[发明专利]一种煤气化细渣自烧结制备高强陶粒的方法

说明书

一种煤气化细渣自烧结制备高强陶粒的方法，包括以下步骤：原料预处理：以煤气化细渣为原料，将其烘干后用球磨机干法研磨；制造陶粒生料球：选取球磨后的煤气化细渣和水以2:(0.9～1.3)的质量比混合均匀，然后放置于造粒机中，在圆盘转速45～90r/min，倾角40～50°下制造出陶粒生料球；烧制陶粒：将所述陶粒生料球移入90～125℃的烘箱中干燥4～8h，干燥结束后将其放入马弗炉中在500～650℃下预热5～20min，最后在900～1050℃下烧制30～60min，烧制结束后冷却至室温，得到高强陶粒。本发明的方法无需任何助剂添加制备高强度陶粒，降低煤气化细渣的处理成本，为煤气化细渣资源化利用提供了新思路；在生产时利用煤气化细渣中的残炭遇高温所提供的热量实现自烧结制备陶粒，从而解决了制备陶粒耗能高的问题。

技术领域：

本发明涉及陶粒制造领域，特别涉及一种煤气化细渣自烧结制备高强陶粒的方法。

背景技术：

煤化工领域的主要工业固废是指煤气化炉炉渣、粉煤灰、锅炉炉渣、脱硫石膏、污泥等，其特点是产生量大、增速快、同质化程度高。就煤气化炉炉渣而言，因其含碳量较高，无法作为建材使用，目前尚无较好的处理办法，目前主要是通过填埋处理，不仅占用宝贵土地资源，也为企业带来了高昂的运输、处理费用，同时，煤气化炉炉渣残留重金属污染对环境尤其地下水和土壤会产生难以逆转的污染。

陶粒目前主要是由页岩、粘土等不可再生原料和粉煤灰、煤矸石等固体废弃物合成，不但能耗大、强度低、而且土壤消耗量大。因此如何将煤气化细渣进行处理造粒成球、利用煤气化细渣中残碳、克服陶粒烧成温度高、耗能大、烧成陶粒强度低等问题，是利用煤气化细渣为原料生产高强陶粒亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是设计一种煤气化细渣自烧结制备高强陶粒的方法，无需任何助剂添加，只采用煤气化细渣为原料，制备得到一种高于国家要求的高强度陶粒，为煤气化细渣的处理方式从堆存与填埋为主转为资源化利用提供技术支撑，降低了煤气化细渣的处理压力与费用；除此之外，在生产高强陶粒过程中利用煤气化细渣中的残炭遇高温时所提供的热量实现自烧结制备陶粒，从而解决了烧结陶粒耗能高的问题。

一种煤气化细渣自烧结制备高强陶粒的方法，包括以下步骤：

(1)原料预处理：以煤气化细渣为原料，将其烘干后用球磨机干法研磨，通过球磨激发了煤气化细渣的火山活性，达到活化目的，球磨后的煤气化细渣不需筛分，直接保存留用；

(2)制造陶粒生料球：选取步骤(1)中球磨后的煤气化细渣和水以2:(0.9～1.3)的质量比混合均匀，然后放置于造粒机中，在圆盘转速45～90r/min，倾角40～50°下制造出陶粒生料球；

(3)烧制陶粒：将步骤(2)中制造出的陶粒生料球移入90～125℃的烘箱中干燥4～8h，干燥结束后将其放入马弗炉中在500～650℃下预热5～20min，最后在900～1050℃下烧制30～60min，烧制结束后冷却至室温，得到高强陶粒。

优选的，所述步骤(1)中原料煤气化细渣的主要组分包括：56.44wt％的二氧化硅含量、17.47wt％的氧化铝、14～26wt％的碳；对煤气化细渣进行成分分析，确定了煤气化细渣化学成分符合列里(Riley)三角形规定的高强陶粒制备原料要求，煤气化细渣中的SiO₂与Al₂O₃在高温熔融条件下结合而行成硅酸盐骨架，这极大程度地提高了陶粒的筒压强度，大量残碳不但起到发泡剂作用，同时残碳在高温下可以释放出大量的热量，这部分的热量会烧结陶粒，从而不许外界给予过高的温度，降低了烧结陶粒时的能耗，煤气化细渣中除了主要成分SiO₂、Al₂O₃、大量残碳外，还有少量的CaO、MgO、Fe₂O₃，适量的CaO等助溶剂可以降低陶粒熔融温度。