一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，针对煤矸石超高料层烧结过程中，料层下部由于过湿作用，导致其热态透气性降低，烧结速度减慢，利用系数降低；同时，由于透气性差，烧结料层氧气浓度低，脱炭反应不充分，导致残炭含量高，活性低的技术问题，本发明专利技术通过分层布料，将粒度较粗的部分分布在料层中下部，提高下部料层的透气性，改善产质量，提高混合材活性。本发明专利技术利用煤矸石破碎后，其固定碳含量随着粒度的变小而降低的规律，将固定碳含量少和热值低的大颗粒布在底部，而固定碳含量和热值高的细颗粒布在料层上部，使烧结料层上下部热量分布均匀、上下部燃烧带适中，显著提升混合材的产量和质量。混合材的产量和质量。混合材的产量和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺


[0001]本专利技术属于固废综合利用
，具体涉及一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺。

技术介绍

[0002]煤矸石是煤炭生产、加工过程中产生的固体废弃物，其产生量约占煤炭开采量的10～25％。我国煤矸石的年产出超过3亿吨，目前堆存约为40亿吨，不仅占用大量的土地资源，而且严重危害了环境安全。煤矸石综合利用的技术很多，其中用作水泥混合材较为普遍，因其主要化学成分二氧化硅和氧化铝是潜在的胶凝活性物质。若将煤矸石制备水泥混合材等建筑材料，必须借助适宜的方法，增加其活性，减少煤矸石残炭等有机质。目前，主要通过火法方法进行脱除炭，提高其活性。
[0003]中国专利CN1236748A公开了一种煅烧煤矸石制取活性水泥混合材的方法，该方法中煤矸石在简易窑内，氧化气氛下，煅烧温度控制在850～1150℃的条件下，可制备成活性水泥混合材，该工艺虽然简单，但是回转窑存在结圈、能耗高和环境污染不易控制等一系列问题。
[0004]中国专利CN102351446A公开了一种煤矸石活性混合材制备方法，将天然煤矸石破碎至10mm以下，放入微波炉中，辐照8～12min时间后，用球磨机粉磨15～30min，即可获得活性混合材。该方法虽然简单可行，成本低且制备的活性混合材质量高，但是活化效果较差，微波炉大型化和工业化难度极大，成本巨大，因此并不能大规模的处理巨量的煤矸石。
[0005]中国专利CN110078401B公开了一种煤矸石带式烧结制备活性混合材的工艺。该方法中采用烧结机处理煤矸石，然后经过细磨，即可获得活性混合材。但是该方法烧结过程由于料层厚度较低(料层高度700
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1000mm)，不能有效蓄热，需要添加4％
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7％的炭质固体燃料，不但提高的生产成本，且炭质燃料燃烧过程增加了SO2、NO
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和CO2的排放，势必提高废气的处理成本。
[0006]针对上述难题，有必要提出一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中煤矸石活性效果较差、能耗高、处理效率低的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，旨在通过本专利技术所提供的分层布料技术，提高煤矸石的脱炭效率和活性，使得工艺更具竞争力。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，包括以下步骤：
[0010]S1、破碎：将煤矸石破碎至预定细度；
[0011]S2、筛分：将破碎后的煤矸石筛分成
‑
8mm，8～16mm和16～25mm三个粒级；
[0012]S3、配料：将步骤S2所得三个粒级的煤矸石分别与设定量的水混匀，得到三个粒级的混合料；
[0013]S4、制粒：对步骤S3所得
‑
8mm粒级的混合料进行制粒，得到制粒小球；
[0014]S5、分层布料：在烧结布料过程，控制烧结台车底部为16～25mm粒级部分的混合料，其厚度为烧结料总厚度的20～25％；烧结台车中部为8～16mm粒级部分的混合料，其厚度为烧结料总厚度的20～35％；烧结台车上部为
‑
8mm粒级部分的制粒小球，其厚度为烧结料总厚度的40～60％；
[0015]控制烧结料总厚度为1000～2000mm；
[0016]S6、烧结：在带式抽风烧结机中完成点火、保温、抽风烧结和冷却，完成脱炭，提高煤矸石活性；
[0017]S7、破碎：将步骤S6所得烧结料破碎并细磨，得到设定粒度、比表面积的活性混合材。
[0018]上述的方法，优选的，所述的煤矸石为页岩型煤矸石，煤矸石中固定碳含量为2％～5％。
[0019]上述的方法，优选的，所述的步骤S1中，利用颚式破碎机将煤矸石破碎至
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25mm。
[0020]上述的方法，优选的，所述的步骤S2中，通过振动筛将破碎后的煤矸石筛分成三个粒级，分别为
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8mm，8～16mm和16～25mm。
[0021]上述的方法，优选的，所述的步骤S3中，对
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8mm，8～16mm和16～25mm三个粒级的煤矸石加入设定量的水进行混匀，其中
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8mm加水量为7％～9％，8～16mm粒级部分加水量为5％～6％，16～25mm部分加水量为3％～4％。
[0022]上述的方法，优选的，所述的步骤S3中，利用强力混合机对三种粒度的煤矸石分别与设定量的水混匀，混合机转速为800～1000rpm，混合时间为4～6min。
[0023]进一步优选的，混合机转速为850rpm，混合时间为5min。
[0024]上述的方法，优选的，所述的步骤S4中，利用圆筒造球机对S3中
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8mm粒级部分进行制粒，圆筒制粒机的转速为30～40rpm，制粒时间为5～8min；制粒过程喷洒水分为1％～2％，填充率10％～15％，所得制粒小球中粒径+0.5mm的颗粒占85％以上，粒径+1mm的颗粒占70％以上。
[0025]进一步优选的，混合机转速为35rpm，混合时间为6min，填充率为12％。
[0026]上述的方法，优选的，所述的步骤S6中，烧结料层高度为1200～2000mm。
[0027]上述的方法，优选的，所述点火、保温、抽风烧结和冷却过程，点火时间为1～3min，点火温度为1050～1100℃，点火负压为4～6kPa，保温温度800～900℃，保温时间3～5min；烧结负压为10～16kPa；冷却时间为5～7min，冷却负压为7～9kPa。
[0028]进一步优选的，点火时间为1.5min，点火温度为1050℃，保温温度900℃，保温时间4min，烧结负压为12～15kPa；冷却时间为6min，冷却负压为7.5kPa。
[0029]本专利技术提出的一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，针对煤矸石中不同粒度所含的固定碳含量不一致，热值有所区别，通过利用合理的布料，实现粒度和燃料的优化分配，使烧结料层上下部热量分布均匀、上下部燃烧带适中，提升烧结矿的产量和质量，改善烧结混合材的活性。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：
[0031]1、本专利技术提供了一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，针对煤矸石超高料层烧结过程中，料层下部由于过湿作用，导致其热态透气性降低，烧结速度减慢，利用系数降低；同
时，由于透气性差，烧结料层氧气浓度低，脱炭反应不充分，导致残炭含量高，活性低的技术问题，本专利技术通过分层布料，将粒度较粗的部分分布在料层中下部，提高下部料层的透气性，改善产质量，提高混合材活性。
[0032]2、本专利技术提供了一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，针对超高料层烧结过程中，由于自动蓄热作用，下部料层热量集中，温度过高，而上部热量不足，导致烧结料层上下部热量分布不均匀，严重影响混合材产质量，本专利技术利用煤矸石破碎本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、破碎：将煤矸石破碎至预定细度；S2、筛分：将破碎后的煤矸石筛分成
‑
8mm，8～16mm和16～25mm三个粒级；S3、配料：将步骤S2所得三个粒级的煤矸石分别与设定量的水混匀，得到三个粒级的混合料；S4、制粒：对步骤S3所得
‑
8mm粒级的混合料进行制粒，得到制粒小球；S5、分层布料：在烧结布料过程，控制烧结台车底部为16～25mm粒级部分的混合料，其厚度为烧结料总厚度的20～25％；烧结台车中部为8～16mm粒级部分的混合料，其厚度为烧结料总厚度的20～35％；烧结台车上部为
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8mm粒级部分的制粒小球，其厚度为烧结料总厚度的40～60％；控制烧结料总厚度为1000～2000mm；S6、烧结：在带式抽风烧结机中完成点火、保温、抽风烧结和冷却，完成脱炭，提高煤矸石活性；S7、破碎：将步骤S6所得烧结料破碎并细磨，得到设定粒度、比表面积的活性混合材。2.根据权利要求1所述的煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，其特征在于，所述煤矸石的固定炭含量2％～5％，煤矸石为页岩型煤矸石。3.根据权利要求1或2所述的煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，其特征在于，步骤S1中，利用颚式破碎机将煤矸石破碎至
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25mm。4.根据权利要求1或2所述的煤矸石分层布料烧结脱炭工艺，其特征在于，步骤S3中，对
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘建，朱德庆，郭正启，李启厚，杨聪聪，鲁胜虎，童伯根，汤忠喜，张武举，杨立志，周向明，姜海峰，钱桂仁，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：