本發(fā)明涉及固廢綜合利用，特別涉及一種提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝。

背景技術(shù)：

1、煤矸石是煤炭生產(chǎn)中的副產(chǎn)品之一，煤矸石的堆存不僅占壓了大量土地，其淋溶水滲透到地下，污染土壤進(jìn)而污染地下水，其地表遷流則對地表水體造成污染，而且煤矸石自燃釋放出大量的so2，nox，co等有害氣體，造成大氣污染和生態(tài)環(huán)境的破壞。由于煤矸石中含有碳，而其中的碳對水泥的強(qiáng)度、需水量、耐久性等都會有負(fù)面影響。因此未燃煤矸石必須通過煅燒脫碳，提高其活性后才可以利用。

2、隨著洗煤技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤矸石含碳量不斷降低，回轉(zhuǎn)窯或豎窯工藝已經(jīng)不適于處理低碳煤矸石，此時煤矸石燒結(jié)工藝應(yīng)運(yùn)而生。但是在面臨洗煤技術(shù)不斷進(jìn)步，煤矸石的含碳量不斷下降，需要不斷提高燒結(jié)料層高度進(jìn)行燒結(jié)實現(xiàn)效率，這導(dǎo)致在超高料層燒結(jié)時脫碳效果、脫碳煤矸石的活性較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其目的是為了解決超高料層的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，包括：

3、s10.將煤矸石經(jīng)過粗碎和細(xì)碎后獲得煤矸石顆粒；

4、s20.將煤矸石顆粒、添加劑及水進(jìn)行混合獲得煤矸石混合料，添加劑的質(zhì)量為煤矸石顆粒質(zhì)量的0-15％，所述添加劑包括含鈣熔劑、含鈣廢固中的一種或多種，噴灑水分為7-10％，煤矸石混合料的粒度為3-10mm；

5、s30.將煤矸石混合料在燒結(jié)機(jī)的臺車上進(jìn)行布料形成料層，料層高度滿足預(yù)設(shè)高度；

6、在料層的高度方向上布置若干層的氣流通道，其中最上層的氣流通道位于料層的上表面；向最下層的氣流通道內(nèi)通入熱風(fēng)以使料層下方的煤矸石混合料的溫度高于露點(diǎn)；

7、s40.在燒結(jié)機(jī)中完成點(diǎn)火、下部抽風(fēng)、燒結(jié)獲得燒結(jié)餅，將燒結(jié)餅進(jìn)行破碎及冷卻獲得脫碳煤矸石，對脫碳煤矸石進(jìn)行細(xì)磨，制備凝膠材料。

8、優(yōu)選地，在步驟s10中包括步驟s11和步驟s12，其中步驟s10為將煤矸石進(jìn)行粗碎，采用開路破碎流程，粗碎后的粒度為-20mm；

9、步驟s12為將粗碎后的煤矸石進(jìn)行細(xì)碎，采用閉路破碎流程，邊料循環(huán)比例為30-60％，經(jīng)過細(xì)碎后的煤矸石顆粒的粒度為-10mm。

10、優(yōu)選地，步驟s20包括步驟s21和步驟s22，其中步驟s21為在混合機(jī)內(nèi)投入定量的煤矸石顆粒以及添加劑進(jìn)行混勻，其中，所述添加劑的質(zhì)量為煤矸石顆粒質(zhì)量0-15％，添加劑的粒度為-1mm；

11、步驟s22為將混勻后的煤矸石顆粒及生石灰投入到制粒機(jī)中制粒，制粒中噴灑水分為7-10％，制粒時間為4-6min，粒度為3-10mm的煤矸石混合料占全部煤矸石混合料的70％-90％。

12、優(yōu)選地，步驟s30包括步驟s31和步驟s32，

13、其中步驟s31為將塊狀鋪底料布置在燒結(jié)機(jī)的臺車上，塊狀鋪底料為15-20mm的煤矸石；

14、步驟s32為將煤矸石混合料自下而上的逐層鋪料，并且達(dá)到預(yù)設(shè)的高度，預(yù)設(shè)高度為1000-2000mm。

15、優(yōu)選地，步驟s32還包括利用造孔裝置在料層的高度方向制造若干氣流通道，所述氣流通道包括位于料層上表面的溝槽以及位于料層內(nèi)的孔洞；

16、造孔裝置包括造孔板、造孔棒、造孔管以及與造孔管連通的供風(fēng)管，造孔板設(shè)置在造孔棒和造孔管的上方，造孔板用于制作溝槽，造孔棒高于造孔管，所述造孔管用于制作料層最下方的孔洞，所述造孔棒用于制造料層中間部分的孔洞；

17、將造孔板、造孔板以及造孔管按照預(yù)設(shè)的高度及數(shù)量設(shè)置在臺車的上方，將煤矸石混合料自上方進(jìn)行掉落，煤矸石混合料將造孔棒以及造孔管埋于料層內(nèi)，煤矸石混合料將造孔板埋設(shè)在料層的上表面，所述臺車可相對與造孔裝置進(jìn)行移動以將造孔裝置抽出料層形成溝槽和孔洞；

18、在布料的過程中，通過供風(fēng)管向料層下方的煤矸石混合料通入熱風(fēng)，熱風(fēng)溫度為150-200攝氏度。

19、優(yōu)選地，所述溝槽的數(shù)量為6-8個，寬度為35-50mm，深度為80-100mm，相鄰的溝槽中心線之間的距離為400mm；

20、所述孔洞的直徑為15-20mm，每層孔洞的數(shù)量為3-6個，上層孔洞的數(shù)量大于下層孔洞的數(shù)量，最下層的孔洞距離臺車篦條的距離為280mm。

21、優(yōu)選地，當(dāng)所述料層的高度在1000mm以內(nèi)時，料層中的孔洞數(shù)量為2層；

22、當(dāng)料層的高度在1000-1500mm時，料層中的孔洞數(shù)量為3層；

23、當(dāng)料層的高度在1500-2000mm時，料層中的孔洞數(shù)量為4層。

24、優(yōu)選地，在步驟s40中，布滿煤矸石混合料的臺車進(jìn)入到點(diǎn)火爐中點(diǎn)火，并開啟燒結(jié)機(jī)下部風(fēng)箱。

25、優(yōu)選地，將燒結(jié)形成的燒結(jié)餅投入到破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，將破碎后的燒結(jié)餅投入冷卻機(jī)中進(jìn)行冷卻獲得脫碳煤矸石。

26、優(yōu)選地，所述含鈣熔劑包括生石灰、石灰石、消石灰，所述含鈣廢固包括脫硫灰、鋼渣。

27、本發(fā)明的上述方案有如下的有益效果：

28、在本申請中通過在料層內(nèi)增設(shè)氣流通道及通入熱風(fēng)，提高料層的孔隙率，降低氣體在料層內(nèi)流動的氣阻，改善料層的透氣性，透氣性越好，向料層內(nèi)提供的氧氣量就越多，越有利于料層中碳的充分燃燒，脫碳效果越好；同時加入含氧化鈣的添加劑，形成更多的硅酸鈣，脫碳后燒結(jié)餅的活性就越高，有助于提高脫碳后煤矸石產(chǎn)量和質(zhì)量的改進(jìn)。

29、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：在步驟s10中包括步驟s11和步驟s12，其中步驟s10為將煤矸石進(jìn)行粗碎，采用開路破碎流程，粗碎后的粒度為-20mm；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：步驟s20包括步驟s21和步驟s22，其中步驟s21為在混合機(jī)內(nèi)投入定量的煤矸石顆粒以及添加劑進(jìn)行混勻，其中，所述添加劑內(nèi)質(zhì)量為煤矸石顆粒質(zhì)量0-15％，添加劑的粒度為-1mm；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：步驟s30包括步驟s31和步驟s32，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：步驟s32還包括利用造孔裝置在料層(1)的高度方向制造若干氣流通道，所述氣流通道包括位于料層(1)上表面的溝槽(6)以及位于料層(1)內(nèi)的孔洞(7)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：所述溝槽(6)的數(shù)量為6-8個，寬度為35-50mm，深度為80-100mm，相鄰的溝槽(6)中心線之間的距離為400mm；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：當(dāng)所述料層(1)的高度在1000mm以內(nèi)時，料層(1)中的孔洞(7)數(shù)量為2層；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：在步驟s40中，布滿煤矸石混合料的臺車進(jìn)入到點(diǎn)火爐中點(diǎn)火，并開啟燒結(jié)機(jī)下部風(fēng)箱。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：將燒結(jié)形成的燒結(jié)餅投入到破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，將破碎后的燒結(jié)餅投入冷卻機(jī)中進(jìn)行冷卻獲得脫碳煤矸石。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，其特征在于：所述含鈣熔劑包括生石灰、石灰石、消石灰，所述含鈣廢固包括脫硫灰、鋼渣。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種提高煤矸石超高料層脫碳效能的燒結(jié)工藝，包括：S10.將煤矸石經(jīng)過二次破碎后獲得煤矸石顆粒；S20.將煤矸石顆粒、添加劑及水進(jìn)行混合獲得粒度為3?10mm的煤矸石混合料；S30.將煤矸石混合料在臺車上進(jìn)行布料形成料層；在料層的高度方向上布置若干層的氣流通道，其中最上層的氣流通道位于料層的上表面；向最下層的氣流通道內(nèi)通入熱風(fēng)以使料層下方的煤矸石混合料的溫度高于露點(diǎn)；S40.在燒結(jié)機(jī)中進(jìn)行燒結(jié)獲得燒結(jié)餅，將燒結(jié)餅進(jìn)行破碎及冷卻、細(xì)磨，制備凝膠材料，本申請通過增設(shè)氣流通道及向該通道內(nèi)鼓入熱風(fēng)，提高料層的孔隙率，減輕料層下下部的過濕，從而提高料層透氣性，有利于碳充分燃燒，脫碳效果越好。

技術(shù)研發(fā)人員：朱德慶,潘建,郭正啟,楊聰聰,李思唯,李紫云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8