一种以煤矸石为原料的陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术利用煤矸石、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/m

【技术实现步骤摘要】
一种以煤矸石为原料的陶粒及其制备方法
本专利技术涉及陶粒

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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专利技术的另一专利技术目的。基于上述目的，本专利技术采取以下技术方案：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，本专利技术具有以下有益效果：1）本专利技术利用煤矸石、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。2）本专利技术制备陶粒的方法，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。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术的技术方案进行详细描述，但下述实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。以下实施例中，煤矸石的化学组成：SiO252-65%、Al2O316-36%、Fe2O32.28-14.63%、CaO0.42-2.32%、MgO0.44-2.41%、K2O+Na2O1.45-3.9%。镁铬铁矿渣粉的化学组成：Cr2O33-5%、SiO228-34%、Al2O325-30%、MgO1-3%、Fe2O31-3%、CaO1-5%。市政污泥含水率80-90%，其中，有机物的百分含量60-75%。柠檬酸渣中CaSO4百分含量75%以上。实施例1一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%、镁铬铁矿渣粉8%、粘结剂(活性淀粉)2%，市政污泥的含水率为80%。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：煤矸石通过箱式给料机定量给料，然后经过振动筛筛分后的粗料进入锤式破碎机破碎，破碎后通过埋刮板输送机输送至共振磨磨至300目，振动筛筛下细料直接到埋刮板输送机上；镁铬铁矿渣和柠檬酸渣分别经过共振磨磨至200目；2）陈化：将步骤1）预处理后的煤矸石、市政污泥、柠檬酸渣、改性剂和粘结剂分别经过螺旋计量秤定量给料到双轴搅拌机内充分搅拌混合，被带式输送机输送到陈化库陈化10天，然后通过箱式喂料机定量给料至双轴搅拌机内再次充分搅拌混合，得混合料；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；4）除碳、煅烧：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，控制除碳窑的温度850℃，除碳时间15min，然后通过链板输送机输送至焙烧窑煅烧，控制焙烧窑的温度1200℃下，煅烧时间30min；5）冷却、筛分：步骤4）煅烧后得到的陶粒进入单筒冷却机冷却，经链板输送机、斗式提升机输送至成品仓中，然后经带式输送机输送至滚筒筛筛分出不同粒度的陶粒制品。经测试，制得的陶粒的堆积密度为906.1kg/m3，筒压强度为8.7MPa。实施例2一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70%、市政污泥17.5%、柠檬酸渣2.5%、镁铬铁矿渣粉7%、粘结剂3%，市政污泥的含水率为85%。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：煤矸石通过箱式给料机定量给料，然后经过振动筛筛分后的粗料进入锤式破碎机破碎，破碎后通过埋刮板输送机输送至共振磨磨至400目，振动筛筛下细料直接到埋刮板输送机上；镁铬铁矿渣和柠檬酸渣分别经过共振磨磨至300目；2）陈化：将步骤1）预处理后的煤矸石、市政污泥、柠檬酸渣、改性剂和粘结剂分别经过螺旋计量秤定量给料到双轴搅拌机内充分搅拌混合，被带式输送机输送到陈化库陈化14天，然后通过箱式喂料机定量给料至双轴搅拌机内再次充分搅拌混合，得混合料；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；4）除碳、煅烧：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，控制除碳窑的温度800℃，除碳时间20min，然后通过链板输送机输送至焙烧窑煅烧，控制焙烧窑的温度1250℃下，煅烧时间35min；5）冷却、筛分：步骤4）煅烧后得到的陶粒进入单筒冷却机冷却，经链板输送机、斗式提升机输送至成品仓中，然后经带式输送机输送至滚筒筛筛分出不同粒度的陶粒制品。经测试，制得的陶粒的堆积密度为910kg/m3，筒压强度为8.5MPa。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以煤矸石为原料的陶粒，其特征在于，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%。/n

【技术特征摘要】
1.一种以煤矸石为原料的陶粒，其特征在于，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%。


2.如权利要求1所述的以煤矸石为原料的陶粒，其特征在于，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%。


3.如权利要求2所述的以煤矸石为原料的陶粒，其特征在于，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%。


4.如权利要求3所述的以煤矸石为原料的陶粒，其特征在于，所述改性剂为镁铬铁矿渣粉。


5.如权利要求4所述的以煤矸石为原料的陶粒，其特征在于，所述所述粘结剂为活性淀粉；市政污泥的含水率为80-90%。


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【专利技术属性】
技术研发人员：许文斌，杨晓东，高国峰，李银峰，徐铭威，
申请(专利权)人：河南郑矿机器有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41