一种煤基固废轻质高强度陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种煤基固废轻质高强度陶粒及其制备方法，所述的陶粒的原料包括煤矸石和气化渣，其中，煤矸石占陶粒总质量的20～70wt％，气化渣占陶粒总质量的10～60wt％；其余为锅炉烟灰和/或炉渣。本发明专利技术以多种煤基固废为原料制备得到了煤基固废轻质高强度陶粒，多种煤基固废之间产生了协同利用，可选择的原料来源广、种类多且成本低，可根据自身固废产生情况选择原料及相应配方。

A kind of coal based solid waste light high strength ceramsite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种煤基固废轻质高强度陶粒及其制备方法
本专利技术属于烧结陶粒
，涉及一种陶粒及其制备方法，尤其涉及一种煤基固废轻质高强度陶粒及其制备方法。
技术介绍
我国煤炭资源储量相对丰富，煤炭作为最主要的化石能源，在能源生产领域具有举足轻重的作用。长期以来形成的依赖煤炭资源的工业格局短期內难以发生本质变化。在煤炭的开采、加工、利用过程中产生大量的煤基固废，每年产生循环流化床灰渣约0.8-1.5亿吨、煤矸石约7亿吨、粉煤灰约5亿吨，气化渣排放量井喷式增长，很快达到1亿吨。这些煤基固废给环境造成严重影响，堆放占用大量的土地资源，同时造成土壤、水体、大气污染。这些固废中含有大量的硅铝氧化物，通过合适的技术就可以使其变废为宝，成为优质的建材。目前已经有利用粉煤灰、煤矸石制作陶粒、陶瓷、建筑用砖、压裂支撑剂等技术应用，但气化渣高附加值利用技术、协同处理多种固废的技术较少。陶粒具有密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性强等优异的性能，目前广泛应用于建材、园艺、食品、石油等部门，且应用领域越来越广。随着砂石资源的日益紧缺，陶粒的市场前景日益显现，同时，陶粒的性能优越、应用范围广、市场价格高，因此利用煤基固废烧结陶粒是一种具有高附加值、潜力巨大的利用方式。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种煤基固废轻质高强度陶粒及其制备方法，本专利技术以多种煤基固废为原料制备得到了煤基固废轻质高强度陶粒，多种煤基固废之间产生了协同利用，可选择的原料来源广、种类多且成本低，可根据自身固废产生情况选择原料及相应配方，同时，气化渣的加入充分利用了残炭热量和其中的水分，减少了造粒过程的加水量，且可直接利用无需烘干，无需添加其他外加剂，降低了生产成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种煤基固废轻质高强度陶粒，所述的陶粒的原料包括煤矸石和气化渣，其中，煤矸石占陶粒总质量的20～70wt％，气化渣占陶粒总质量的10～60wt％；其余为锅炉烟灰和/或炉渣。本专利技术的主要专利技术点在于：(1)以多种煤基固废为原料制备得到了煤基固废轻质高强度陶粒，多种煤基固废之间产生了协同增效作用，可选择的原料来源广、种类多且成本低，可根据自身固废产生情况选择原料及相应配方。协同增效作用如下：煤矸石可增加生料的塑性提高生料球的强度。同时提供SiO2和Al2O3，SiO2在烧结过程中形成玻璃质，拓宽烧结温度范围，Al2O3在烧结过程形成莫来石、钙长石提高陶粒强度。锅炉烟灰/炉渣提供SiO2和Al2O3，同时由于煤矸石及气化渣烧失量较高，锅炉烟灰/炉渣烧失量低，可以起到调节原料的烧失量的作用。气化渣提供一定量的SiO2和Al2O3，同时含有较多的残碳及Fe2O3，起到造孔剂的作用，在烧结过程中可以提高陶粒的气孔率，降低陶粒的比重，同时还起到提供热量，降低能耗的作用。(2)向陶粒原料中掺杂气化渣，其目的在于：(1)通过气化渣与煤矸石之间的协同增效作用制备得到了一种轻质高强度的煤基陶粒；(2)搅拌过程需要消耗大量的气化渣，因此本专利技术提供的制备工艺也创设了一种气化渣的高附加值资源化利用途径；(3)气化渣的加入充分利用了残炭热量和其中的水分，减少了造粒过程的加水量，且可直接利用无需烘干，无需添加其他外加剂，降低了生产成本。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的锅炉烟灰包括粉煤灰和/或CFB脱硫灰。在本专利技术中，所述的粉煤灰包括煤粉炉粉煤灰(PC灰)和流化床粉煤灰(CFB灰)。当前火电站燃烧技术主要有两大类：一类是煤粉炉锅炉，一类是循环流化床锅炉，粉煤灰是从电厂锅炉烟道气体中收集的粉末，若从煤粉炉锅炉烟道气体中收集的粉末称为煤粉炉粉煤灰，若从循环流化床锅炉烟道中收集的粉末称为循环流化床粉煤灰，循环流化床锅炉中燃料与脱硫剂共同燃烧后产出的干式脱硫粉末称为循环流化床干式脱硫灰，即CFB脱硫灰。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：其中，煤矸石的百分含量可以是20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％或70wt％；气化渣的百分含量可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％或60wt％；锅炉烟灰的百分含量可以是0wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％或70wt％；炉渣的百分含量可以是0wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％或70wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：煤矸石30～60wt％；气化渣30～60wt％；炉渣10～40wt％。其中，煤矸石的百分含量可以是30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％或60wt％；气化渣的百分含量可以是35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％；炉渣的百分含量可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％或40wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：煤矸石20～40wt％；气化渣30～55wt％；炉渣40～60wt％。其中，煤矸石的百分含量可以是20wt％、25wt％、30wt％、35wt％或40wt％；气化渣的百分含量可以是30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％或55wt％；炉渣的百分含量可以是40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％或60wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：煤矸石30～60wt％；气化渣30～60wt％；锅炉烟灰10～40wt％。其中，煤矸石的百分含量可以是30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的陶粒的原料包括煤矸石和气化渣，其中，煤矸石占陶粒总质量的20～70wt％，气化渣占陶粒总质量的10～60wt％；其余为锅炉烟灰和/或炉渣。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的陶粒的原料包括煤矸石和气化渣，其中，煤矸石占陶粒总质量的20～70wt％，气化渣占陶粒总质量的10～60wt％；其余为锅炉烟灰和/或炉渣。


2.根据权利要求1所述的煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的锅炉烟灰包括粉煤灰和/或CFB脱硫灰。


3.根据权利要求1或2所述的煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：



优选地，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：





4.根据权利要求1-3任一项所述的煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：
煤矸石30～60wt％；
气化渣30～60wt％；
炉渣10～40wt％；
优选地，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：
煤矸石20～40wt％；
气化渣30～55wt％；
炉渣40～60wt％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：
煤矸石30～60wt％；
气化渣30～60wt％；
锅炉烟灰10～40wt％；
优选地，所述的陶粒包括如下百分含量的各组分：
煤矸石20～40wt％；
气化渣30～55wt％；
锅炉烟灰40～60wt％。


6.根据权利要求1-5任一项所述的煤基固废轻质高强度陶粒，其特征在于，所述的煤基固废轻质高强度陶粒的堆积密度≤1000kg/m3；
优选地，所述的煤基固废轻质高强度陶粒的筒压强度＞7MPa。


7.一种煤基固废轻质高强度陶粒的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋瑞领，付亮亮，王自祥，王超，许文波，
申请(专利权)人：兖矿集团有限公司，兖矿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37