[發(fā)明專利]一種高硫煤矸石燒結(jié)多孔磚的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910011911.3
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN101575217A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢軍;邱景平;孫曉剛;牛雷雷;徐世達(dá);馮慎明;施秋峰;武振華;黃文柏
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B30/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李在川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑材料的制備方法，特別涉及一種高硫煤矸石燒結(jié)多孔磚的制備方 法。

背景技術(shù)

我國是世界上二氧化硫污染最嚴(yán)重的國家之一，2005年SO₂排放總量高達(dá)2549萬噸， 居世界第一，造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5000億元人民幣，近幾年仍以5％左右的年速度增長。由 于我國對燃燒排放的SO₂的治理尚處于起步階段，致使一些地區(qū)酸雨污染日趨嚴(yán)重，目前我 國酸雨覆蓋面積已經(jīng)占到國土總面積的40％，因此如何降低SO₂排放量已經(jīng)成為我國迫切需 要解決的問題。

中國是煤炭大國，每年產(chǎn)生的煤矸石超過2億噸，煤矸石堆積如山，占用大量土地并嚴(yán) 重影響環(huán)境，對其大宗資源化利用勢在必行。隨著中國城市化進(jìn)程的加快，對建材需求顯著 增加，國務(wù)院為保護(hù)耕地，將逐步取締粘土制磚，為以煤矸石為原料開發(fā)新型建材，創(chuàng)造了 良好的條件。但是對于高硫煤矸石，由于其燒結(jié)過程中釋放出大量的SO₂，腐蝕設(shè)備，污染 周圍壞境，使其在資源化利用過程中難以得到利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供一種高硫煤矸石燒結(jié)多孔磚的制備方法。

本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行：

1、將石灰石粉碎至粒徑在0.125mm以下，將電石渣與粉碎后的石灰石混合，混合比例 為電石渣∶石灰石＝1～4∶1，然后攪拌均勻，獲得固硫劑。

2、將高硫煤矸石與礦業(yè)廢渣混合，混合比例按混合物料的發(fā)熱量為400～500kcal/kg來 確定，然后粉碎混合物料至粒徑在2mm以下，其中粒徑在0.3mm以下的部分占高硫煤矸石 和礦業(yè)廢渣總重量的70％以上；加入固硫劑，加入量為高硫煤矸石和礦業(yè)廢渣總重量的 4～10％，獲得制磚物料。

3、向制磚物料中加水并攪拌均勻，水加入量為制磚物料重量的8～15％，攪拌后在封閉 條件下放置48～72h，獲得陳化物料。

4、將陳化物料加水，同時進(jìn)行碾壓和攪拌，水加入量為陳化物料重量的14～16％，碾壓 并攪拌至物料的可塑性指數(shù)大于等于7；然后在1.5～3MPa的條件下將加水后的陳化物料壓制 成磚坯。

5、將磚坯置于干燥窯內(nèi)，在50～135℃條件下干燥48～72h，干燥后置于焙燒窯內(nèi)，以 100～150℃/h的速度升溫至320～350℃，以80～100℃/h的速度升溫至500～550℃，以100～150 ℃/h的速度升溫至700～730℃，以80～100℃/h的速度升溫至900～950℃，在900～950℃保溫 3～8h，制備成高硫煤矸石燒結(jié)多孔磚。

上述的電石渣為生產(chǎn)乙炔氣、聚氯乙烯、聚乙烯醇等產(chǎn)品排出的廢渣，電石渣中粒度在 10～50μm的部分占電石渣總重量的70～90％。

上述的礦業(yè)廢渣為掘進(jìn)矸、洗矸、自燃矸石、頁巖中的一種或幾種的混合物，其主要成 分為二氧化硅和氧化鋁。上述高硫煤矸石中硫的重量含量為1.8～6％。

本發(fā)明通過摻配礦業(yè)廢渣，調(diào)節(jié)混合料的發(fā)熱量，經(jīng)粉碎、添加固硫劑、攪拌、陳化、 增塑、擠出成型、干燥和焙燒等步驟制得燒結(jié)多孔磚。在焙燒過程中，高硫煤矸石內(nèi)含的可 燃碳陸續(xù)完全燃燒，所含的無機(jī)硫也在各個階段與固硫劑發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鹽物質(zhì)，通過 優(yōu)化共熔溫度和燒成曲線，在釋放能量的同時，完成其自身的焙燒和玻璃質(zhì)化結(jié)晶。所采用 的固硫劑由石灰石和電石渣復(fù)配而成，取料方便，價格低廉，并且電石渣顆粒細(xì)，粒徑在 10～50μm之間的部分占電石渣總重量的70～90％，不需粉碎。

本發(fā)明所采用工業(yè)廢渣，原料易得，生產(chǎn)成本低，工業(yè)化應(yīng)用后節(jié)省大量土地，對保護(hù) 國土資源極為有利。本發(fā)明能有效的解決高硫煤矸石的堆放處理問題，將SO₂氣體以硫酸鹽 形態(tài)固定下來，既能使高硫煤矸石得到有效的利用，又能延長設(shè)備的使用壽命，減輕高硫煤 矸石對周邊環(huán)境的危害。另外電石渣屬于較難處理的工業(yè)廢棄物，以往主要以堆放填埋為主， 容易造成二次污染，本發(fā)明利用電石渣作為復(fù)合固硫劑材料之一，為其資源化利用開辟了一 條新的途徑。本發(fā)明所制得的燒結(jié)多孔磚，產(chǎn)品外觀、強(qiáng)度、耐凍融、抗風(fēng)蝕和保溫等性能 均符合燒結(jié)多孔磚標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且在節(jié)地、利廢和環(huán)境保護(hù)三 個方面也具有顯著的社會效益，符合國家產(chǎn)業(yè)政策的要求。

具體實(shí)施方式