[发明专利]一种煤矸石活化煅烧方法

说明书

本发明涉及一种煤矸石活化煅烧方法，包括研磨、造球和煅烧工序，将煤矸石和含钙物质进行粉磨细化，得到煤矸石混合物，筛分煤矸石混合物，取筛下的煤矸石混合物；将筛下的煤矸石混合物送入造球成型机内，加水后搅拌混合均匀后造球，得到混合物球体；将煤矸石混合物造球，便于后续处理，而且混合物球体中，各种原料相互充分接触，有利于提高活化效率；将混合物球体连续投入至煅烧窑炉，将混合物球体引燃，在800‑1150℃及氧化环境中进行煅烧活化，直至混合物球体的表面呈黑灰色。本发明将煤矸石与含钙物质混合研磨及造球后进行活化煅烧，煤矸石与含钙物质反应生成有胶凝活性的物质，大大提高了煤矸石的活性。

技术领域

本发明涉及煤矸石活化技术领域，更具体地说，它涉及一种煤矸石活化煅烧方法。

背景技术

煤矸石是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，一般在煤炭开采、挖掘等生产过程中产生。煤矸石中包含多种矿物：高岭石、石英、蒙脱石、绿泥石等，其中高岭石是主要的矿物成分。由于煤矸石中含有大量的矿物质可作为资源进行开发利用，实现固体废弃物的循环利用，缓解能源的不足。现有的煤矸石循环利用的思路一般是将煤矸石作为建筑材料使用，即，将煤矸石掺入水泥中，在减少水泥用量的同时保证混凝土的性能不变，将煤矸石进行活化应用于建筑胶凝材料，既能够解决煤矸石循环利用的问题，又能带来良好的经济效益，是煤矸石综合利用的一个重要方向。但天然的煤矸石活性很低，直接将天然的煤矸石与水泥混合，会导致混凝土的强度降低，因此不能直接使用天然的煤矸石。

由于煤矸石的活性较低，因此循环利用煤矸石的第一步就是先激发煤矸石的活性。现在提高煤矸石活性的方法主要是热活化、机械活化、化学活化和复合活化。其中，机械活化是指，通过机械作用使煤矸石细化，增加煤矸石比表面积，提高煤矸石与其他反应物的接触面，提高反应速率，增加活性；化学方法是使用碱性激发剂和硫酸盐类激发剂，其作用原理是，通过引入少量的激发剂，参加并加速煤矸石与水泥水化产物的二次反应；复合活化是采用两种或两种以上基本活化方式结合的活化方法，如热-化学，机械-化学，复合活化具有取长补短的作用，能使煤矸石的活性得到较大激发。目前来说，上述的活化方法中，热活化适合大规模生产，因此现在一般使用热活化的方式来活化煤矸石。但是现在热活化方式一般只是将煤矸石投入高温环境中，活化效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种煤矸石活化煅烧方法，将煤矸石与含钙物质混合研磨及造球后进行活化煅烧，煤矸石与含钙物质反应生成有胶凝活性的物质，大大提高了煤矸石的活性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种煤矸石活化煅烧方法，包括研磨、造球和煅烧工序，

研磨：将煤矸石和含钙物质进行粉磨细化，得到煤矸石混合物，筛分煤矸石混合物，取筛下的煤矸石混合物；煤矸石中含有丰富的氧化铝和二氧化硅，含钙物质增加钙元素，在煅烧过程中，钙元素与氧化铝和二氧化硅分别反应生成硅酸二钙、硅酸三钙及铝酸三钙等活性胶凝材料，其中，含钙物质采用固体废弃物，有利于废物循环利用；

造球：将筛下的煤矸石混合物送入造球成型机内，加水后搅拌混合均匀后造球，得到混合物球体；将煤矸石混合物造球，便于后续处理，而且混合物球体中，各种原料相互充分接触，有利于提高活化效率；

煅烧：将混合物球体连续投入至煅烧窑炉，将混合物球体引燃，在800-1150℃及氧化环境中进行煅烧活化，直至混合物球体的表面呈黑灰色。在煅烧过程中，煤矸石原来的结晶相分解破坏，生成大量活性二氧化硅和活性氧化铝，同时含钙物质也会转化为具有活性的氧化钙，具有活性的氧化铝和二氧化硅分别与具有活性的氧化钙反应生成具有胶凝活性的胶凝材料硅酸二钙、硅酸三钙及铝酸三钙。

在其中一个实施例中，在煅烧工序中，混合物球体在900-1000℃及氧化环境中进行煅烧活化。煅烧的温度不宜过高，过高的温度会破坏活化后煤矸石的晶相结构。