[发明专利]一种以煤矸石为原料的陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开一种以煤矸石为原料的陶粒，由以下重量百分比的原料制成：煤矸石65‑76.5%、市政污泥15‑26%、柠檬酸渣2‑2.5%、改性剂5‑12%、粘结剂1.5‑3%。同时提供其相应的制备方法。本发明利用煤矸石、市政污泥、柠檬酸渣和镁铬铁矿渣来制作陶粒，所需原料来源广泛，价格低廉，降低了陶粒的生产成本，便于工业化推广应用，经测试，陶粒的堆积密度为900‑910kg/m³，筒压强度为8.5‑9.0MPa。本发明制备陶粒的方法，工艺路线合理，煤矸石消耗量大，既解决了废渣存在污染环境的问题，又能进行工业固废再生利用。

技术领域

本发明涉及陶粒技术领域。

背景技术

煤矸石是在采煤、洗煤过程中产生的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、但比煤坚硬的黑灰色岩石，其主要成分是Al₂O₃、SiO₂。据统计资料显示，2019年全国的煤矸石存量约为65-70亿吨，煤矸石约占我国固废量的40%，是我国目前排放量最大的固体废弃物。煤矸石和污泥的堆放和填埋，不仅占用了大量的土地，并且造成了巨大的环境污染，急需加以无害化处理。陶粒作为一种建筑材料，可以大量消耗不能降解的无机非金属质固体废弃物，为处理这些固体废弃物提供了一个有效的手段。

如专利申请号2019105764349公开了一种煤矸石陶粒及其制备方法，该方法需要添加百分含量比较高的碳酸钙粉，对于需要工业化大批量生产煤矸石陶粒而言，碳酸钙粉消耗量较大，导致该类方法工业化生产陶粒的生产成本较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种以煤矸石为原料的陶粒，同时提供其相应的制备方法是本发明的另一发明目的。

基于上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种以煤矸石为原料的陶粒，由以下重量百分比的原料制成：煤矸石65-76.5%、市政污泥15-26%、柠檬酸渣2-2.5%、改性剂5-12%、粘结剂1.5-3%。

一种以煤矸石为原料的陶粒，由以下重量百分比的原料制成：煤矸石68-74%、市政污泥15-20%、柠檬酸渣2-2.5%、改性剂7-10%、粘结剂2-3%。

一种以煤矸石为原料的陶粒，由以下重量百分比的原料制成：煤矸石69%、市政污泥19%、柠檬酸渣2%、改性剂8%、粘结剂2%。

所述改性剂为镁铬铁矿渣粉。

所述粘结剂为活性淀粉；市政污泥的含水率为80-90%。

制备以煤矸石为原料的陶粒的方法，包括以下步骤：

1）原料预处理；

2）陈化：将步骤1）预处理后的煤矸石、市政污泥、柠檬酸渣、改性剂和粘结剂混合，陈化10-15天、混合，得混合料；

3）制粒、整形，得料球；

4）除碳、煅烧：于700-900℃下，对步骤3）整形后的料球除碳10-20min，然后于1100-1250℃下，煅烧30-45min；

5）冷却、筛分，得不同粒度的陶粒制品。

步骤3）制粒、整形：步骤2）混合料采取对辊制粒机挤压制粒，粒径为12-14mm，然后进入整形机圆整，得料球。

步骤4）除碳：将步骤3）整形后的料球输送至除碳窑，通过鼓热风的方式对除碳窑内的料球进行除碳。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明利用煤矸石、市政污泥、柠檬酸渣和镁铬铁矿渣来制作陶粒，市政污泥作为发泡剂，柠檬酸渣作为补充型的发泡剂，镁铬铁矿渣作为改性剂，所需原料来源广泛，价格低廉，降低了陶粒的生产成本，便于工业化推广应用，经测试，陶粒的堆积密度为900-910kg/m³，筒压强度为8.5-9.0MPa。