煤矸石煅烧生产群青的方法转让专利
申请号 : CN200810055385.6
文献号 : CN100595145C
文献日 : 2010-03-24
发明人 : 李梦兰
申请人 : 李梦兰
摘要 :
本发明涉及一种群青的生产方法，具体为煤矸石煅烧生产群青的方法。一种煤矸石煅烧生产群青的方法，步骤如下：选料、配料：包括煤矸石粉、石英粉、纯碱、硫磺、元明粉、木炭、膨润土、研磨、装锅、装窑、煅烧、出炉、挑选、初洗、研磨、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。本发明具有如下有益效果：1、有利于充分利用废弃煤矸石，保护生态环境，2、满足国内市场需求，参与国际市场竞争，出口创汇；3、促进产业结构调整和产品升级换代；4、缓解当地就业压力，促进地方经济发展。
权利要求 :
1、一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其特征在于步骤如下：1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，然后磨成325-500目 粉料装袋待用；
2)、配料：各原料重量比如下，煤矸石粉680～715公斤，石英粉95～105公 斤，纯碱750～770公斤，硫磺795～805公斤，元明粉110～120公斤，木炭145～155 公斤，膨润土20～30公斤；
3)、研磨：把配好的原料混合均匀，进行研磨，所有原料细度必须≥400目；
4)、装锅：将研磨好的原料分多次压实装入坩锅内，排列整齐，压力≥5公 斤；
5)、装窑；
6)、煅烧：点火，在20小时内升温至815～825℃，保温12～16小时；然后 在72小时内充分进氧降温至480℃～600℃，取样成色为黑绿即可，而后密闭全 部炉门，杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出炉；
7)、出炉；
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等；
9)、初洗：将锻烧时的结块充分分解、打碎，漂洗出半成品中的杂质、水 溶碱、木炭灰；
10)、研磨：根据用户对产品的要求，细化粒度；
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种群青的生产方法，具体为煤矸石煅烧生产群青的方法。
背景技术
群青是一种重要的无机颜料，其是一种复杂的钠铝硫代硅酸盐，分子式 Na6Al4Si6S4O20，是一种人造青金石色颜料，其颜料索引体系位列颜料蓝29号， 颜色编号：Pigment Blue 29-77007。群青具有无毒、耐高强、耐气侯性等优良 性能，通常在300℃以下不褪色，广泛用于塑料、油漆、油墨、橡胶、建筑、纸 张、洗涤剂、绘画颜料等行业生产中，其主要作用为提白、调色、着色以及作 树脂防老化剂、氢化裂解催化剂、海水提铀吸附剂等。
传统的群青制方法为：选用江苏常熟的一种天然高岭土为原料，经过挖掘， 研磨、淘洗、压块成型，配料时再进行细碎至325目，配制纯碱、硫磺等原料 进行锻烧。其存在的主要问题是原材料资源有限，加工工序多，成本高。所以 目前我国群青的产量小，主要依赖进口；而国外因劳动力和能源问题，致使产 量逐年下降，供不应求。
煤矸石是指煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物，占煤炭产量的 10％左右。煤矸石主要是由炭质泥岩、泥岩、粉砂岩、砂岩等岩石组成的混合 物。其矿物组成主要有高岭石、蒙脱石、长石、伊利石、方解石、黄铁矿、水 铝石和少量稀有金属矿物等组成，元素方成多达数十种。尽管煤矸石的成分复 杂，但绝大多数煤矸石除含少量炭质外，主要以硅、铝为主，其次是硫、铁、 钙、镁、钠、磷、钛等元素。
我国不仅是世界产煤大国，也是煤炭消费大国。中国每年生产1亿吨煤炭， 排放矸石1400万吨左右；从煤炭洗选加工来看，每洗选1亿吨炼焦煤排放矸石量 2000万吨，每洗1亿吨动力煤，排放矸石量1500万吨。目前全国历年累计堆放的 煤矸石约43亿吨(占中国工业固体废物排放总量的40％以上)，规模较大的煤矸 山有1600多座，占用土地约1.5万公顷。今后煤炭产量还将逐年增长，排矸量也 在逐年增加，加上以往积存的煤矸石，其数量相当巨大。
目前，我国大部分企业只对煤矸石进行简单的粗加工，以生产建筑材料为 主，档次低，产业链条短，使宝贵的资源遭到严重浪费。煤矸石废弃、堆积对 环境的危害很大：侵占大量土地，影响生态，破坏景观；矸石山的淋溶水(酸 性水)污染地下水源和江河，危害农作物和水产养殖业；由于煤矸石中有硫化 铁和含碳物质存在，还会自然发火，排放大量烟尘，严重污染大气，损害人体 健康，抑制植物生长，腐蚀建筑物结构；个别煤矸石山还有发生爆炸和崩落事 故的隐患，对矿区安全构成严重威胁。
传统的群青制方法为：选用江苏常熟的一种天然高岭土为原料，经过挖掘， 研磨、淘洗、压块成型，配料时再进行细碎至325目，配制纯碱、硫磺等原料 进行锻烧。其存在的主要问题是原材料资源有限，加工工序多，成本高。所以 目前我国群青的产量小，主要依赖进口；而国外因劳动力和能源问题，致使产 量逐年下降，供不应求。
煤矸石是指煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物，占煤炭产量的 10％左右。煤矸石主要是由炭质泥岩、泥岩、粉砂岩、砂岩等岩石组成的混合 物。其矿物组成主要有高岭石、蒙脱石、长石、伊利石、方解石、黄铁矿、水 铝石和少量稀有金属矿物等组成，元素方成多达数十种。尽管煤矸石的成分复 杂，但绝大多数煤矸石除含少量炭质外，主要以硅、铝为主，其次是硫、铁、 钙、镁、钠、磷、钛等元素。
我国不仅是世界产煤大国，也是煤炭消费大国。中国每年生产1亿吨煤炭， 排放矸石1400万吨左右；从煤炭洗选加工来看，每洗选1亿吨炼焦煤排放矸石量 2000万吨，每洗1亿吨动力煤，排放矸石量1500万吨。目前全国历年累计堆放的 煤矸石约43亿吨(占中国工业固体废物排放总量的40％以上)，规模较大的煤矸 山有1600多座，占用土地约1.5万公顷。今后煤炭产量还将逐年增长，排矸量也 在逐年增加，加上以往积存的煤矸石，其数量相当巨大。
目前，我国大部分企业只对煤矸石进行简单的粗加工，以生产建筑材料为 主，档次低，产业链条短，使宝贵的资源遭到严重浪费。煤矸石废弃、堆积对 环境的危害很大：侵占大量土地，影响生态，破坏景观；矸石山的淋溶水(酸 性水)污染地下水源和江河，危害农作物和水产养殖业；由于煤矸石中有硫化 铁和含碳物质存在，还会自然发火，排放大量烟尘，严重污染大气，损害人体 健康，抑制植物生长，腐蚀建筑物结构；个别煤矸石山还有发生爆炸和崩落事 故的隐患，对矿区安全构成严重威胁。
发明内容
本发明提供了一种煤矸石煅烧生产群青的方法。
本发明采用如下的技术方案实现：
1、一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其特征在于步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，然后磨成325-500目 粉料装袋待用；
2)、配料：各原料重量比如下，煤矸石粉680～715公斤，石英粉95～105公 斤，纯碱750～770公斤，硫磺795～805公斤，元明粉110～120公斤，木炭145～155 公斤，膨润土20～30公斤；
3)、研磨：把配好的原料混合均匀，进行研磨，所有原料细度必须≥400目；
4)、装锅：将研磨好的原料分多次压实装入坩锅内，排列整齐，压力≥5公 斤；
5)、装窑；
6)、煅烧：点火，在20小时内升温至815～825℃，保温12～16小时；然后 在72小时内充分进氧降温至480℃～600℃，取样成色为黑绿即可，而后密闭全 部炉门，杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出炉；
7)、出炉；
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等；
9)、初洗：将锻烧时的结块充分分解、打碎，漂洗出半成品中的杂质、水 溶碱、木炭灰；
10)、研磨：根据用户对产品的要求，细化粒度；
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
本发明选用当地废弃的煤矸石作为生产群青的主要原料，替代了传统的高 岭土方法。由江苏常熟高岭土煅烧生产群青的方法，改变为直接用煤矸石煅烧 生产群青的一步法生产工艺。
本发明所得的产品达到的技术性能指标如下表所示：
序号 项目 单位 标准要求 检测结果 项目结论 1 色光 符合 相符 合格 2 着色力 ％ 100±5 95 合格 3 含水量 ％ ≤1 0.90 合格 4 水溶性盐 ％ ≤1 0.87 合格 5 游离硫 ％ ≤0.3 0.29 合格 6 细度(300目筛) ％ ≤0.5 0.40 合格
本发明具有如下有益效果：
1、有利于充分利用废弃煤矸石，保护生态环境
把废弃煤矸石变为档次高、市场紧俏的群青无机染料，不仅可变废为宝， 而且保护生态环境，使占用的耕地得到复耕。
2、满足国内市场需求，参与国际市场竞争，出口创汇
我国本产品产量较小，主要依赖进口；国外因劳动力和能源问题，致使产 量逐年下降，供不应求。本发明不仅有利于满足国内市场需求，减少进口依赖， 而且有望参与国内外市场竞争，增加出口创汇能力。
3、促进产业结构调整和产品升级换代
目前，我国大部分企业只对煤矸石进行简单的粗加工，以生产建筑材料为 主，档次低，产业链条短，使宝贵的资源遭到严重浪费。实施煤矸石煅烧群青 项目，不仅有利于充分发挥国家投资的效益，产品升级换代，提高企业的生产 效益，同时可带动产业结构调整，延长产业链条，推进社会主义新农村建设发 挥重要的作用。
4、缓解当地就业压力，促进地方经济发展
煤矸石煅烧群青颜料的生产属劳动密集型产业，需要吸大量的工人和技术 人员从事生产加工，产品检验，产品销售，经营管理等工作。项目实施后，可 使当地的就业压力得到缓解，为当地经济发展提供新的税源。同时，还可带动 当地的运输业、包装业的发展，促进当地劳动力就地转化，保障社会稳定。
本发明采用如下的技术方案实现：
1、一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其特征在于步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，然后磨成325-500目 粉料装袋待用；
2)、配料：各原料重量比如下，煤矸石粉680～715公斤，石英粉95～105公 斤，纯碱750～770公斤，硫磺795～805公斤，元明粉110～120公斤，木炭145～155 公斤，膨润土20～30公斤；
3)、研磨：把配好的原料混合均匀，进行研磨，所有原料细度必须≥400目；
4)、装锅：将研磨好的原料分多次压实装入坩锅内，排列整齐，压力≥5公 斤；
5)、装窑；
6)、煅烧：点火，在20小时内升温至815～825℃，保温12～16小时；然后 在72小时内充分进氧降温至480℃～600℃，取样成色为黑绿即可，而后密闭全 部炉门，杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出炉；
7)、出炉；
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等；
9)、初洗：将锻烧时的结块充分分解、打碎，漂洗出半成品中的杂质、水 溶碱、木炭灰；
10)、研磨：根据用户对产品的要求，细化粒度；
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
本发明选用当地废弃的煤矸石作为生产群青的主要原料，替代了传统的高 岭土方法。由江苏常熟高岭土煅烧生产群青的方法，改变为直接用煤矸石煅烧 生产群青的一步法生产工艺。
本发明所得的产品达到的技术性能指标如下表所示：
序号 项目 单位 标准要求 检测结果 项目结论 1 色光 符合 相符 合格 2 着色力 ％ 100±5 95 合格 3 含水量 ％ ≤1 0.90 合格 4 水溶性盐 ％ ≤1 0.87 合格 5 游离硫 ％ ≤0.3 0.29 合格 6 细度(300目筛) ％ ≤0.5 0.40 合格
本发明具有如下有益效果：
1、有利于充分利用废弃煤矸石，保护生态环境
把废弃煤矸石变为档次高、市场紧俏的群青无机染料，不仅可变废为宝， 而且保护生态环境，使占用的耕地得到复耕。
2、满足国内市场需求，参与国际市场竞争，出口创汇
我国本产品产量较小，主要依赖进口；国外因劳动力和能源问题，致使产 量逐年下降，供不应求。本发明不仅有利于满足国内市场需求，减少进口依赖， 而且有望参与国内外市场竞争，增加出口创汇能力。
3、促进产业结构调整和产品升级换代
目前，我国大部分企业只对煤矸石进行简单的粗加工，以生产建筑材料为 主，档次低，产业链条短，使宝贵的资源遭到严重浪费。实施煤矸石煅烧群青 项目，不仅有利于充分发挥国家投资的效益，产品升级换代，提高企业的生产 效益，同时可带动产业结构调整，延长产业链条，推进社会主义新农村建设发 挥重要的作用。
4、缓解当地就业压力，促进地方经济发展
煤矸石煅烧群青颜料的生产属劳动密集型产业，需要吸大量的工人和技术 人员从事生产加工，产品检验，产品销售，经营管理等工作。项目实施后，可 使当地的就业压力得到缓解，为当地经济发展提供新的税源。同时，还可带动 当地的运输业、包装业的发展，促进当地劳动力就地转化，保障社会稳定。
具体实施方式
实施例1：一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，煤矸石的选择标准是 选用本地纯度高不带杂质的煤矸石为主要原料，采用风选式冲击磨将煤矸石磨 成325目粉料装袋待用。
2)、配料：煤矸石粉700公斤，纯碱760公斤，硫磺800公斤，石英粉100 公斤，元明粉115公斤，木炭150公斤，膨润土25公斤。
3)、研磨：把配好的原材料混合均匀，投入球磨机进行研磨，要求所有材 料细度必须高于400目以上，球磨2小时以上，3小时以下。
4)、装锅：将配好的原材料分多次压实装入坩锅内，排列整齐待用，压力 一般不低于5公斤。
5)、装窑：按照工艺要求把装好料的坩锅，按规定摆放。
6)、煅烧：温度控制：1、点火到升温至815℃，必须在20小时内完成，2、 然后保温，时间在12-16小时，3、进氧降温至480℃，时间为72小时，程序为 灶口全部打开，取样成色为黑绿后为正常，否则重新升温。而后密闭全部炉门， 杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出窑。
7)、出炉：待温度降到50℃。
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等。
9)、初洗：该程序是将锻烧时的结块充分分解、打碎，漂洗出半成品中的 杂质、水溶碱、木炭灰等。
10)、研磨：细化粒度，保证着色率。根据用户对产品的要求，确定研磨时 间的长短，研磨时间越长着色率越高。
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
实施例2：一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，煤矸石的选择标准是 选用本地纯度高不带杂质的煤矸石为主要原料，采用风选式冲击磨将煤矸石磨 成500目粉料装袋待用。
2)、配料：煤矸石粉680公斤，纯碱770公斤，硫磺795公斤，石英粉105 公斤，元明110公斤，木炭145公斤，膨润土30公斤。
3)、研磨：把配好的原材料混合均匀，投入球磨机进行研磨，要求所有材 料细度必须高于400目以上，球磨2小时以上，3小时以下。
4)、装锅：将配好的原材料分多次压实装入坩锅内，排列整齐待用，压力 一般不低于5公斤。
5)、装窑：按照工艺要求把装好料的坩锅，按规定摆放。
6)、煅烧：温度控制：1、点火到升温至825℃，必须在20小时内完成，2、 然后保温，时间在12-16小时，3、进氧降温至500℃，时间为72小时，程序为 灶口全部打开，取样成色为黑绿后为正常，否则重新升温。而后密闭全部炉门， 杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出窑。
7)、出炉：待温度降到50℃。
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等。
9)、初洗：该程序是将锻烧时结块的原材料充分分解、打碎、漂洗出半成 品中的杂质、水溶碱、木炭灰。
10)、研磨：细化粒度，保证着色率。根据用户对产品的要求，确定研磨时 间的长短，研磨时间越长着色率越高。
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
实施例3：一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，煤矸石的选择标准是 选用本地纯度高不带杂质的煤矸石为主要原料，采用风选式冲击磨将煤矸石磨 成400目粉料装袋待用。
2)、配料：煤矸石粉715公斤，纯碱750公斤，硫磺805公斤，石英粉95 公斤，元明粉120公斤，木炭155公斤，膨润土20公斤。
3)、研磨：把配好的原材料混合均匀，投入球磨机进行研磨，要求所有材 料细度必须高于400目以上，球磨2小时以上，3小时以下。
4)、装锅：将配好的原材料分多次压实装入坩锅内，排列整齐待用，压力 一般不低于5公斤。
5)、装窑：按照工艺要求把装好料的坩锅，按规定摆放。
6)、煅烧：温度控制：1、点火到升温至820℃，必须在20小时内完成，2、 然后保温，时间在12-16小时，3、进氧降温至500℃，时间为72小时，程序为 灶口全部打开，取样成色为黑绿后为正常，否则重新升温。而后密闭全部炉门， 杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出窑。
7)、出炉：待温度降到50℃。
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等。
9)、初洗：该程序是将锻烧时的结块充分分解、打碎、漂洗出半成品中的 杂质、水溶碱、木炭灰等。
10)、研磨：细化粒度，保证着色率。根据用户对产品的要求，确定研磨时 间的长短，研磨时间越长着色率越高。
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，煤矸石的选择标准是 选用本地纯度高不带杂质的煤矸石为主要原料，采用风选式冲击磨将煤矸石磨 成325目粉料装袋待用。
2)、配料：煤矸石粉700公斤，纯碱760公斤，硫磺800公斤，石英粉100 公斤，元明粉115公斤，木炭150公斤，膨润土25公斤。
3)、研磨：把配好的原材料混合均匀，投入球磨机进行研磨，要求所有材 料细度必须高于400目以上，球磨2小时以上，3小时以下。
4)、装锅：将配好的原材料分多次压实装入坩锅内，排列整齐待用，压力 一般不低于5公斤。
5)、装窑：按照工艺要求把装好料的坩锅，按规定摆放。
6)、煅烧：温度控制：1、点火到升温至815℃，必须在20小时内完成，2、 然后保温，时间在12-16小时，3、进氧降温至480℃，时间为72小时，程序为 灶口全部打开，取样成色为黑绿后为正常，否则重新升温。而后密闭全部炉门， 杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出窑。
7)、出炉：待温度降到50℃。
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等。
9)、初洗：该程序是将锻烧时的结块充分分解、打碎，漂洗出半成品中的 杂质、水溶碱、木炭灰等。
10)、研磨：细化粒度，保证着色率。根据用户对产品的要求，确定研磨时 间的长短，研磨时间越长着色率越高。
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
实施例2：一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，煤矸石的选择标准是 选用本地纯度高不带杂质的煤矸石为主要原料，采用风选式冲击磨将煤矸石磨 成500目粉料装袋待用。
2)、配料：煤矸石粉680公斤，纯碱770公斤，硫磺795公斤，石英粉105 公斤，元明110公斤，木炭145公斤，膨润土30公斤。
3)、研磨：把配好的原材料混合均匀，投入球磨机进行研磨，要求所有材 料细度必须高于400目以上，球磨2小时以上，3小时以下。
4)、装锅：将配好的原材料分多次压实装入坩锅内，排列整齐待用，压力 一般不低于5公斤。
5)、装窑：按照工艺要求把装好料的坩锅，按规定摆放。
6)、煅烧：温度控制：1、点火到升温至825℃，必须在20小时内完成，2、 然后保温，时间在12-16小时，3、进氧降温至500℃，时间为72小时，程序为 灶口全部打开，取样成色为黑绿后为正常，否则重新升温。而后密闭全部炉门， 杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出窑。
7)、出炉：待温度降到50℃。
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等。
9)、初洗：该程序是将锻烧时结块的原材料充分分解、打碎、漂洗出半成 品中的杂质、水溶碱、木炭灰。
10)、研磨：细化粒度，保证着色率。根据用户对产品的要求，确定研磨时 间的长短，研磨时间越长着色率越高。
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。
实施例3：一种煤矸石煅烧生产群青的方法，其步骤如下：
1)、选料：将煤矸石破碎为直径0.4～0.5mm的碎块，煤矸石的选择标准是 选用本地纯度高不带杂质的煤矸石为主要原料，采用风选式冲击磨将煤矸石磨 成400目粉料装袋待用。
2)、配料：煤矸石粉715公斤，纯碱750公斤，硫磺805公斤，石英粉95 公斤，元明粉120公斤，木炭155公斤，膨润土20公斤。
3)、研磨：把配好的原材料混合均匀，投入球磨机进行研磨，要求所有材 料细度必须高于400目以上，球磨2小时以上，3小时以下。
4)、装锅：将配好的原材料分多次压实装入坩锅内，排列整齐待用，压力 一般不低于5公斤。
5)、装窑：按照工艺要求把装好料的坩锅，按规定摆放。
6)、煅烧：温度控制：1、点火到升温至820℃，必须在20小时内完成，2、 然后保温，时间在12-16小时，3、进氧降温至500℃，时间为72小时，程序为 灶口全部打开，取样成色为黑绿后为正常，否则重新升温。而后密闭全部炉门， 杜绝空气进入，待温度降到50℃方可出窑。
7)、出炉：待温度降到50℃。
8)、挑选：选料标准为三级：色泽鲜亮质松为一等，其次为二等，最上面 的灰白为三等。
9)、初洗：该程序是将锻烧时的结块充分分解、打碎、漂洗出半成品中的 杂质、水溶碱、木炭灰等。
10)、研磨：细化粒度，保证着色率。根据用户对产品的要求，确定研磨时 间的长短，研磨时间越长着色率越高。
11)、压滤、烘干、破碎、计量包装成品、入库。