[发明专利]一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法

说明书

本发明公开了一种一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法，属于固废综合利用技术领域，本发明一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法，针对常规煤矸石厚料层烧结过程，由于下层过湿严重，导致烧结速率慢，利用系数不高的难题，采用双层布料，双层烧结的方法，抑制料层下部水分的冷凝，缩小过失带，改善透气性，加快烧结速度，提高利用系数。本发明针对常规烧结时，烧结矿层沿机尾移动方向逐渐增厚，料层透气性逐渐增强，风量分布不均，风的利用率低，导致烧结利用系数不高的难题；本发明提出双层烧结新方法，同一断面上有两个燃烧层同时向下移动，生产能力倍增，确保在风机容量不变的情况下增加产量，提高利用系数。

技术领域

本发明属于固废综合利用技术领域，具体涉及一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种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。煤矸石主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有少量的Fe₂O₃、CaO、MgO等。煤矸石产量巨大，据统计，我国煤矸石年产出量高达超过3亿吨，目前堆存约为40亿吨，不仅占用大量的土地资源，而且严重危害了环境安全。煤矸石综合利用的技术很多，其中用作水泥混合材较为普遍，因其主要化学成分二氧化硅和氧化铝是潜在的胶凝活性物质。若将煤矸石制备水泥混合材等建筑材料，必须借助适宜的方法，增加其活性，减少煤矸石残炭等有机质。目前，主要通过火法方法进行脱除炭，提高其活性。

中国专利CN112414137A公开了一种节能型悬浮焙烧煤矸石处理系统及工艺。该工艺系统包括煅烧脱碳设备、预热设备、冷却设备及收尘器。煤矸石利用该工艺悬浮焙烧脱炭过程中，需要先将煤矸石磨细，然后煤矸石细粉在气流作用下悬浮。该工艺虽然能制备高性能的粉煤灰，但是存在磨矿成本较高、细粉高温易粘结，系统稳定性差，生产效率低等问题。

中国专利CN1236748A公开了一种煅烧煤矸石制取活性水泥混合材的方法，该方法中煤矸石在简易窑内，氧化气氛下，煅烧温度控制在850～1150℃的条件下，可制备成活性水泥混合材，该工艺虽然简单，但是回转窑存在结圈、能耗高和环境污染不易控制等一系列问题。

中国专利CN102351446A公开了一种煤矸石活性混合材制备方法，将天然煤矸石破碎至10mm以下，放入微波炉中，辐照8～12min时间后，用球磨机粉磨15～30min，即可获得活性混合材。该方法虽然简单可行，成本低且制备的活性混合材质量高，但是活化效果较差，微波炉大型化和工业化难度极大，成本巨大，因此并不能大规模的处理巨量的煤矸石。

中国专利CN110078401B公开了一种煤矸石带式烧结制备活性混合材的工艺。该方法中采用烧结机处理煤矸石，然后经过细磨，即可获得活性混合材。但是该方法烧结过程由于料层厚度较低(料层高度700-1000mm)，不能有效蓄热，需要添加4％-7％的炭质固体燃料，不但提高的生产成本，且炭质燃料燃烧过程增加了SO₂、NO_X和CO₂的排放，势必提高废气的处理成本。此外，该工艺利用系数较低，产量无法提高。

针对上述难题，有必要提出一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法。

发明内容

针对现有技术中煤矸石活性效果较差、能耗高、处理效率低的技术问题，本发明的目的在于提供一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法，旨在通过分层布料技术，提高煤矸石的脱炭效率和活性，使得本发明工艺更具竞争力。

为实现上述技术目的，本发明提供以下技术方案：

一种煤矸石双层富氧烧结脱炭的方法，包括以下步骤：

S1、破碎：将煤矸石破碎至预定细度；

S2、混匀：将步骤S1所得破碎后的煤矸石和水按照设定比例充分混匀，得到混合料；