[發(fā)明專利]一種采用帶式燒結(jié)制備煤矸石輕骨料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910407232.1
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110104979B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱德慶;潘建;郭正啟;李啟厚;楊聰聰;李紫云;梁鐘仁
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C04B20/04
• 分類號: C04B20/04;C04B18/12
• 代理公司: 長沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發(fā)明公開了一種采用帶式燒結(jié)制備煤矸石輕骨料的方法，包括以下步驟：破碎：將大塊煤矸石破碎至?8mm，得到破碎后的煤矸石；混合：將破碎后的煤矸石與復(fù)合添加劑、燃料和水進(jìn)行充分混合，得到混勻礦；制粒：將混勻礦在圓筒造球機(jī)中制成小球；燒結(jié)：將生料小球在帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)中布料、點(diǎn)火、抽風(fēng)燒結(jié)和抽風(fēng)冷卻，得到燒結(jié)料；破碎和分級：將燒結(jié)料進(jìn)行破碎和篩分，得到輕骨料。本發(fā)明的方法中既能夠強(qiáng)化混合料制粒性能、提高混合料的透氣性，提高燒結(jié)利用系數(shù)和成品率的功能，又具有助熔劑、發(fā)泡劑的功效，降低體系液相形成溫度和促進(jìn)煤矸石輕骨料膨脹，從而優(yōu)化輕骨料組織結(jié)構(gòu)，顯著提高其強(qiáng)度，降低能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固廢綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用帶式燒結(jié)制備煤矸石輕骨料的方法。

背景技術(shù)

煤矸石產(chǎn)生量占煤炭產(chǎn)生量的15～20％，我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消耗國，也是世界上最大的煤矸石生產(chǎn)國。2017年，我國34.45億噸，據(jù)此推算，煤矸石產(chǎn)量高達(dá)6.5億噸左右。目前，煤矸石綜合利用的方法有很多，比如煤矸石發(fā)電、煤矸石綜合利用回收炭、煤矸石燒結(jié)磚、水泥原料、微晶玻璃、鋪路材料等。這些技術(shù)雖然能夠使煤矸石得到一定程度上的利用，但是處理煤矸石量有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法消化巨量堆存和產(chǎn)生的煤矸石。煤矸石中含有大量的SiO₂、Al₃O₂、Fe₂O₃、CaO等元素，化學(xué)組成和物化性質(zhì)與粘土十分相近，適合用于制作輕骨料。但是，煤矸石中所含大量的殘?zhí)俊⒂袡C(jī)質(zhì)和硫含量對輕骨料的強(qiáng)度、堆密度和吸水性產(chǎn)生不利的影響，因此，煤矸石需要進(jìn)一步處理，提高其物化性能。目前，我國生產(chǎn)煤矸石輕骨料尚處于初級階段，其加工方式主要分為兩種，即燒結(jié)法生產(chǎn)多孔燒結(jié)料和回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)膨脹性煤矸石輕骨料。無論是燒結(jié)法還是回轉(zhuǎn)窯法都是直接以未經(jīng)過處理的生料進(jìn)行高溫固結(jié)，導(dǎo)致輕骨料在高溫過程因產(chǎn)生氣體導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力增加，從而爆裂成粉末，導(dǎo)致成品率低。此外，目前的燒結(jié)法和回轉(zhuǎn)窯法產(chǎn)品質(zhì)量差、均勻度低且無法大型化生產(chǎn)，因而無法大規(guī)模消耗巨量的煤矸石存量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)量高、強(qiáng)度高、質(zhì)量均勻和工藝環(huán)保采用帶式燒結(jié)制備煤矸石輕骨料的方法。

本發(fā)明這種采用帶式燒結(jié)制備煤矸石輕骨料的方法，包括以下步驟：

1)破碎：將大塊煤矸石破碎至-8mm，得到破碎后的煤矸石；

2)混合：將步驟1)中破碎后的煤矸石與復(fù)合添加劑、燃料和水進(jìn)行充分混合，得到混勻礦；

其中：復(fù)合添加劑按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組份組成：

腐植酸鈉30％～50％、磁鐵礦10％～20％、石灰石10％～30％、余量為生石灰；

3)制粒：將步驟2)中制得的混勻礦在圓筒造球機(jī)中制成生料小球；

4)燒結(jié)：將步驟3)中的生料小球在帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)中布料、點(diǎn)火、抽風(fēng)燒結(jié)和抽風(fēng)冷卻，得到燒結(jié)料；

5)破碎和分級：將步驟4)中的燒結(jié)料進(jìn)行破碎和篩分，得到輕骨料。

所述步驟1)中，破碎采用顎式破碎機(jī)；優(yōu)選的，破碎粒度至-8mm占100％，-0.5mm占10％～25％。

所述步驟2)中，混勻礦按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組份組成：復(fù)合添加劑5～15％、燃料3～4％、水5％～6.5％，余量為煤矸石；燃料為蘭炭、煙煤和無煙煤中的一種，其粒度-5mm粒級占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不低于75％且-1mm粒級所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不高于20％，其固定炭含量不低于65％。

所述步驟3)中，圓筒制粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為30～40rpm、制粒時間為3～5min；制粒過程噴灑水分為1％～2％，制粒時間太短，混合料無法粘附長大，透氣性較差；制粒時間過長，影響生產(chǎn)效率；所制備的小球粒度為+3mm粒級的應(yīng)占65％以上，小球總水量控制為6％-8％；小球透氣性阻力小于60Pa。