[发明专利]煤矸石陶粒及其制备方法

说明书

本发明提供一种煤矸石陶粒及其制备方法。本发明中的煤矸石陶粒由主要原料和烧结助剂制得，其中，主要原料包括煤矸石粉、粘土粉、页岩粉、生石灰粉以及发泡剂。本发明中的煤矸石陶粒的制备方法，包括以下步骤：(1)备料；(2)混料，按照配比，将煤矸石粉、粘土粉、页岩粉、生石灰粉以及烧结助剂均匀混合，得到混合粉料，再向该混合粉料中加入去离子水，然后加入发泡剂，搅拌，静置，得到混合物料；(3)造粒，将混合物料挤压成条，然后干燥、破碎并筛分，得到干燥的颗粒；(4)焙烧，将干燥的颗粒进行焙烧，取出，自然冷却至室温，得到煤矸石陶粒。本发明能够持续有效用于污水生物处理中，作为滤料生物膜载体，效果好，经久耐用。

技术领域

本发明属于环境功能材料与固废资源综合利用技术领域，具体涉及一种煤矸石陶粒及其制备方法。

背景技术

煤矸石是采煤过程中排出的含碳量较少的黑色废石，是我国排放量最大的固体废弃物，其排放与堆积不仅占用大量耕地，同时对地表、大气造成了很大污染。煤矸石的化学成分与黏土比较相似，煤矸石含有较高的碳及硫，烧失量较大。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。

随着中国经济的快速腾飞，固体垃圾的排放量逐年增加。如何加以处理和利用已成为人们普遍关注的问题。目前，填埋作为建筑垃圾的主要处理手段已经远远不能满足当前的发展形势。煤矸石是煤矿排出的主要固体废弃物。据统计，目前我国每年排出的煤矸石总量多达 2亿吨。虽然我国制定了煤矸石资源利用的基本国策，但现阶段我国的煤矸石综合利用现状不容乐观。大量煤矸石仍处于堆放闲置状态。大量煤矸石堆弃不但造成极大的资源浪费，而且又对周围生态环境造成严重破坏。所以，现阶段对煤矸石的资源化利用研究有显著意义。

另外，煤矿区在煤炭开采过程中会造成严重的生态环境问题，主要包括：水体污染、土壤污染、水土流失等。国家《煤矸石综台利用技术政策要点》指出，当前要以发展高科技含量、高附加值的煤矸石综合利用技术和产品为主攻方向。所以，开发煤矸石利用的新途径、新产品、新工艺仍然是当前固废资源化领域的紧迫任务。

传统污水处理生物膜载体滤料所用陶粒，是以黏土,泥质岩石等作为主要原料，生产成本偏高，大量采掘优质黏土、页岩会使生态环境受到破坏。且目前煤矸石相关污水处理产品已经开发，但是市面上的相关产品，不大好用，不耐久。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的是提供一种煤矸石陶粒及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

方案一

本发明提供一种煤矸石陶粒，具有这样的特征：煤矸石陶粒由主要原料和烧结助剂制得，其中，主要原料按质量百分比包括：70-75％的煤矸石粉、10-14％的粘土粉、6-10％的页岩粉+生石灰粉、以及 5-10％的发泡剂，烧结助剂的质量占主要原料的总质量的0.5-1％，煤矸石陶粒的粒径为1.6-3.0mm，堆积密度为1030-1090kg/m³，筒压强度为15.3-16.7Mpa。

在本发明提供的煤矸石陶粒中，还可以具有这样的特征：其中，按质量比，页岩粉：生石灰粉＝(1-2)：(4-5)。

在本发明提供的煤矸石陶粒中，还可以具有这样的特征：其中，煤矸石粉由未烧煅的煤矸石经破碎、粉磨并筛分制得，粒径为 0.1-0.15mm。

在本发明提供的煤矸石陶粒中，还可以具有这样的特征：其中，发泡剂为碳酸钠，烧结助剂为二氧化锰。

方案二