[發(fā)明專利]一種煤基固廢輕質高強度陶粒及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911018396.1
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110615689A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設計）人: 宋瑞領;付亮亮;王自祥;王超;許文波
• 申請（專利權）人: 兗礦集團有限公司;兗礦科技有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B33/13;C04B33/132;C04B33/135;C04B33/138
• 代理公司: 11332 北京品源專利代理有限公司
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種煤基固廢輕質高強度陶粒及其制備方法，所述的陶粒的原料包括煤矸石和氣化渣，其中，煤矸石占陶粒總質量的20～70wt％，氣化渣占陶粒總質量的10～60wt％；其余為鍋爐煙灰和/或爐渣。本發(fā)明以多種煤基固廢為原料制備得到了煤基固廢輕質高強度陶粒，多種煤基固廢之間產生了協(xié)同利用，可選擇的原料來源廣、種類多且成本低，可根據自身固廢產生情況選擇原料及相應配方。

技術領域

本發(fā)明屬于燒結陶粒技術領域，涉及一種陶粒及其制備方法，尤其涉及一種煤基固廢輕質高強度陶粒及其制備方法。

背景技術

我國煤炭資源儲量相對豐富，煤炭作為最主要的化石能源，在能源生產領域具有舉足輕重的作用。長期以來形成的依賴煤炭資源的工業(yè)格局短期內難以發(fā)生本質變化。在煤炭的開采、加工、利用過程中產生大量的煤基固廢，每年產生循環(huán)流化床灰渣約0.8-1.5億噸、煤矸石約7億噸、粉煤灰約5億噸，氣化渣排放量井噴式增長，很快達到1億噸。這些煤基固廢給環(huán)境造成嚴重影響，堆放占用大量的土地資源，同時造成土壤、水體、大氣污染。這些固廢中含有大量的硅鋁氧化物，通過合適的技術就可以使其變廢為寶，成為優(yōu)質的建材。目前已經有利用粉煤灰、煤矸石制作陶粒、陶瓷、建筑用磚、壓裂支撐劑等技術應用，但氣化渣高附加值利用技術、協(xié)同處理多種固廢的技術較少。

陶粒具有密度低、筒壓強度高、孔隙率高，軟化系數高、抗凍性良好、抗堿集料反應性強等優(yōu)異的性能，目前廣泛應用于建材、園藝、食品、石油等部門，且應用領域越來越廣。隨著砂石資源的日益緊缺，陶粒的市場前景日益顯現(xiàn)，同時，陶粒的性能優(yōu)越、應用范圍廣、市場價格高，因此利用煤基固廢燒結陶粒是一種具有高附加值、潛力巨大的利用方式。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煤基固廢輕質高強度陶粒及其制備方法，本發(fā)明以多種煤基固廢為原料制備得到了煤基固廢輕質高強度陶粒，多種煤基固廢之間產生了協(xié)同利用，可選擇的原料來源廣、種類多且成本低，可根據自身固廢產生情況選擇原料及相應配方，同時，氣化渣的加入充分利用了殘?zhí)繜崃亢推渲械乃郑瑴p少了造粒過程的加水量，且可直接利用無需烘干，無需添加其他外加劑，降低了生產成本。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種煤基固廢輕質高強度陶粒，所述的陶粒的原料包括煤矸石和氣化渣，其中，煤矸石占陶粒總質量的20～70wt％，氣化渣占陶粒總質量的10～60wt％；其余為鍋爐煙灰和/或爐渣。

本發(fā)明的主要發(fā)明點在于：

(1)以多種煤基固廢為原料制備得到了煤基固廢輕質高強度陶粒，多種煤基固廢之間產生了協(xié)同增效作用，可選擇的原料來源廣、種類多且成本低，可根據自身固廢產生情況選擇原料及相應配方。

協(xié)同增效作用如下：煤矸石可增加生料的塑性提高生料球的強度。同時提供SiO₂和Al₂O₃，SiO₂在燒結過程中形成玻璃質，拓寬燒結溫度范圍，Al₂O₃在燒結過程形成莫來石、鈣長石提高陶粒強度。鍋爐煙灰/爐渣提供SiO₂和Al₂O₃，同時由于煤矸石及氣化渣燒失量較高，鍋爐煙灰/爐渣燒失量低，可以起到調節(jié)原料的燒失量的作用。氣化渣提供一定量的SiO₂和Al₂O₃，同時含有較多的殘?zhí)技癋e₂O₃，起到造孔劑的作用，在燒結過程中可以提高陶粒的氣孔率，降低陶粒的比重，同時還起到提供熱量，降低能耗的作用。