【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废综合利用，具体涉及一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺。
技术介绍
1、煤炭开采、洗选过程中会产生煤矸石，煤矸石属于大宗工业固体废物，含有大量的碳和其他有害物质，为减少对环境的污染和提高能源利用效率，煤矸石脱碳技术的研究和应用变得尤为重要。煤矸石的综合利用受铝硅比值、碳硫含量等因素的影响，主要作为生产氧化铝、燃料，作为化工原料、陶瓷原料，制备建筑材料和道路工程填充方面，其中用于制备建筑材料前，需借助适宜的方法，增加其活性，减少煤矸石中残碳等有机质。
2、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。该带式烧结机适用于大规模处理煤矸石的情况，其占用面积大、建设成本高，在烧结前需要将煤矸石破碎至预定细度，配料、混匀后制成预定粒度的小球，制作过程繁琐，生产成本较高。业内人士为了降低生产成本，适应小规模用量，尝试采用石灰窑或者水泥窑来进行煤矸石的脱碳烧结，这种石灰窑是逆流焙烧的窑炉，煤矸石从窑顶部加入，助燃空气由下部导入，充分利用煤矸石的残碳进行内燃，煤矸石借助卸料装置和重力逐步下移，经过预热、煅烧、冷却而成品。煤矸石脱碳烧结温度在700-850℃之间，石灰煅烧温度在920℃左右，两者煅烧温度相似；但两者物料性质不同，反应温度不同，物理化学反应不同等等因素，采用传统的石灰窑或者水泥窑对煤矸石进行脱碳烧结处理，在先申请的中国专利cn116282989a为本申请人阶段性研究成果，但在使用中发现，会存在连续生产稳定性差、
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有石灰窑煅烧煤矸石脱碳时存在连续生产稳定性差、脱碳效果的均匀性不佳，产品活性指数波动大等问题，提供了一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，包括以下步骤：
3、（1）对不同热值含碳量的煤矸石原料分别进行筛分，得到满足粒径要求的煤矸石原料，根据热值含碳量计算后按比例均化得到煤矸石基料；
4、所述煤矸石基料粒径为8-30mm，固定碳含量为1.5%-3%；
5、固定碳含量高于3%的煤矸石原料为a料，固定碳含量低于1.5%的煤矸石原料为b料，固定碳含量为1.5%-3%的煤矸石原料为c料；其中a料和b料通过计算，按比例均化，实现目标值m符合条件固定碳含量为1.5%-3%即可；
6、（2）将煤矸石基料输送至立窑上方进料，在立窑内经预热、煅烧、冷却得到成品料，成品料由立窑底部排出；所述立窑用助燃空气由立窑底部鼓入。
7、进一步的，所述煤矸石基料粒径为10-20mm，所得煤矸石基料为不规则结构。
8、具体的，煤矸石原料的物料硬度4-5，成型水分12-21%，塑性指数8-15。
9、具体的，所述步骤（2）中煤矸石的预热温度为350-450℃；煅烧温度为700-850℃，煅烧时间为3-4小时。
10、具体的，所述立窑窑体高度为8-12m，窑体内径为4.5-6m；通过降低窑体高度，实现降低窑内物料厚度，降低通风阻力，同时通过控制煤矸石基料粒径，减少碎小物料的加入，保持料层的松散性利于风道的均匀性。
11、具体的，立窑内从上到下设有预热带、煅烧带、冷却带，所述煅烧带和冷却带交界处沿周向分布多个天然气点火装置；所述煅烧带上沿周向均匀设置测温装置，当温度低于700℃时，利用该处对应的天然气点火装置进行点火。由于煤矸石基料为不规则结构，可能会出现燃烧不均匀的情况，因此利用天然点火装置对低温处进行点火，实现纠偏、助燃，提高燃烧均匀性，提高脱碳效率。
12、800℃的脱碳理论能耗为364kcal/kg，是烤箱中恒温得到的数据，但在实践中验证，由于窑炉保温带来的温度聚集和在煅烧中产的放热反应释放出来的热量，导致理论值实际生产控制指标偏高，因此通过控制煤矸石基料的固定碳含量保证煅烧过程中立窑内温度不会因为过高而出现烧结或结大块的现象。
13、本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中通过控制煤矸石基料的粒径和固定碳含量，相比回转窑、沸腾炉、烧结机等能省去烘干、破碎及磨粉过程，直接筛分利用，充分利用自身残碳，内燃脱碳，节约能源消耗，减少装备的投入，能避免烧结和结大块的现象；通过合理设计立窑规格，降低窑内物料厚度，降低通风阻力，配合天然气点火装置进行实时纠偏，提高燃烧均匀性，保证脱碳效率。
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1.一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，所述煤矸石基料粒径为10-20mm。
3.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，煤矸石原料的物料硬度4-5，成型水分12-21%，塑性指数8-15。
4.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，所述步骤（2）中煤矸石的预热温度为350-450℃；煅烧温度为700-850℃，煅烧时间为3-4小时。
5.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，所述立窑窑体高度为8-12m，窑体内径为4.5-6m。
6.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，所述立窑用助燃空气由立窑底部鼓入。
7.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，立窑内从上到下设有预热带、煅烧带、冷却带，其特征在于，所述煅烧带和冷却带交界处沿周向分布多个天然气点火装置。
8.如权利要求7所述一种煤矸石无
...【技术特征摘要】
1.一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，所述煤矸石基料粒径为10-20mm。
3.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，煤矸石原料的物料硬度4-5，成型水分12-21%，塑性指数8-15。
4.如权利要求1所述一种煤矸石无燃料自热式烧结脱碳工艺，其特征在于，所述步骤（2）中煤矸石的预热温度为350-450℃；煅烧温度为700-850℃，煅烧时间为3-4小时。
5.如权利要求1所述一种煤矸石无...
【专利技术属性】
技术研发人员：张武举，何金兵，吕睿东，申文军，杨立志，代翔，周国栋，张亮亮，陈雷，姜海峰，
申请(专利权)人：安徽淮海新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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