[發明專利]一種用煤泥磷石膏冶金廢渣合成陶粒的方法

無效

• 申請號: 201010249969.4
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN101913846A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 馬麗萍;楊稔;閆貝;陳宇航
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B33/138
• 分類號: C04B33/138
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所 53112
• 代理人: 周一康

一.技術領域

本發明涉及一種利用煤泥、磷石膏、冶金廢渣由固體廢棄物合成陶粒的方法，屬于固廢無害化和資源化領域。

二.技術背景

目前我國固廢的堆積量已達67億噸，且以8億噸/a的速度遞增，占地65412萬m²，一般采用填埋或露天堆放，造成了嚴重的環境污染，而面對我國日益嚴峻的資源形勢，如何利用現有技術實現固廢的減量化、無害化乃至資源化，逐漸成為學術研究的熱點。煤泥，泛指煤粉含水形成的半固體物，是煤炭生產過程中的一種產品，由于其具有高水分、高粘性、高持水性和低熱值等諸多不利條件，很難實現工業應用，長期被電力用戶拒之門外，以民用地銷為主要出路。改革開放以來，國民經濟有了迅猛的發展，煤炭產量已躍居世界首位，市場形勢由賣方市場轉為買方市場，加之環保意識的提高，潔凈煤的需求迅速增長，煤炭加工的深度和廣度都在快速發展，煤泥的產量明顯上升，煤泥的綜合利用已成為迫切需要解決的問題。磷石膏，是濕法磷酸生產過程產生的工業廢渣，目前國內堆存的磷石膏已超過1.2億噸，并且每年仍然要生產5000萬噸。磷石膏的堆放會引起土壤、水系、大氣的嚴重污染，磷渣的處理已經成為磷銨企業及領導深感憂慮的難題，磷石膏的無害化處理及綜合利用成為固體廢物與資源化領域的研究熱點。冶金廢渣，是指冶金工業生產過程中產生的各種固體廢棄物，主要指煉鐵爐中產生的高爐渣、鋼渣；有色金屬冶煉產生的各種有色金屬渣，我國冶金廢渣的處理主要以露天堆放為主，綜合利用率較低，如此多的冶金廢渣堆放給我國帶來了占用土地、污染土壤、污染水體等-系列的社會問題，而且所謂廢渣并非完全沒有用的物質，能將冶金廢渣加以利用，使其資源化、無害化對減少廢渣占地和改善環境、節約資源及企業可持續發展都有現實意義。

鑒于此，研制出一種利用煤泥、磷石膏、冶金廢渣合成陶粒的方法，不僅能使煤泥、磷石膏、冶金廢渣等變廢為寶，得到充分的二次利用，減輕企業負擔，減低成本，更可以大大減少對環境的污染程度。陶粒作為一種建筑用輕集料，以其輕體、保溫、利廢、環保等特性受到了人們的極大重視，以化工、冶金固廢生產的陶粒除具有傳統陶粒自重輕、強度高等特點外，還具有以傳統原料生產的陶粒所無可比擬的優勢，如超輕、具有良好的固體吸附性能、成品可制作生物陶粒和性能優良的濾料等。我國對陶粒的開發研究以及生產已形成了一定的規模，也有很多以固廢為主要原料制陶粒的方法，如中國專利《磷渣陶粒》(專利號200610018458.5，申請日2006.3.2)，該發明是將磷礦渣(磷石膏)制成礦粉與鋁質原料按配方混合制成球，再通過工業窯爐加熱煅燒制成陶粒，該技術的推廣運用可將全部廢渣變廢為寶，化害為利。專利《利用煉鎂還原渣制備陶粒的方法》(專利號200610201129.4，申請日2006.11.22)，該發明以煉鎂還原渣、水泥、石膏、發氣劑為原料混勻，加水攪拌制成顆粒狀后經自然養護或蒸汽養護得成品，該技術解決了煉鎂行業的廢渣利用，提高了經濟效益，減少了環境污染。

目前，已公開的制陶粒的方法中采用原料多以粉煤灰、污泥、粘土等為主，尚未見由煤泥、磷石膏、冶金材料等廢渣為主要原料混合制備陶粒的報道。

三.發明內容

本發明的目的在于提供一種用煤泥磷石膏冶金廢渣合成陶粒的方法，以煤泥為主要原料，磷石膏和冶金廢渣為輔料，三種原料配料之后，經制粒，焙燒，自然冷卻到室溫后制成陶粒。成品陶粒吸水率≤15％，堆積密度范圍≤500kg/m3、筒壓強度≥0.3MPa。技術指標能達到GBT17431.1-1998《輕集料及其試驗方法》的標準。

本發明按以下步驟完成

煤泥的主要化學成分質量百分比：50％-75％SiO₂、12％-19％Al₂O₃、3％-9％Fe₂O₃、2％-7％CaO+MgO、3％-5％TiO₂；

冶金廢渣的主要化學成分質量百分比：49％-61％SiO₂、14％-25％Al₂O₃、2％-7％Fe₂O₃、3％-5％CaO+MgO、1％-2％K₂O+Na₂O；