[发明专利]一种以气化炉渣为原料制备的保水砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以气化炉渣为原料制备的保水砖及其制备方法，属于煤化工及和金属冶炼的工业固废处理领域。一种保水砖，包括以下组分：以质量份数计，细灰为30‑50份，粗灰为35‑50份，助熔剂为10‑20份，凝胶材料为10‑15份；其中，细灰和粗灰均由煤气化炉渣分选得到；细灰的粒径小于0.5mm，细灰烧失量为10％‑20％；粗灰的粒度为1‑3mm，其粗灰烧失量低于10％；助熔剂为经研磨的气化炉粗渣，粒度在120目以下；凝胶材料为研磨至200目以下镁渣。将废物重新利用，制成的成品砖保水性能好，强度高、成本低。

技术领域

本发明属于煤化工及和金属冶炼的工业固废处理领域，尤其是一种以气化炉渣为原料制备的保水砖及其制备方法。

背景技术

气化时煤粒中的矿物质在高温、高压下熔融形成类似于玻璃硅酸盐共熔物，而煤粒中的有机排出的固体废弃物则与气化剂反应生成煤气从颗粒内部向外逸出时造成灰渣颗粒膨胀、产生裂隙，由于在弱还原气氛下进行，煤粒在反应的同时快速从气化室穿过，停留时间短，使灰渣中一般还有20-30％残碳没来得及彻底转化，一部分细渣随煤气进入洗气塔后通过沉降分离排出，一部分粗渣则直接从气化炉底的排灰锁斗排出。镁渣是金属镁矿石冶炼时产生的熔融炉渣，和气化灰渣的玻璃硅酸盐共熔物成分接近，只是氧化镁的含量更高些。这两种炉渣若得不到利用，被当作固体废弃物堆放时，都会造成扬尘和地下水污染。

随着煤化工产业链的不断延伸，目前我国煤气化用煤已超亿吨，每年气化炉渣排放量超过1000万吨。气化炉渣经历了高温熔融后具有发达的多孔结构和火山灰效应，但由于其中含碳量高，作为混凝土材料使用造成后期强度的下降，限制了它的规模化利用。

金属镁业在高速发展的同时，每年排放的工业镁渣超过600万吨，镁渣磨细后有很高的水化活性，可以作为胶凝材料使用，过去曾有掺加到混凝土中使用，但它有两个显著的缺点，一是呈碱性，二是水化时膨胀率高且会产生膨胀应力，不能用于钢筋混凝土或结构混凝土。这两种工业废渣除很少一部分得到利用外，目前大多被视为固体废弃物，造成资源浪费，且处理不当会造成大气中固体颗粒物增加和地下水的污染。

现代城市的地表逐步被建筑物混凝土或沥青混凝土等阻水材料所覆盖，使得自然降水不能自然的渗入地下，缺乏对城市地表温度、湿度的调节能力，产生所谓的“热岛效应”，而保水、透水砖能有效弥补城市地下水位、调节湿度和温度，减轻雨天城市排水管网的压力，作为环保性筑路材料已成为生态型城市的首选。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中在制造保水砖时，采用黏土或水泥作粘结剂含量高(一般高于30％)，孔隙率低和易形成黑心过烧的缺点，提供一种以气化炉渣为原料制备的保水砖及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种以气化炉渣为原料的保水砖，包括以下组分：

以质量份数计，细灰为30-50份，粗灰为35-50份，助熔剂为10-20份，凝胶材料为10-15份；

其中，所述细灰和粗灰均由煤气化工艺中灰水系统沉降槽中的细渣分选得到；

所述细灰的粒径小于0.5mm，分选后细灰烧失率为10％-20％；

所述粗灰的粒度为1-3mm，分选后粗灰烧失率低于10％；

所述助熔剂为来自气化炉底部排出的粗渣，磨细至120目以下；

所述凝胶材料为研磨至200目以下镁渣。

进一步的，所述助熔剂的粒度为120-100目。

一种保水砖的制造方法，包括以下步骤：

1)将煤气化炉渣分选，分选出粒径小于0.5mm的细灰和粒径1-3mm的粗灰，所述细灰烧失量为10％-20％，粗灰烧失量低于10％；