[发明专利]轻型陶粒及制备方法

说明书

本发明涉及到以露天煤矿煤层上的覆盖物——表土为原料制做的轻型陶粒以及陶粒的制备方法。

我国可保煤矿是露天开采煤矿，煤层上的覆盖物为第四系黄土、红土层即表土层和N₁⁸层泥岩，采煤时经剥离后作为废弃物，长期堆积不能使用。

中国专利申请CN1006060B(申请号86106748)公开了一种“超轻陶粒及其配制方法”，其目的是提供一种以采煤剥离物为原料，尤其是以我国可保煤矿的剥离物(泥岩和表土)为原料生产的超轻陶粒及其有效的配制方法，该发明提供了四个独立配方分别作为独立权利要求，其一为：以我国可保煤矿剥离物中的块状泥岩10-90％破碎处理与表土10-90％混合均匀，然后湿化处理；其二为：将我国可保煤矿的泥岩破碎，过筛，掺入1-5％的硅藻土或粉煤灰，湿化处理；其三为：将我国可保煤矿剥离物中膨胀性能不均的泥岩混匀，破碎、过筛，得到粉粒泥岩，掺入1-5％的硅藻土和1-10％的砂，湿化处理；其四为：将我国可保煤矿中的块状泥岩10-80％与表土10-80％、砂1-10％混合均匀，湿化处理3-5天；上述的四个配方经下述工艺制成陶粒：用成球机成球，在温度350-450℃下予热10-30分钟，在1050-1150℃的温度下焙烧5-10分钟，即制成松散容重250-600kg/m³的轻质陶粒。

上述专利申请的配方设计是以泥岩(N₁⁸层)为主线，所提出的四个配方中均含有泥岩，只有两个配方中含有表土。由于泥岩呈块状，性较硬，难于破碎，所以必须进行湿化处理，湿化处理所需时间较长，泥岩破碎均化不但复杂耗时，而且含有泥岩的料球在焙烧时易产生较多粘稠熔融物粘窑结圈，使得工业生产无法进行。加之泥岩的烧成温度较为狭窄，工业上极难控制；料球的予热温度为350-450℃，大大高于本行业的予热温度，使实际操作无法进行。如上所述的诸多因素，使得上述专利申请难于在工业生产中应用。

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种仅采用我国可保煤矿煤层剥离物中的表土烧制成的轻型陶粒以及这种轻型陶粒的制备方法。

本发明所述的轻型陶粒系采用我国可保煤矿煤层剥离物中的表土烧制而成。

如前所述，我国可保煤矿是露天开采煤矿，煤层上的覆盖物为第四系黄土、红土层(即表土)和N₁⁸层泥岩，也即表土层中含有黄土和红土，本发明所述的轻型陶粒可采用100％的黄土烧制而成，也可采用10-50％的红土和50-90％的黄土烧制而成。

本发明所述的轻型陶粒的制备方法包含以下步骤：

(一)、将表土破碎，均化处理，控制其中水分，使其低于25％；

(二)、经进入成球机成球后，进入回转窑，控制窑尾温度为120-250℃，焙烧温度为1020-1200℃，予热干燥时间为20-40分钟，烧成时间为3-8分钟；

(三)、焙烧后的陶粒出窑后，进入冷却机中降温，经分级后，制得松散容重为200级至800级的轻型陶粒。

本发明所述的轻型陶粒制作成本低，原料为采煤的废弃物，有利于煤矿资源的综合利用，轻型陶粒的配方简单，仅采用表土，使工艺中的破碎、混合工序比采用泥岩时容易完成，省去费工费时的湿化处理工序，工艺参数容易控制，仅需控制窑尾温度和焙烧温度，采用本配方和本工艺使轻型陶粒的成品率大大提高，彻底杜绝了粘窑事故的发生。本发明由于采用了合理的热工制度和冷却方式，烧成控制方便，产量高，避免了由于土料球进窑时予热温度过高，料球破损和表面出现网状裂缝而降低料球膨胀性能及陶粒强度甚至产生爆炸等问题，而且由于采用了冷却机进行缓冷，解决了由于陶粒快速冷却产生的应力导致陶粒料球出现裂纹破损，保证了陶料的质量和均质性，具有很强的工业适用性。

实施例：

1、以我国可保煤矿采煤矿层覆盖物表土层中的黄土为原料，将其经两次对辊破碎机破碎至3mm以下，进入双轴搅拌机混合均匀，若原料黄土中水分含量过高，可加干土控制其水分含量使其低于25％，进入成球机中成球，再进入回转窑中，控制回转窑窑尾温度为140-160℃，焙烧温度1040-1120℃，陶粒自进入回转窑后，在行进过程中温度不断升高，直至最高温度带被烧胀，烧胀后的陶粒出窑后，进入分层式冷却机缓冷至60-100℃，经容重法分级，分别制得200级、300级、400级、500级、600级(松散容重单位kg/m³)的超轻和轻型陶粒。

2、以我国可保煤矿矿层覆盖物表土层中的黄土和红土为原料，取红土30％，黄土70％，经破碎，均化处理，控制水分含量低于25％，进入成球机成球，进入回转窑中，控制窑尾温度为220-240℃，焙烧温度1080-1200℃，自陶粒进入回转窑到运行至烧成带的时间为20-40分钟，烧成时间为3-8分钟，被烧胀的陶粒经缓冷后，分级制得200-800级的陶粒。