一种煤矸石活化剂及制备方法和应用，所述的活化剂是由煤矸石复合主剂、CaO粉末和铁粉制成；煤矸石复合主剂是由具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料构成；Y2O3粉末与Y（NO3）3·5H2O和Zr（NO3）4·5H2O的质量比1：1：1；煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量比为（30%～80%）：（5%～30%）：（5%～30%）。取Y3＋、Zr4＋硝酸盐溶于水中，再加入载体，超声分散使Y3＋、Zr4＋负载于载体上；脱水制得煤矸石复合主剂；Y3＋、Zr4＋硝酸盐和Y2O3粉末与水之比均为1：50；煤矸石活化剂与黄泥、煤矸石粉混合燃烧热量＞3500Kcal/Kg，无烟气，林格曼黑度近于0级。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机混合物的制备方法，涉及到煤矸石活化剂及制备方法和应用。
技术介绍
煤矸石是采煤过程中和洗煤过程中排放的固体废物，是ー种在成煤过程中与煤层伴生的ー种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出来的矸石，以及洗煤气过程中挑出来洗矸石，其主要成分为A1203、SiO2,另外还含有数量不等的Fe203、CaO、MgO, Na2O, K2O, P2O5> SO3和微量的稀有元素(镓、银、钛、钴)。 由于煤矸石中含有可燃成分，因此理论上是可以燃烧的。然而其燃烧点比普通的煤炭要高，起火难度大，鼓风时会造成温度降低至燃点以下，是ー种难以持续燃烧的资源。目前关于将煤矸石的利用分成两个方向，ー个方向是将其转换成建筑材料或者沸石等；另ー个方向是转换成合格的燃料。转换燃料的研究大多采用加入硝酸盐或者高锰酸盐等办法，也就是利用助燃剂分解出氧气提高煤矸石的燃烧效率。这种办法虽然能够在一定程度上促进煤矸石的燃烧，但是助燃剂往往比煤矸石内的可燃物质分解的快，造成燃烧不完全，同时硫和氮的化合物分解出来造成环境污染。本研究采用的活化剂能够催化分解煤矸石内部的无机和有机成分，让煤矸石中的无机成分不会阻碍有机成分的燃烧，并且极大的减低有害气体的挥发。本专利技术的专利技术人贾若琨曾于2005年在日本“材料快报”上发表了 制备表面具有疏水性质的花瓣形或叶片形Y2O3粉末(贾若瑕等，Template senthesis and wettabilityproperties of large-scale floer-J_ike and Ieaf-IiKe YoO^ materials, meterialslertters, 2005, 59，4010-4012)。该文描述了ー种表面具有微-纳结构的高比表面积氧化钇粉末的制备方法。这种粉末不仅具有较大的比表面积，同时具有很强的催化活性。2007年在长春的《应用化学》上发表的ー篇论文，记载了 Y2O3的制备方法“1. 5gY2O3用硝酸溶解得到Y(NO3)3，加入2g尿素溶液，并将溶液稀释至100ml，加热沸腾3_5min至稍微浑浊，得到溶胶。溶胶冷却后，室温下浸泡使其进入模板，溶胶中的粒子留在模板中，将模板60°C烘干6h，然后将模板在1000°C烧结lh。得到的粉末重新分散到水中(超声波分散)，然后滴加在硅片上，蒸干水分后得到花球形结构微粒。溶胶进入模板后用丙酮洗涤，最终烘干、培烧得到叶片形微粒。” ZL2007100555607也记载了“ー种表面具有微-纳结构的超疏水Y2O3粉末材料，其特征在于该材料是由下列前体制成Y(N03)3X5H20、六次甲基四肢、聚苯こ烯高分子模板、C3以下小分子醇；其中，Y(N03)3X5H20与六次甲基四胺摩尔比为I :3 ;Y(N03)3X5H20与所述的高分子模板质量比为I :1 I :2 ; C3以下小分子醇的用量为10晕升的95%的质量百分含量。将所述的Y (NO3)3X 5H20与六次甲基四胺在水反应后，加热至68 85°C恒温5 20分钟，得到Y(OH) 3前驱体溶胶，将聚苯こ烯高分子模板浸在所述的溶胶中，离心后在40 50°C下烘干6 7小时后，放在C3以下小分子醇中浸泡IO分钟，取出在40 50°C下烘干30分钟，然后于750 900°C下烧lh，得到表面具有微-纳结构的超疏水的Y2O3粉末材料。”。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种能够活化煤矸石中惰性成分，实现煤砰石的充分燃烧等。本专利技术的技术方案是一种煤矸石活化剂，是由煤矸石复合主剂、CaO粉末和铁粉制成；所述的煤矸石复合主剂是由具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料构成；所述的Y2O3粉末功能材料是由无数5 10μ m的颗粒,颗粒表面分布着50 IOOnm的微孔,其中构成煤矸石复合主剂的Y2O3粉末功能材料与Y (NO3) 3*5H20和Zr (NO3) 4 ·5Η20的质量比I :1 I ;所述的煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量比为(30% 80%) (5% 30%) (5% 30%)，煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量之和为100%。上述的具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料的制备方法，它是由下列前驱体制成 Y(NO3) 3 · 5Η20、六次甲基四肢、聚苯こ烯高分子模板、97wt%的こ醇;其中，Y (NO3) 3 · 5H20与六次甲基四肢的摩尔比为I :3 ；Y (NO3)3 · 5Η20与所述的聚苯こ烯高分子模板质量比为I :1 I :2 ;97wt%的こ醇的用量为每克硝酸钇加入IOml ;经干燥脱水和高温焙烧制得所述的Y2O3粉功能材料；其制备方法如下将所述的Y (NO3) 3 · 5H20与六次甲基四胺在水中反应后，加热至85°C恒温20分钟，得到Y(OH)3前驱体透明溶胶，将聚苯こ烯高分子模板加至上述溶胶中搅拌lh，离心后于85°C烘干Ih后在IOml 97wt%的こ醇溶液中浸泡lOmin，再85°C烘干6h，并于900°C以下温度烧lh，得到无数5 10μ m的颗粒，颗粒表面分布着50 IOOnm微孔的表面具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料。上述的一种煤矸石活化剂的制备方法，取Y (NO3) 3 · 5H20和Zr (NO3) 4 · 5H20溶于水中，得到活性组分Y3 'Zr4 +溶液，再加入具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料载体，超声分散，使Y3 +、Zr4+活性组分负载于具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料载体上；然后于90°C条件下蒸干溶液中的水分，制得煤矸石复合主剂，其中，水与Y (NO3) 3*5H20,Zr2 (NO3)4·5Η20和具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料的质量比为50:1:1:1 ;再向煤矸石复合主剂中加入CaO粉末和铁粉，使它们之和为100%，其中，煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量比为(30% 80%) (5% 30%) (5% 30%)，混合均匀得到煤矸石活化剂。如权利要求I所述的具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料的制备方法，它是由下列前驱体制成Y (NO3) 3 · 5Η20、六次甲基四肢、聚苯こ烯高分子模板、97wt%的こ醇；其中，Y(NO3) 3 ·5Η20与六次甲基四胺的摩尔比为I :3 ；Y (NO3) 3 ·5Η20与所述的聚苯こ烯高分子模板质量比为I :1 I :2 ;97wt%的こ醇的用量为每克硝酸钇加入IOml ;经干燥脱水和高温焙烧制得所述的Y2O3粉功能材料；其制备方法如下将所述的Y (NO3) 3 · 5H20与六次甲基四肢在水中反应后，加热至85°C恒温20分钟，得到Y (OH) 3前驱体透明溶胶，将聚苯こ烯高分子模板加至上述溶胶中搅拌lh，离心后于85°C烘干Ih后在IOml 97wt%的こ醇溶液中浸泡lOmin，再85°C烘干6h，并于900°C以下温度烧lh，得到无数5 ΙΟμηι的颗粒，颗粒表面分布着50 IOOnm微孔的表面具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料。上所述的ー种煤矸石活化剂的应用，将煤矸石活化剂与黄泥、40 80目筛下的煤矸石粉，按照质量比I :1 :98的比例混合后，加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矸石活化剂，是由煤矸石复合主体、CaO粉末和铁粉制成；所述的煤矸石复合主剂是由具有微？纳结构的Y2O3粉末功能材料构成；所述的Y2O3粉末功能材料是由无数5～10μｍ的颗粒，颗粒表面分布着50～100nm的微孔，其中构成煤矸石复合主剂的Y2O3粉末功能材料与Y（NO3）3·5H2O和Zr（NO3）4·5H2O的质量比1：1：1；所述的煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量比为（30%～80%）：（5%～30%）：（5%～30%），煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量之和为100%。
【技术特征摘要】
1.一种煤矸石活化剂，是由煤矸石复合主体、CaO粉末和鉄粉制成；所述的煤矸石复合主剂是由具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料构成；所述的Y2O3粉末功能材料是由无数5 ΙΟμηι的颗粒,颗粒表面分布着50 IOOnm的微孔,其中构成煤砰石复合主剂的Y2O3粉末功能材料与Y (NO3) 3 · 5Η20和Zr (NO3) 4 · 5Η20的质量比1:1:1 ;所述的煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量比为(30% 80%) (5% 30%) (5% 30%)，煤矸石复合主剂与CaO粉末和铁粉的质量之和为100%。2.如权利要求I所述的具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料的制备方法，它是由下列前驱体制成Y (NO3)3 · 5Η20、六次甲基四肢、聚苯こ烯高分子模板、97wt%的こ醇；其中，Y(NO3) 3 ·5Η20与六次甲基四胺的摩尔比为I :3 ；Y (NO3) 3 ·5Η20与所述的聚苯こ烯高分子模板质量比为I :1 I :2 ;97wt%的こ醇的用量为每克硝酸钇加入IOml ;经干燥脱水和高温焙烧制得所述的Y2O3粉功能材料；其制备方法如下将所述的Y (NO3) 3 · 5H20与六次甲基四胺在水中反应后，加热至85°C恒温20分钟，得到Y (OH) 3前驱体透明溶胶，将聚苯こ烯高分子模板加至上述溶胶中搅拌lh，离心后于85°C烘干Ih后，在IOml 97wt%的こ醇溶液中浸泡lOmin，再85°C烘干6h，并于900°C以下温度烧lh，得到无数5 ΙΟμηι的颗粒，颗粒表面分布着50 IOOnm微孔的表面具有微-纳结构的Y2O3粉末功能材料。3.如权利要求I所述的ー种煤矸石活化剂的制备方法，取Y(Ν03)3·5Η20和Zr (NO3)4 · 5Η20溶于水中，得到活性组分Y3 +、Zr4 +溶液，再加入具有微-纳结构Y2O3粉末功能材料的载体，超声分散，使Y3 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾若琨，
申请(专利权)人：吉林市熠华石化碳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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