專利名稱：一種制造氣化爐渣陶粒的材料配方及其陶粒生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護和資源綜合利用領(lǐng)域的固體廢棄物利用技術(shù)，涉及一種煤氣化生產(chǎn)固體廢棄物的利用方法，尤其是制造氣化爐渣陶粒的材料配方及其生產(chǎn)陶粒的方法。該方法制得的陶粒主要用做污水廠生物膜掛載、臭氣處理滴濾池填料、輕質(zhì)高強度建筑材料的填料和保溫隔聲材料。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的日益減少，以煤炭作為原料生產(chǎn)能源和化工產(chǎn)品越來越體現(xiàn)出利用價值和經(jīng)濟優(yōu)勢，而煤氣化作為煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的工藝為后續(xù)生產(chǎn)過程提供合成氣原料。隨著我國煤化工產(chǎn)業(yè)的興起，已建成、再建和將要興建的煤化工項目眾多，而氣化爐渣作為氣化工藝副產(chǎn)的固體廢棄物，如果不將其合理利用而進行丟棄填埋處理，無疑將嚴重污染環(huán)境和造成大量資源的浪費。以粉煤灰作為原料生產(chǎn)陶粒產(chǎn)品工藝成熟。氣化爐渣與粉煤灰結(jié)構(gòu)成分類似，但也存在明顯的區(qū)別，氣化爐渣是煤在高溫高壓弱還原氣氛下生成的副產(chǎn)物，而粉煤灰是煤在高溫氧化氣氛下發(fā)生燃燒生成副產(chǎn)物，所以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分組成有一定的差別，這也就決定了以粉煤灰為原料生產(chǎn)陶粒的方法與以煤氣化爐渣生產(chǎn)陶粒有所不同，所生產(chǎn)的煤氣化爐渣陶粒也具有一些不同于粉煤灰陶粒的性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種制造氣化爐渣陶粒的材料配方及其生產(chǎn)陶粒的方法，該方法以煤氣化爐渣為原材料生產(chǎn)性能優(yōu)良的陶粒，借鑒粉煤灰生產(chǎn)陶粒的工藝，在此基礎(chǔ)之上充分考慮煤氣化爐渣的性質(zhì)組成特點，特別要利用氣化爐渣中殘?zhí)亢扛叩奶攸c，減少煅燒過程中的能量的消耗，降低煅燒溫度，采用合適的工藝和配方組成，以滿足生產(chǎn)的要求。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的該種制造氣化爐渣陶粒的材料配方，按照重量百分比，包括以下組分煤氣化爐渣80-95%;粘土 0-15%;助熔劑5_15% ；所述助溶劑為Ca0、Mg0、Na0、 CaS04或玻璃粉本發(fā)明還提出一種基于上述配方的陶粒生產(chǎn)方法，包括以下步驟1)按照重量百分比，將80-95%煤氣化爐渣、0-15%粘土和5-15%助熔劑投入球磨機中球磨30-45分鐘，形成混合物；2)對以上混合物用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)將篩下物加入水攪拌均勻，加入水的量是混合物質(zhì)量的10% 20%，再用成型機造粒，粒徑為5mm 15mm，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；4)對以上得到的陶粒球胚進行焙燒，燒結(jié)溫度為900°C -1300°c，焙燒時間為 1. 0-1. 4小時；焙燒結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，得到煤氣化爐渣陶粒。
進一步的，上述步驟4)中，采用燒結(jié)窯或者回轉(zhuǎn)加熱爐對陶粒球胚進行焙燒。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用煤氣化爐渣為原料，由于煤氣化爐渣中殘留碳含量較高，在高溫煅燒過程中可以作為燃料，從而減少了外加燃料的使用量，降低煅燒溫度，降低了燃料成本。氣化爐渣在原先氣化過程中相當于在弱還原氣氛高溫高壓的一次煅燒過程，再經(jīng)歷后續(xù)的氧化氣氛高溫煅燒，從而使得到的陶粒產(chǎn)品具有較高的硬度和強度。氣化爐渣中高含量的殘留碳在煅燒過程中不可能完全燃燒，其中殘留一部分在陶粒產(chǎn)品中，這部分殘留碳具有活性炭的吸附性質(zhì)，其孔道結(jié)構(gòu)發(fā)達，孔徑較小，普遍介于微孔和中孔之間，這部分殘留碳可以彌補爐渣大孔較多而缺乏中、微孔的性質(zhì)，使制成的陶粒產(chǎn)品具有更為優(yōu)異的吸附性質(zhì)和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實施例方式本發(fā)明用于制備陶粒的原料以氣化爐渣為主，其中該種制造氣化爐渣陶粒的材料配方按照重量百分比包括的組分配比關(guān)系為煤氣化爐渣80-95%;粘土 0-15%;助熔劑 5-15%。按照該種原料配比，本發(fā)明提出一種采用該原料的陶粒生產(chǎn)方法，具體根據(jù)以下步驟進行1)按照重量百分比，將煤氣化爐渣、粘土和助熔劑投入球磨機中球磨30-45分鐘， 形成混合物；2)對以上混合物用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)將篩下物加入適量的水攪拌均勻，再用成型機造粒，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；4)對以上得到的陶粒球胚采用燒結(jié)窯或者回轉(zhuǎn)加熱爐進行焙燒進，其中燒結(jié)溫度為900°C -1300°C，焙燒時間為1. 0-1. 4小時；焙燒結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，得到煤氣化爐渣陶粒。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明實施例1本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣85% ；粘土10% ；CaO5%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣、粘土、CaO混合均勻后投入球磨機中球磨40分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)將篩下物加入質(zhì)量比為15%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，原料顆粒直徑IOmm左右，將原料自然風(fēng)干。5)將原料陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度1050°C，焙燒時間1. 1小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒產(chǎn)品。實施例2
本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣80% ；粘土12% ；玻璃粉8%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣、粘土、玻璃粉混合均勻后投入球磨機中球磨40分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)以質(zhì)量比計，將篩下物加入20%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，原料顆粒直徑IOmm左右，將原料自然風(fēng)干。5)將原料陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度1100°C，焙燒時間1. 2小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒產(chǎn)品。實施例3本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣 90% ；粘土5% ；CaO5%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣、粘土、CaO混合均勻后投入球磨機中球磨30分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)以質(zhì)量比計，將篩下物加入10%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，原料顆粒直徑IOmm左右，將原料自然風(fēng)干。5)將原料陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度1000°C，焙燒時間1. 2小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒產(chǎn)品。實施例4本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣 80% ；
粘土15% ；CaS045%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣、粘土、CaS04混合均勻后投入球磨機中球磨45分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)以質(zhì)量比計，將篩下物加入10%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，粒徑為5mm，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；。5)將陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度900°C，焙燒時間1.4小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒。實施例5
5本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣95% ；玻璃粉 5%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣和玻璃粉混合均勻后投入球磨機中球磨30分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)以質(zhì)量比計，將篩下物加入10%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，粒徑為15mm，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；。5)將陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度1300°C，焙燒時間1. 0小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒。實施例6本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣 80% ；粘土5% ；MgO 15%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣、粘土、MgO混合均勻后投入球磨機中球磨45分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)以質(zhì)量比計，將篩下物加入20%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，粒徑為5mm，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；。5)將陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度1300°C，焙燒時間1. 4小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒。實施例7本實施例中，原料重量配比為煤氣化爐渣80% ；粘土5% ；NaO15%。本實施例的陶粒生產(chǎn)方法如下1)將煤氣化爐渣、粘土、NaO混合均勻后投入球磨機中球磨45分鐘；2)用篩孔為0. 125mm的振動篩過篩；3)以質(zhì)量比計，將篩下物加入20%的水攪拌；4)攪拌均勻后的物料在成型機中造粒成型，粒徑為5mm，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；。5)將陶粒球胚送入燒結(jié)窖中焙燒，燒結(jié)溫度1300°C，焙燒時間1. 4小時，結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，制成煤氣化爐渣陶粒。
權(quán)利要求
1.一種制造氣化爐渣陶粒的材料配方，其特征在于，按照重量百分比，包括以下組分 煤氣化爐渣:80-95% ；粘土 :0-15% ；助熔劑:5-15% ；所述助溶劑為CaO, MgO, NaO,CaS04或玻璃粉。
2.一種基于權(quán)利要求1所述配方的陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)按照重量百分比，將80-95%煤氣化爐渣、0-15%粘土和5-15%助熔劑投入球磨機中球磨30-45分鐘，形成混合物；2)對以上混合物用篩孔為0.125mm的振動篩過篩；3)將篩下物加入水攪拌均勻，加入水的量是混合物質(zhì)量的10% 20%，再用成型機造粒，粒徑為5mm 15mm，造粒后自然風(fēng)干，得到陶粒球胚；4)對以上得到的陶粒球胚進行焙燒，燒結(jié)溫度為900°C-1300°C，焙燒時間為1. 0-1. 4 小時；焙燒結(jié)束后在爐內(nèi)冷卻到600°C以下，最后出窯、自然冷卻，得到煤氣化爐渣陶粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶粒生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟4)中，采用燒結(jié)窯或者回轉(zhuǎn)加熱爐對陶粒球胚進行焙燒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造氣化爐渣陶粒的材料配方及其陶粒生產(chǎn)方法，該配方按照重量百分比，包括組分煤氣化爐渣80-95％；粘土0-15％；助熔劑5-15％；所述助溶劑為CaO、MgO、NaO、CaSO4或玻璃粉。本發(fā)明采用煤氣化爐渣為原料，使制成的陶粒產(chǎn)品具有更為優(yōu)異的吸附性質(zhì)和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號C04B33/00GK102372496SQ20111023796
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者張書琴, 張華 , 張積耀, 王書寶, 王香增, 閆鵬 申請人:陜西延長石油(集團)有限責(zé)任公司研究院