硫石膏。本發(fā)明還提供上述方法制成的改性脫硫石膏及其用作煤泥水沉降劑的用途。本發(fā)明方法工藝簡單，成本低廉，制得的改性脫硫石膏性質(zhì)穩(wěn)定，對煤泥水的沉降效果良好。
【專利說明】一種改性脫硫石膏及其制備方法和用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備改性脫硫石膏的方法、由該方法制得的改性脫硫石膏及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002]選煤廠的煤泥水是由懸浮液、電解質(zhì)和膠體組成的混合物，由于固體顆粒的粒度組成大小不一，又是一個多分散系統(tǒng)，組成及特性比較復(fù)雜，因此，選擇合適的沉降劑對于及時排除顆粒物，獲取澄清的循環(huán)水，實現(xiàn)選煤廠洗水閉路循環(huán)具有重要意義?，F(xiàn)有的煤泥水沉降劑有多種，如聚丙烯酰胺、明礬、氯化鋁、氯化鐵、氯化鈣、氧化鈣等。由于煤泥水沉降劑用量較大，而現(xiàn)有的沉降劑價格均較高，導(dǎo)致選煤廠沉降煤泥水的成本較高。
[0003]煙氣脫硫石膏是火電廠含硫燃料的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理后得到的副產(chǎn)品，排放量大，價格低廉，其主要成分與天然石膏一樣，也是CaSO4.2H20，具有純度高、成分穩(wěn)定、粒度小、有害雜質(zhì)少的特點，是一種品質(zhì)較好的石膏。目前脫硫石膏主要應(yīng)用于水泥生產(chǎn)、建筑墻體粉刷、石膏建筑砌塊生產(chǎn)等領(lǐng)域，現(xiàn)有的針對脫硫石膏的改性研究也多針對這些應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004]由于脫硫石膏的在水中的粘度大，分散性差，流動性差，加之含水量高，可用于吸附顆粒的表面能較低，因而不利于吸附煤泥水中的顆粒物，目前也沒有將脫硫石膏用作煤泥水沉降劑的相關(guān)研究和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種制備改性脫硫石膏的方法，該方法原料易得，工藝簡單，成本低廉，制得的改性脫硫石膏對煤泥水的沉降效果良好，適合用作煤泥水沉降劑。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供由上述方法制得的改性脫硫石膏。
[0007]本發(fā)明還提供上述改性脫硫石膏作為煤泥水沉降劑的用途。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一種改性脫硫石膏的制備方法，包括:
[0010](I)將脫硫石膏原料粉碎至粒徑0.18-0.25mm ；
[0011](2)將粉碎后的脫硫石膏原料加入酸溶液中，攪拌，過濾；
[0012](3)過濾所得濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為5_30wt%的料漿；
[0013](4)將所述料漿加入反應(yīng)釜中，加入改性劑，調(diào)節(jié)pH為6-8，進(jìn)行改性反應(yīng)；
[0014](5)將反應(yīng)后的脫硫石膏干燥至含水量為5-15wt%，獲得改性脫硫石膏。
[0015]優(yōu)選地,步驟(I)所述脫硫石膏原料粉碎至粒徑0.21-0.25mm。
[0016]脫硫石膏的粒徑對于煤泥水沉降具有重要影響。若粒徑過大，則沉降效果不佳且造成浪費；若粒徑過小，則會增大煤泥水粘度，不利于沉降。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脫硫石膏原料的粒徑在上述范圍內(nèi)時，最后制得的改性脫硫石膏的粒徑對煤泥水的沉降效果最佳。
[0017]優(yōu)選地，步驟(2)所述酸溶液為鹽酸溶液或硝酸溶液，濃度為1.5_3mol/L，所述酸溶液的用量為所述脫硫石膏原料重量的3-5倍。
[0018]步驟(2)的目的在于除去脫硫石膏原料中的酸溶性雜質(zhì)，例如碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂等，提高脫硫石膏的純度，使脫硫石膏更易于改性。
[0019]優(yōu)選地，步驟(3)所述料漿中的固相質(zhì)量濃度為5_15wt%。
[0020]優(yōu)選地，步驟(4)所述改性劑選自環(huán)氧樹脂、水解聚馬來酸、氯化鈉、十二烷基硫酸鈉、十四烷基硫酸鈉中的一種或兩種，更優(yōu)選為環(huán)氧樹脂和/或水解聚馬來酸。
[0021]優(yōu)選地,所述改性劑的加入量為所述脫硫石膏原料重量的0.5_5wt%。
[0022]步驟(4)可采用常規(guī)的堿溶液，例如氫氧化鈣溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值。
[0023]優(yōu)選地，步驟(4)所述改性反應(yīng)的反應(yīng)釜壓力為0.8-2.25MPa，反應(yīng)溫度為120-160°C，反應(yīng)時間為15-60min。在該反應(yīng)條件下，能夠使脫硫石膏達(dá)到需要的改性效果。
[0024]通過加入上述優(yōu)選的改性劑，調(diào)節(jié)pH至6-8，并采用上述改性條件，使得改性劑與料漿在合適的改性條件下接觸，使脫硫石膏的性質(zhì)向含水量降低、粘度降低、流動性增加，在水中分散性更好等適合作為煤泥水沉降劑的方向轉(zhuǎn)變，制得的改性脫硫石膏在水中分散性更好，從而能夠更有效地沉降煤泥水中的顆粒物。
[0025]優(yōu)選地，步驟(5)所述干燥的溫度為100-300°C?？刹捎贸夯驕p壓干燥方式，干燥設(shè)備可采用馬弗爐、真空干燥箱等。
[0026]本發(fā)明還提供由上述方法制成的改性脫硫石膏。
[0027]本發(fā)明還提供上述改性脫硫石膏作為煤泥水沉降劑的用途。
[0028]本發(fā)明提供了一種專門用作煤泥水沉降劑的改性脫硫石膏的制備方法，該方法工藝簡單，成本低廉；使用的改性劑無毒，制備過程安全環(huán)保。本發(fā)明方法制得的改性脫硫石膏粘度小，在煤泥水中容易分散均勻，從而能夠與煤泥水中的顆粒接觸充分，有效加速煤泥水沉降，并經(jīng)試驗驗證沉降效果顯著，所得的改性脫硫石膏性質(zhì)十分穩(wěn)定，不會反彈。本發(fā)明方法首次公開了將改性脫硫石膏用作煤泥水沉降劑的用途，與現(xiàn)有的煤泥水沉降劑相t匕，本發(fā)明產(chǎn)品的成本大幅降低且沉降效果顯著，同時為脫硫石膏這一火電廠副產(chǎn)品提供了一條新的應(yīng)用途徑。
【具體實施方式】
[0029]以下通過具體實施例的方式對本發(fā)明的改性脫硫石膏的制備方法進(jìn)行具體說明，但這些內(nèi)容并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。
[0030]以下實施例中采用的脫硫石膏原料均為西山煤電古交電廠的燃煤機組進(jìn)行煙氣脫硫產(chǎn)生的，采用的煤泥水為西山煤電太原選煤廠洗煤產(chǎn)生的。
[0031]實施例1
[0032]將50g脫硫石膏原料粉碎至粒徑為0.18-0.25mm,加入200mL的2mol/L的鹽酸溶液中，攪拌，過濾，濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為IOwt %的料漿，將所得料漿加入高壓反應(yīng)釜中，加入水解聚馬來酸2.5g，采用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)pH為7，釜內(nèi)壓力為1.25MPa，150°C下反應(yīng)30min，將反應(yīng)后的脫硫石膏脫水，并于150°C下干燥2.5小時，獲得改性脫硫石膏。
[0033]實施例2
[0034]將50g脫硫石膏原料粉碎至粒徑為0.18-0.25mm,加入180mL的2.5mol/L的鹽酸溶液中，攪拌，過濾，濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為8?1%的料漿，將所得料漿加入高壓反應(yīng)釜中，加入氯化鈉lg，采用氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)pH為6，釜內(nèi)壓力為1.0MPa，130°C下反應(yīng)20min，將反應(yīng)后的脫硫石膏脫水，并于150°C下干燥3小時，獲得改性脫硫石膏。
[0035]實施例3
[0036]將50g脫硫石膏原料粉碎至粒徑為0.18-0.25mm,加入150mL的2mol/L的鹽酸溶液中，攪拌，過濾，濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為13wt%的料漿，將所得料漿加入高壓反應(yīng)釜中，加入十二烷基硫酸鈉2g，采用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)pH為6.5，釜內(nèi)壓力為1.25MPa，150°C下反應(yīng)30min，將反應(yīng)后的脫硫石膏脫水，并于150°C下干燥3.5小時，獲得改性脫硫石骨。
[0037]實施例4
[0038]將50g脫硫石膏原料粉碎至粒徑為0.21-0.25mm,加入150mL的2mol/L的鹽酸溶液中，攪拌，過濾，濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為15wt%的料漿，將所得料漿加入高壓反應(yīng)釜中，加入十四烷基硫酸鈉2.5g，采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7，釜內(nèi)壓力為2.0MPa, 150°C下反應(yīng)40min，將反應(yīng)后的脫硫石膏脫水，并于150°C下干燥3.0小時，獲得改性脫硫石膏。
[0039]實施例5
[0040]將50g脫硫石膏原料粉碎至粒徑為0.21-0.25mm,加入150mL的2mol/L的鹽酸溶液中，攪拌，過濾，濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為12wt%的料漿，將所得料漿加入高壓反應(yīng)釜中，加入十四烷基硫酸鈉和環(huán)氧樹脂各lg，采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為8，釜內(nèi)壓力為2.25MPa，150°C下反應(yīng)40min，將反應(yīng)后的脫硫石膏脫水，并于150°C下干燥3小時，獲得改性脫硫石膏。
[0041]實施例6
[0042]將50g脫硫石膏原料粉碎至粒徑為0.21-0.25mm,加入150mL的2mol/L的鹽酸溶液中，攪拌，過濾，濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為12?1%的料漿，將所得料漿加入高壓反應(yīng)釜中，加入十四烷基硫酸鈉和氯化鈉各lg，采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為7，釜內(nèi)壓力為
2.0MPa, 150°C下反應(yīng)40min，將反應(yīng)后的脫硫石膏脫水，并于150°C下干燥3小時，獲得改性
脫硫石膏。
[0043]根據(jù)GB/T26919-2011 “選煤廠煤泥水自然沉降試驗方法”記載的方法，采用實施例1-6得到的改性脫硫石膏對選煤廠煤泥水進(jìn)行沉降試驗，同時以常用煤泥水沉降劑明礬和聚合氯化鋁作為對比沉降劑，進(jìn)行沉降試驗。試驗結(jié)果見表1。
[0044]表1
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種改性脫硫石膏的制備方法，包括: (1)將脫硫石膏原料粉碎至粒徑0.18-0.25mm ； (2)將粉碎后的脫硫石骨原料加入酸溶液中，攬祥，過濾； (3)過濾所得濾餅加水制成固相質(zhì)量濃度為5-30wt%的料漿； (4)將所述料漿加入反應(yīng)釜中，加入改性劑，調(diào)節(jié)pH為6-8，進(jìn)行改性反應(yīng)； (5)將反應(yīng)后的脫硫石膏干燥至含水量為5-15wt%，獲得改性脫硫石膏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述脫硫石膏原料粉碎至粒徑0.21-0.25mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述酸溶液為濃度為1.5-3mol/L的鹽酸溶液或硝酸溶液，所述酸溶液的用量為所述脫硫石膏原料重量的3-5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述料漿中固相質(zhì)量濃度為5-15wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述改性劑選自環(huán)氧樹脂、水解聚馬來酸、氯化鈉、十二烷基硫酸鈉、十四烷基硫酸鈉中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述改性劑的加入量為所述脫硫石膏原料重量的0.5-5wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述反應(yīng)釜內(nèi)壓力為0.8-2.25MPa，改性反應(yīng)的溫度為120_160°C，反應(yīng)時間為15_60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)所述干燥的溫度為100-300°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的方法制成的改性脫硫石膏。
10.權(quán)利要求9所述的改性脫硫石膏作為煤泥水沉降劑的用途。
【文檔編號】B01D21/01GK103990300SQ201410224968
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】趙厚增, 賀海濤, 栗金貴, 許聯(lián)航, 劉根茂, 朱子琪, 劉俊義 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團有限責(zé)任公司