利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法与流程

1.本技术涉及工业固废物理化处理技术领域，尤其涉及一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法。


背景技术：

2.工业固废是指在工业生产活动中产生的固体废物，例如，高炉渣、尾矿、钢渣、赤泥、有色金属渣、煤矸石、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、脱硫石膏以及盐泥等非危险固体废物。甲基丙烯分子填充母料是生产pal、pcl以及pbat等产品中涉及的可循环、可降解助剂中最重要的添加剂，目前pal主要消费领域是包装材料，占总消费量的65％左右，预计未来将以20％-30％的速度增长，2010-2015年我国平均增产率达到34.22％。
3.纵观现有技术，在利用煤矸石制备复合材料方面，尚处于起步阶段，需要进一步进行研究分析，在保证复合材料有足够力学性能条件下，需进一步完善可降解性，可循环使用性，用物理性处置，尽可能提高工业固废的添加量，为扩大工业固废的规模化高值利用开辟新途径。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法，促进了煤矸石的规模化、高值利用，同时扩大和替代了传统限制材料的适用领域。
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法，其特征在于：所述方法包括：
6.s1、对煤矸石进行预处理，得到改性后的添加物粉体；
7.s2、将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与助剂混合；
8.s3、将步骤s2中混合后的物料放入造粒设备中造粒出环保可降解的甲基丙烯分子填充母料。
9.在一个实施例中，在步骤s1中，所述对煤矸石进行预处理，得到改性后的添加物粉体包括：
10.s11、将煤矸石置于预设温度中煅烧预设时间，使煅烧后的产物中，氧化钙与碳酸钙的质量总量达到50％以上；其中，在所述煅烧后的产物中，所述氧化钙的占比和碳酸钙的占比均与所述预设温度和预设时间相关；
11.s12、将煅烧后的产物冷却后进行研磨处理，得到粒度小于1250目的混合物粉体；
12.s13、将所述粒度小于1250目的混合物粉体与聚丙烯或聚乙烯混合，得到改性后的添加物粉体。
13.在一个实施例中，所述将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与助剂包括：
14.将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与热稳定剂、抗氧剂、润滑剂混合；
15.其中，所述改性后的添加物粉体的质量含量为97-99％，所述热稳定剂、抗氧剂和
润滑剂的质量总含量为1-3％。
16.在一个实施例中，在步骤s13中，
17.所述粒度小于1250目的混合物粉体的质量含量为70-90％，所述聚丙烯或聚乙烯的质量含量为10-30％。
18.在一个实施例中，
19.在步骤s11中，所述煅烧后的产物中，氧化钙的含量为30-40％，碳酸钙的含量为20-30％。
20.在一个实施例中，在步骤s11中，
21.所述预设温度为1000-1800℃，所述预设时间为2-3h。
22.在一个实施例中，所述将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与助剂混合之前，所述方法还包括：
23.s1’、将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体进行脱硫处理。
24.在一个实施例中，所述热稳定剂包括硬脂酸或苯甲酸中的任一种或两种的组合。
25.在一个实施例中，所述抗氧剂包括抗氧剂1076和抗氧剂ca中的任一种或几种组合。
26.在一个实施例中，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯和石蜡中的任一种或几种组合。
27.本公开提供的一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法，相比于现有技术，通过控制煅烧时间和煅烧温度，使煅烧后的产物中，氧化钙与碳酸钙的质量总量达到50％以上，并将煅烧后的产物进行研磨处理，以得到粒度小于1250目的混合物粉体，并将该混合物粉体与聚丙烯或聚乙烯混合，得到改性后的添加物粉体，从而将化学性的二次污染改成无污染的物理性处理，使之在生产过程中具有无废水、无废渣、无废气、环保的工艺特性，制品具有自然降解，力学性能耐低温，可循环使用，促进粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏等工业固废制备规模化高值利用，同时替代了传统纤维材料和塑料材质。
28.同时本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法制备的甲基丙烯分子填充母料增加了可降解性和物理性，并且制备所得的母料可替代传统纤维质材料和高强高导耐热材料，耐腐蚀材料，是实施新材料创新发展领域的重大突破，改变了以往针对煤矸石热化学处理及填埋处理的方式，从而实现了零排放和可循环使用的生态环保和处理，杜绝了二次污染问题，提高了生产率和使用范围，改变了传统煤矸石作为添加物只用于通用塑料制品和建材用品的途径。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
30.图1为本公开实施例提供的一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法的流程图。
31.图2为本公开实施例提供的另一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法的流程图。
具体实施方式
32.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
33.图1为本公开实施例提供的一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
34.步骤s1、对煤矸石进行预处理，得到改性后的添加物粉体；
35.在一个实施例中，在步骤s1中，如图2所示，所述对煤矸石进行预处理，得到改性后的添加物粉体包括：
36.s11、将煤矸石置于预设温度中煅烧预设时间，使煅烧后的产物中，氧化钙与碳酸钙的质量总量达到50％以上；其中，在所述煅烧后的产物中，所述氧化钙的占比和碳酸钙的占比均与所述预设温度和预设时间相关；
37.在一个实施例中，所述预设温度为1000-1800℃，所述预设时间为2-3h。
38.本步骤中，将预设温度设置为1000-1800℃，将预设时间设置为2-3h，以保证本公开实施例获得的煅烧后的产物中，氧化钙和碳酸钙的质量总量达到50％以上。
39.在一个实施例中，所述煅烧后的产物中，氧化钙的含量为30-40％，碳酸钙的含量为20-30％。
40.s12、将煅烧后的产物冷却后进行研磨处理，得到粒度小于1250目的混合物粉体；
41.本步骤中，将煅烧后的产物冷却后进行研磨处理，使得到的粒度小于1250目的混合物粉体为纳米级石粉，从而便于在后续工艺中与其他物料混合的更加均匀。
42.s13、将所述粒度小于1250目的混合物粉体与聚丙烯或聚乙烯混合，得到改性后的添加物粉体。
43.本步骤中，将粒度小于1250目的混合物粉体与聚丙烯或聚乙烯放在混合机中进行混合，以确保均匀度达到预设要求，从而得到改性后的添加物粉体。
44.在一个实施例中，所述粒度小于1250目的混合物粉体的质量含量为70-90％，所述聚丙烯或聚乙烯的质量含量为10-30％。
45.步骤s2、将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与助剂混合；
46.在一个实施例中，所述将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与助剂包括：
47.将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与热稳定剂、抗氧剂、润滑剂混合；
48.其中，所述改性后的添加物粉体的质量含量为97-99％，所述热稳定剂、抗氧剂和润滑剂的质量总含量为1-3％。
49.在一个实施例中，所述热稳定剂包括硬脂酸或苯甲酸中的任一种或两种的组合。
50.在一个实施例中，所述抗氧剂包括抗氧剂1076和抗氧剂ca中的任一种或几种组合。
51.在一个实施例中，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯和石蜡中的任一种或几种组合。
52.可选地，所述将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体与助剂混合之前，所述方法还包括：
53.s1’、将步骤s1得到的所述改性后的添加物粉体进行脱硫处理。
54.本实施例中，通过在将改性后的添加物粉体与助剂混合之前，对改性后的添加物粉体进行脱硫处理，以除去污染空气的二氧化硫等有害物。
55.本公开提供的一种利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法，相比于现有技术，通过控制煅烧时间和煅烧温度，使煅烧后的产物中，氧化钙与碳酸钙的质量总量达到50％以上，并将煅烧后的产物进行研磨处理，以得到粒度小于1250目的混合物粉体，并将该混合物粉体与聚丙烯或聚乙烯混合，得到改性后的添加物粉体，从而将化学性的二次污染改成无污染的物理性处理，使之在生产过程中具有无废水、无废渣、无废气、环保的工艺特性，制品具有自然降解，力学性能耐低温，可循环使用，促进粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏等工业固废制备规模化高值利用，同时替代了传统纤维材料和塑料材质。
56.同时本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法制备的甲基丙烯分子填充母料增加了可降解性和物理性，并且制备所得的母料可替代传统纤维质材料和高强高导耐热材料，耐腐蚀材料，是实施新材料创新发展领域的重大突破，改变了以往针对煤矸石热化学处理及填埋处理的方式，从而实现了零排放和可循环使用的生态环保和处理，杜绝了二次污染问题，提高了生产率和使用范围，改变了传统煤矸石作为添加物只用于通用塑料制品和建材用品的途径。
57.下面将以具体的实施例对本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法进行详细地说明。
58.s1、对煤矸石进行预处理，得到改性后的添加物粉体；其具体包括：
59.步骤s11、将煤矸石在1000-1800℃预煅烧2-3小时，使煅烧后的产物中，氧化钙与碳酸钙的质量总量达到57％；其中，氧化钙的含量为35％，碳酸钙的含量为22％。
60.步骤s12、将煅烧后的产物冷却后进行研磨处理，得到粒度小于1250目的混合物粉体；
61.步骤s13、将质量含量为70-90％的粒度小于1250目的混合物粉体与质量含量为10-30％聚丙烯或聚乙烯混合，得到改性后的添加物粉体。
62.步骤s2、将步骤s1得到的质量含量为97-99％的所述改性后的添加物粉体与质量总含量为1-3％的热稳定剂、抗氧剂、润滑剂混合。
63.s3、将步骤s2中混合后的物料放入造粒设备中造粒出环保可降解的甲基丙烯分子填充母料。其中，所述热稳定剂包括硬脂酸或苯甲酸中的任一种或两种的组合；抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂ca中的任一种或几种组合；润滑剂为硬脂酸，硬脂酸钙，聚乙烯，石蜡中的任一种或几种组合。
64.需要说明的是，本公开实施例中，在得到甲基丙烯分子填充母料之后，可通过挤压设备制成一次性消耗用品，还可用于建材装饰用品及工业包装等，且在制备过程中对于能源的耗用量较少，有助于改善因二氧化碳所造成的全球暖化等问题。制备的产品在使用后，可以被当作垃圾被送到焚化炉进行燃烧处理，因其中含有甲基丙烯分子填充母料细粒及无毒的聚丙烯或聚乙烯可以燃烧，在燃烧时细粒由于粉化而使聚丙烯或聚乙烯燃烧，因此在燃烧中不会因缺氧闷烧而产生黑烟，无毒聚丙烯或聚乙烯燃烧后没有毒性释放，二氧化碳的排出量最少，可以减缓地球的暖化，相关制品使用后被弃于室外，在阳光照射下约六个月就脆化成破碎蛋壳装，回归大自然。
65.本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法与公布号为cn104356505a的专利相比，对比性能如下：
66.其中，测试标准参照gb\t2679-2005，生产的厚度为分别为3mm和5mm的挤出层面产品。将本公开实施例中厚度为3mm的产品称作实施例1，将厚度为5mm的产品称作实施例2；将公布号为cn104356505a中厚度为3mm的产品称作对比1，将厚度为5mm的产品称作对比2。
67.表1性能对比
68.对比类别对比例1对比例2实施例1实施例2厚度(mm)3535耐破强度(kpa)588784693932戳穿强度(j)12161823边压强度3.54.04.55.5
69.由表1的数据可知，与对比例1相比，本公开的实施例1的耐破强度、戳穿强度、边压强度分别提高了18％、50％、29％。与对比例2相比，本公开的实施例2的耐破强度、戳穿强度、边压强度分别提高了19％、44％、37％。
70.本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法与公布号为cn104356505a的专利相比，对比工艺如下：
71.公布号为cn104356505a的专利属于化工材料制备领域，本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法属于物理领域。
72.为了使本领域的技术人员更好地理解本公开实施例方法，本公开实施例按照gb18580-2001、gb18586-2001、gb\t16422.2-2014限量值e1对本公开实施例中利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的进行检测，检测结果如下：
73.[0074][0075]
最后需要说明的是，本公开实施例提供的利用煤矸石生产甲基丙烯分子填充母料的方法，不需要水洗涤，也不需要强酸、强碱以及漂白剂化学制备，完全用物理煅烧方法，扬长避短，发扬其独特的防水，防潮，防蛀，防化学腐蚀，耐撕裂，展平性好，表面平滑度好等力学物理性优势，在生产过程中不加一滴水，做到无废水，废气，废渣排放，从源头控制环保，节约石油资源。在生产过程中采用的是无机物处理的干法系统，可降解，同时减少二氧化碳气体的排放量，无毒，具有良好的抗菌性等环保优势。利用该甲基丙烯分子填充母料制备的产品应用领域极其广泛，从而替代了传统纤维制备和普通塑料材料，能为社会节省大量的林木资源和减少二次污染，从替代传统塑料制备材料角度来看，它能够节约大量的石油资源，产品使用后能够降解，不会造成二次污染，同时，该甲基丙烯分子填充母料还可以用于生产建材装饰及工业包装产品等领域。
[0076]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0077]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。