[發明專利]一種高性能煤矸石陶粒的生產工藝

在審

• 申請號: 202011535612.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112645688A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 趙衛;和超;裴芬
• 申請（專利權）人: 三梁環境技術（山西）有限公司
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/135;C04B33/13;C04B33/138;C04B33/24;C04B33/32
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 顧可嘉;夏華棟

本公開公開了一種高性能煤矸石陶粒的生產工藝,涉及煤矸石陶粒生產技術領域，包括如下步驟：原料預處理、配料、造粒、干燥、焙燒、冷卻，焙燒窯包括：預熱段、脫碳段和焙燒段。通過本公開公布的煤矸石陶粒生產工藝，并使得煤矸石的摻量可達到95％，不再受到煤矸石高碳含量的制約，解決了煤矸石摻量大會造成陶粒產品性能不好的問題，最大限度的利用煤矸石資源；提高了工藝連續性和陶粒的產品性能。

技術領域

本公開涉及煤矸石陶粒生產技術領域，尤其涉及一種高性能煤矸石陶粒的生產工藝。

背景技術

煤矸石是采煤過程中產生的廢渣，包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采煤過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中的洗矸石，它是成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量低、比較堅硬的黑色巖石，是由碳質頁巖、碳質砂巖、頁巖、粘土等組成的混合物。煤矸石也是一種可用的資源。含碳量較高的煤矸石(含碳量大于20％)，可直接供沸騰爐作燃料；含碳量較低、小于6％的可以用于磚瓦、水泥等建材的生產；含碳量極低的可填坑造地或用作路基材料。

大部分煤矸石含碳量在6％～20％，而燒制高性能煤矸石陶粒要求煤矸石中含碳量不要過大，以低于5％為宜。煤矸石含碳量過高不利于陶粒的膨脹，主要原因是:在高溫時含碳量過多,導致物料的液相粘度過小、表面張力過低,產生氣體時很容易沖破氣殼,從料球的裂縫中逸出,不符合陶粒膨脹兩個基本條件相輔相成的要求,陶粒無法膨脹。

陶粒原料煤矸石中含碳量過高，現階段的主要解決辦法是大量摻入粘土和頁巖等礦石，來降低物料的含碳量，就難免需要開山采石，挖河取沙，導致生態環境被嚴重破壞。當煤矸石燒制的陶粒用作墻面保溫材料時，要求原料含碳量是越低越好。因此，發明一種可以提高原料中煤矸石的摻入量，充分利用原料熱量，并能燒制高性能陶粒的工藝刻不容緩。

為了解決上述問題，本公開提出一種高性能煤矸石陶粒的生產工藝。

發明內容

為了解決上述技術問題中的至少一個，本公開提供了一種高性能煤矸石陶粒的生產工藝，包括如下步驟：

步驟S1，原料預處理：將煤矸石和輔助材料進行破碎和研磨處理，然后將煤矸石和輔助材料分別送入篩分機A和篩分機B中經過篩選；

步驟S2，配料：將篩選后的物料送入混料機中，同時加入水，攪拌進行配料；

步驟S3，造粒：將混合料送入造球機中，制成粒徑為5～20mm的生料球；

步驟S4，干燥：將生料球送入烘干機內，烘干溫度為100℃，保溫時間為6～8h；

步驟S5，焙燒：將干燥后的生料球送入焙燒窯，該焙燒窯包括：預熱段、脫碳段和焙燒段，生料球先通過預熱段，再經過脫碳段，使得生料球的殘碳量為2％～5％，最終經過焙燒段，使得生料球表面能夠形成玻璃相，內部產生氣體使生料球燒脹，從而形成膨脹的陶粒；

步驟S6，冷卻：將膨脹的陶粒送入冷卻裝置中進行冷卻，即制成陶粒成品。

優選地，步驟S1中篩分機A和篩分機B的篩網目數為100目。

優選地，步驟S1中輔助材料為頁巖或粉煤灰或赤泥或鋼渣或污泥或工業尾礦或石灰石或氧化鐵，步驟S1中煤矸石為自燃煤矸石或未燃煤矸石或自燃煤矸石與未燃煤矸石的混合物。

優選地，步驟S2中按原料所占質量分數進行配料，其中煤矸石80～95％，輔助材料5～20％。

優選地，將步驟S4前后的生料球分別送入篩分機C、篩分機D中，篩分出粒徑小于5mm或大于20mm的生料球，均送入混料機中重新造粒。

優選地，步驟S5中預熱段溫度為400～500℃，預熱時間為15～25min；脫碳段的溫度為600～800℃，脫碳時間為10～20min；焙燒段溫度為1100～1200℃，焙燒時間為20～30min。