[发明专利]一种高性能煤矸石陶粒的生产工艺

说明书

本公开公开了一种高性能煤矸石陶粒的生产工艺,涉及煤矸石陶粒生产技术领域，包括如下步骤：原料预处理、配料、造粒、干燥、焙烧、冷却，焙烧窑包括：预热段、脱碳段和焙烧段。通过本公开公布的煤矸石陶粒生产工艺，并使得煤矸石的掺量可达到95％，不再受到煤矸石高碳含量的制约，解决了煤矸石掺量大会造成陶粒产品性能不好的问题，最大限度的利用煤矸石资源；提高了工艺连续性和陶粒的产品性能。

技术领域

本公开涉及煤矸石陶粒生产技术领域，尤其涉及一种高性能煤矸石陶粒的生产工艺。

背景技术

煤矸石是采煤过程中产生的废渣，包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采煤过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中的洗矸石，它是成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、比较坚硬的黑色岩石，是由碳质页岩、碳质砂岩、页岩、粘土等组成的混合物。煤矸石也是一种可用的资源。含碳量较高的煤矸石(含碳量大于20％)，可直接供沸腾炉作燃料；含碳量较低、小于6％的可以用于砖瓦、水泥等建材的生产；含碳量极低的可填坑造地或用作路基材料。

大部分煤矸石含碳量在6％～20％，而烧制高性能煤矸石陶粒要求煤矸石中含碳量不要过大，以低于5％为宜。煤矸石含碳量过高不利于陶粒的膨胀，主要原因是:在高温时含碳量过多,导致物料的液相粘度过小、表面张力过低,产生气体时很容易冲破气壳,从料球的裂缝中逸出,不符合陶粒膨胀两个基本条件相辅相成的要求,陶粒无法膨胀。

陶粒原料煤矸石中含碳量过高，现阶段的主要解决办法是大量掺入粘土和页岩等矿石，来降低物料的含碳量，就难免需要开山采石，挖河取沙，导致生态环境被严重破坏。当煤矸石烧制的陶粒用作墙面保温材料时，要求原料含碳量是越低越好。因此，发明一种可以提高原料中煤矸石的掺入量，充分利用原料热量，并能烧制高性能陶粒的工艺刻不容缓。

为了解决上述问题，本公开提出一种高性能煤矸石陶粒的生产工艺。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种高性能煤矸石陶粒的生产工艺，包括如下步骤：

步骤S1，原料预处理：将煤矸石和辅助材料进行破碎和研磨处理，然后将煤矸石和辅助材料分别送入筛分机A和筛分机B中经过筛选；

步骤S2，配料：将筛选后的物料送入混料机中，同时加入水，搅拌进行配料；

步骤S3，造粒：将混合料送入造球机中，制成粒径为5～20mm的生料球；

步骤S4，干燥：将生料球送入烘干机内，烘干温度为100℃，保温时间为6～8h；

步骤S5，焙烧：将干燥后的生料球送入焙烧窑，该焙烧窑包括：预热段、脱碳段和焙烧段，生料球先通过预热段，再经过脱碳段，使得生料球的残碳量为2％～5％，最终经过焙烧段，使得生料球表面能够形成玻璃相，内部产生气体使生料球烧胀，从而形成膨胀的陶粒；

步骤S6，冷却：将膨胀的陶粒送入冷却装置中进行冷却，即制成陶粒成品。

优选地，步骤S1中筛分机A和筛分机B的筛网目数为100目。

优选地，步骤S1中辅助材料为页岩或粉煤灰或赤泥或钢渣或污泥或工业尾矿或石灰石或氧化铁，步骤S1中煤矸石为自燃煤矸石或未燃煤矸石或自燃煤矸石与未燃煤矸石的混合物。

优选地，步骤S2中按原料所占质量分数进行配料，其中煤矸石80～95％，辅助材料5～20％。

优选地，将步骤S4前后的生料球分别送入筛分机C、筛分机D中，筛分出粒径小于5mm或大于20mm的生料球，均送入混料机中重新造粒。

优选地，步骤S5中预热段温度为400～500℃，预热时间为15～25min；脱碳段的温度为600～800℃，脱碳时间为10～20min；焙烧段温度为1100～1200℃，焙烧时间为20～30min。