[发明专利]一种带式焙烧机球团法制备煤矸石轻骨料的工艺

说明书

本发明公开了一种带式焙烧机球团法制备煤矸石轻骨料的工艺，包括以下步骤：1)破碎和磨矿；2)配料和混匀；3)造球和筛分；4)带式焙烧机焙烧；5)成品分级。本发明所提供的这种带式焙烧机球团法制备煤矸石轻骨料的工艺，该工艺适宜于大规模生产优质煤矸石轻骨料，而且得到的产品强度高、质量均匀、能耗低，环境友好；有望彻底消除巨量的煤矸石，解决其带来的环境问题，并生产高性能轻骨料，为建筑行业提供优质原料；本发明工艺中配制了特定的添加剂，既具有提高生球强度、提高成品率的功能，又具有助熔剂、发泡剂的功效，降低体系液相形成温度和促进煤矸石球团膨胀，从而优化轻骨料组织结构，显著提高其强度，降低能耗。

技术领域

本发明属于固废综合利用技术领域，具体涉及一种带式焙烧机球团法制备煤矸石轻骨料的工艺。

背景技术

煤矸石产生量占煤炭产生量的15～20％，我国是世界上最大的煤炭生产和消耗国，也是世界上最大的煤矸石生产国。2017年，我国34.45亿吨，据此推算，煤矸石产量高达6.5亿吨左右。据不完全统计，目前我国煤矸石堆存量高达100亿吨，占地超过2万亩。大量的煤矸石直接堆存，不但占用大量的土地还对土壤、水资源、生态环境和人类的身体健康造成巨大的影响。因此，煤矸石的综合利用显得尤为重要和迫切。

目前，煤矸石综合利用的方法有很多，比如煤矸石发电、煤矸石综合利用回收炭、煤矸石烧结砖、水泥原料、微晶玻璃、铺路材料等。这些技术虽然能够使煤矸石得到一定程度上的利用，但是煤矸石处理量有限，远远无法消化巨量堆存和产生的煤矸石。煤矸石主要化学成分SiO₂和Al₂O₃，是一种潜在的胶凝活性物质，可以应用于高价值的建筑材料。与此同时，近年来随着我国经济迅速提高和建筑行业的发展，轻骨料及其制品生产量迅速增加，而我国适用于生产轻骨料的粘土和页岩资源逐渐消耗，因此寻找适宜廉价的原料显得尤为迫切。

煤矸石中含有大量的SiO₂、Al₃O₂、Fe₂O₃、CaO等元素，化学组成和物化性质与粘土十分相近，适合用于制作轻骨料。但是，煤矸石中所含大量的残炭、有机质和硫含量对轻骨料的强度、堆密度和吸水性产生不利的影响。因此，煤矸石需要进一步处理，提高其物化性能。目前，我国生产煤矸石轻骨料尚处于初级阶段，其加工方式主要分为两种，即烧结法生产多孔烧结料和回转窑法生产膨胀性煤矸石轻集料。无论是烧结法还是回转窑法都是直接以未经过处理的生料进行高温固结，导致轻骨料在高温过程因产生气体导致内应力增加，从而爆裂成粉末，导致成品率低。此外，目前的烧结法和回转窑法产品质量差、均匀度低且无法大型化生产，因而无法大规模消耗巨量的煤矸石存量。

因此，本发明针对上述问题，利用带式焙烧机工艺生产煤矸石轻集料，不仅能产出强度高、质量均匀的产品，且年产量大、环境友好。目前，带式焙烧机被广泛应用于铁矿球团的生产(其单条生产线可年产800万吨球团)，而应用于煤矸石轻集料的生产则未有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、强度高、质量均匀、生产量大的带式焙烧机球团法制备煤矸石轻骨料的工艺。

本发明这种带式焙烧机球团法制备煤矸石轻骨料的工艺，具体包括以下步骤：

1)破碎和磨矿：将大块煤矸石破碎之-1mm，接着球磨至-0.074mm占70～85％，然后进行高压辊磨处理，至其比表面积达到1400cm²/g以上，得到细磨后的煤矸石粉；

2)配料和混匀：将步骤1)中细磨后的煤矸石粉、添加剂和水进行充分混合和润湿，得到混匀矿；

其中，添加剂按照质量百分比，由以下组份组成：腐植酸钠：30％～50％；磁铁矿：10％～20％；石灰石：20％～50％；

3)造球和筛分：将步骤2)所得的混匀矿放入圆盘造球机中，添加水分后，制成生料球团；将生料球团进行筛分，筛选出8～16mm的生料球团；