[发明专利]一种高硫煤矸石的烧结砖固硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑材料的制备方法，特别涉及一种高硫煤矸石的烧结砖固硫方法。

背景技术

我国是世界上SO₂污染最严重的国家之一，2005年SO₂排放总量高达2549万吨，居世 界第一，造成的经济损失高达5000亿元人民币，近几年仍以5％左右的年速度增长。目前我 国酸雨覆盖面积已经占到国土总面积的40％。

煤矸石是煤矿生产过程中排出的固体废渣，排放量约为原煤产量的15～20％，我国每年 排出的煤矸石约3亿吨，由于未找到大宗利用途径，目前大都露天堆放，保守估计现在堆置 数量达70亿吨以上，占地约70平方公里，而且每年以占地6.7平方公里的速度增长。高硫 煤矸石由于其含硫高、容易自燃，排放出大量CO、CO₂、SO₂等有毒、有害气体，严重周边 生态环境。实现可持续发展，必须开发大宗利用煤矸石的有效途径。

采用煤矸石制备烧结转是一种综合利用能源的有效方法，但是对于高硫煤矸石来说，按 通常的方法制备烧结砖时，在焙烧过程中释放的SO₂气体严重腐蚀设备，且烟气排放超标； SO₂气体对设备的腐蚀和环境的污染，成为制约资源化利用高硫煤矸石生产烧结建材的瓶颈。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种高硫煤矸石烧结砖固硫方法，目的在于将高硫煤矸石烧 结过程中产生的SO₂气体以硫酸盐的形态固定下来，既能使高硫煤矸石得到资源化、无害化 利用，又可延长设备的使用寿命，消除高硫煤矸石对生态环境的危害，同时解决电石渣堆放、 填埋造成的二次污染问题。

本发明的高硫煤矸石烧结砖固硫方法按以下步骤进行：

1、将石灰石粉碎至粒径在0.125mm以下，将粉碎后的石灰石与电石渣混合，混合比例 按重量比为电石渣∶石灰石＝1～4∶1，获得固硫剂。

2、将高硫煤矸石物理破碎至粒径在2mm以下，并且粒径在0.3mm以下的部分占高硫煤 矸石总重量的70％以上，获得高硫煤矸石粉。

3、将固硫剂加入到高硫煤矸石粉中，固硫剂加入量为高硫煤矸石粉重量的20～40％，搅 拌均匀，获得混合物料；向混合物料中加水搅拌均匀，水加入量为混合物料总重量的8～15％， 然后在封闭条件下静置陈化，陈化时间至少48h，获得陈化物料。

4、向陈化物料加水，同时进行碾压和搅拌，水加入量为陈化物料重量的14～16％，碾压 并搅拌至物料的可塑性指数大于等于7；然后在1.5～3MPa的条件下将加水后的陈化物料压制 成砖坯。

5、将砖坯置于干燥窑内，在50～135℃条件下干燥48～72h，干燥后置于焙烧窑内，以 100～150℃/h的速度升温至320～350℃，以80～100℃/h的速度升温至500～550℃，以100～150 ℃/h的速度升温至700～730℃，以80～100℃/h的速度升温至900～950℃，在900～950℃保温 3～8h，制备成烧结砖。

上述高硫煤矸石中硫的重量含量为1.8～6％；上述的电石渣为生产乙炔气、聚氯乙烯、聚 乙烯醇等产品排出的废渣，电石渣中粒度在10～50μm的部分占电石渣总重量的70～90％。

本发明采用电石渣和石灰石作为固硫剂原料，来源广泛、价格低廉；电石渣属于较难处 理的工业废弃物，以往主要以堆放、填埋为主，容易造成二次污染，电石渣作为复合固硫剂 配料之一，资源化利用后可节省大量废渣堆存占地，对保护国土资源极为有利；另一主要辅 料石灰石是广泛应用的工业原料，取材方便，生产成本低。本发明将高硫煤矸石焙烧过程中 产生的SO₂气体以硫酸盐形态固定下来，有效的降低SO₂的排放量，固硫率达86％以上，可 消除烟气排放对生态环境的破坏，延长焙烧设备的使用寿命，并且将经过处理后的高硫煤矸 石制备成烧结砖，为实现高硫煤矸石的减量化、无害化、资源化利用开辟了一条新途径。

具体实施方式

以下实施例为本发明优选实施例，本发明所处理的煤矸石为硫含量在1.8～6％的高硫煤矸 石，其他成分的煤矸石也能够应用本发明的方法。本发明实施例中采用的其他原料为选用材 料，实际使用时不限于该成分的原料。