本發(fā)明涉及一種煤矸石利用方法，具體涉及采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法。
背景技術(shù)：
高硫煤矸石是采煤過(guò)程中排出的含碳量較少的黑色廢石，是一種有害的固體廢棄物，其排放與堆積不僅占用大量耕地，同時(shí)對(duì)地表、大氣造成了很大污染。煤矸石的化學(xué)成分與黏土比較相似，煤矸石含有較高的碳及硫，燒失量較大。只有在一定溫度范圍內(nèi)才能產(chǎn)生足夠數(shù)量黏度適宜的熔融物質(zhì)，具有膨脹性能。根據(jù)它的特點(diǎn)，我國(guó)已研制出煤矸石陶粒。
現(xiàn)有鋼渣基本上都是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后拉到垃圾堆堆放，形成二次污染。大量鋼渣的棄置堆積占用越來(lái)越多的土地、污染環(huán)境、造成資源浪費(fèi)，影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此有必要對(duì)鋼渣進(jìn)行減量化、資源化和高價(jià)值綜合利用研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有高硫煤矸石和鋼渣的利用率低，且易造成二次污染，目的在于提供采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，促進(jìn)高硫煤矸石和鋼渣的資源化利用，且處理工藝簡(jiǎn)單，在減少對(duì)環(huán)境污染的同時(shí)大大提升了高硫煤矸石和鋼渣的增值空間。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，包括以下步驟：
步驟1，按重量份計(jì)稱取原料，其中高嶺石尾砂45～65份，鋼渣20～30份，煤泥5～10份；
步驟2，將所述原料進(jìn)行球磨混勻，所述球磨混合后獲得粒徑為230～270目的混合物料；
步驟3，向所述混合物料中加水15～20份，然后采用成球盤進(jìn)行成球處理制得球料，所述球料的直徑為8～10mm；
步驟4，將所述球料進(jìn)行預(yù)熱處理；
步驟5，將所述預(yù)熱處理后的球料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，經(jīng)冷卻后制得輕質(zhì)陶粒；
所述高嶺石尾砂為高硫煤矸石通過(guò)旋流分離、浮選獲得。
優(yōu)選地，所述高嶺石尾砂獲取步驟包括：
步驟(1)，磨礦：先將所述高硫煤矸石經(jīng)粉碎、研磨制得煤矸石顆粒物；
步驟(2)，配漿：向所述煤矸石顆粒物中加入水配制得礦漿；
步驟(3)，旋流分離：將所述礦漿經(jīng)旋流分離器進(jìn)行分離；
步驟(4)，配漿：將所述旋流分離器分離獲得的下層物料配制二次礦漿；
步驟(5)，浮選：將所述二次礦漿進(jìn)行浮選獲得硫精砂和高嶺石尾砂。
優(yōu)選地，所述步驟(1)中煤矸石顆粒物的粒徑為140目～170目；
所述步驟(2)中礦漿的質(zhì)量濃度為18％，且向所述煤矸石顆粒物中加入水后進(jìn)行攪拌時(shí)間為12min；
所述步驟(3)中采用水力旋流分離器，所述水力旋流分離器的錐體角度為16°，錐比為0.50，旋流分離壓力為0.16mpa，旋流分離時(shí)間為3～5min。
所述步驟(4)中二次礦漿配制步驟為：向所述下層物料中加入烷基二硫代氨基甲酸鹽捕收劑、異構(gòu)己起泡劑和石灰ph調(diào)節(jié)劑進(jìn)行攪拌均勻，攪拌時(shí)間為3～5min；所述捕收劑、起泡劑和ph調(diào)節(jié)劑的加入量為350g/t干料、420g/t干料、1000g/t干料；
所述步驟(5)中浮選步驟為：先將所述二次礦漿經(jīng)旋流分離器進(jìn)行浮選8～10min；然后繼續(xù)加入所述捕收劑、起泡劑和ph調(diào)節(jié)劑，以及草酸鈉抑制劑和聚丙烯酰胺分散劑進(jìn)行浮選10～12min，最終獲得硫精砂和高嶺石尾砂；所述再次添加捕收劑、起泡劑、ph調(diào)節(jié)劑、草酸鈉抑制劑和聚丙烯酰胺分散劑的用量為230g/t干料、320g/t干料、600g/t干料、180g/t干料和150g/t干料。
優(yōu)選地，所述步驟4具體包括：先將所述球料在280～350℃溫度條件下預(yù)熱處理3～8min；然后再繼續(xù)升溫至550～650℃溫度條件下預(yù)熱處理10～15min。
優(yōu)選地，所述步驟5中，燒結(jié)溫度為1200～1300℃。
高嶺石和鋼渣中的主要成分sio2和al2o3，用于燒制陶粒的主要成分，鋼渣中還有大量的fe2o3和堿性氧化物，可以降低燒結(jié)溫度，起到助熔作用，其次fe2o3可與還原劑反應(yīng)，生產(chǎn)氣體，是主要的發(fā)泡成分。此外fe2o3也是主要的陶粒組分，其加入可增強(qiáng)陶粒強(qiáng)度。粘土可增加陶粒的可塑性，使陶粒易于成型。陶粒混凝土已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的各類型預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆混凝土工程中，主要制備保溫輕骨料混凝土、結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土以及陶?；炷疗鰤K和墻板。因此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)高硫煤矸石的深度利用、以及對(duì)高硫煤矸石和鋼渣的資源化利用，大大提升了其增值空間。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
先制備在分選高硫煤矸石制備高嶺石尾砂：
步驟(1)，磨礦：先采用粉碎機(jī)將所述高硫煤矸石經(jīng)粉碎、并采用球磨機(jī)研磨制得煤矸石顆粒物，所述煤矸石顆粒物的粒徑為140目～170目；
步驟(2)，配漿：向所述煤矸石顆粒物中加入水在調(diào)整灌中進(jìn)行配制得礦漿，礦漿的質(zhì)量濃度為18％，且將礦漿進(jìn)行攪拌12min；
步驟(3)，旋流分離：將所述礦漿經(jīng)水力旋流分離器進(jìn)行分離，水力旋流分離器的錐體角度為16°，錐比為0.50，旋流分離壓力為0.16mpa，旋流分離時(shí)間為3～5min；
步驟(4)，配漿：將所述旋流分離器分離獲得的上層木料可繼續(xù)進(jìn)行分選獲取煤泥，將下層物料在調(diào)整灌中配制二次礦漿，二次礦漿配制步驟為：向所述下層物料中加入350g/t干料烷基二硫代氨基甲酸鹽捕收劑、420g/t干料異構(gòu)己醇起泡劑和1000g/t干料石灰ph調(diào)整劑進(jìn)行攪拌均勻，攪拌時(shí)間為3～5min；
步驟(5)，浮選：將所述二次礦漿進(jìn)行浮選獲得硫精砂和高嶺石尾砂。所述浮選步驟為：先將所述二次礦漿經(jīng)旋流分離器進(jìn)行浮選8～10min；然后繼續(xù)加入所述捕收劑、起泡劑和ph調(diào)節(jié)劑，以及草酸鈉抑制劑和聚丙烯酰胺分散劑進(jìn)行浮選10～12min，最終獲得硫精砂和高嶺石尾砂；所述再次添加捕收劑、起泡劑、ph調(diào)節(jié)劑、草酸鈉抑制劑和聚丙烯酰胺分散劑的用量為230g/t干料、320g/t干料、600g/t干料、180g/t干料和150g/t干料。
實(shí)施例2
本發(fā)明提供了一種采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，具體步驟為：
步驟1，按重量份計(jì)稱取原料，其中高嶺石尾砂45份，鋼渣30份，煤泥8份；
步驟2，將所述原料進(jìn)行球磨混勻，所述球磨混合后獲得粒徑為230目的混合物料；
步驟3，向所述混合物料中加水15份，然后采用成球盤進(jìn)行成球處理制得球料，所述球料的直徑為8mm；
步驟4，先將所述球料在280℃溫度條件下預(yù)熱處理3～8min；然后再繼續(xù)升溫至550℃溫度條件下預(yù)熱處理10～15min；
步驟5，將所述預(yù)熱處理后的球料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，燒結(jié)溫度為1200℃，燒結(jié)時(shí)間為20min，經(jīng)冷卻后制得輕質(zhì)陶粒；
其中，高嶺石尾砂為通過(guò)實(shí)施例1的方法制備。
實(shí)施例3
本發(fā)明提供了一種采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，具體步驟為：
步驟1，按重量份計(jì)稱取原料，其中高嶺石尾砂50份，鋼渣25份，煤泥10份；
步驟2，將所述原料進(jìn)行球磨混勻，所述球磨混合后獲得粒徑為230目的混合物料；
步驟3，向所述混合物料中加水18份，然后采用成球盤進(jìn)行成球處理制得球料，所述球料的直徑為9mm；
步驟4，先將所述球料在300℃溫度條件下預(yù)熱處理3～8min；然后再繼續(xù)升溫至600℃溫度條件下預(yù)熱處理10～15min；
步驟5，將所述預(yù)熱處理后的球料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，燒結(jié)溫度為12400℃，燒結(jié)時(shí)間為25min，經(jīng)冷卻后制得輕質(zhì)陶粒；
實(shí)施例4
本發(fā)明提供了一種采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，具體步驟為：
步驟1，按重量份計(jì)稱取原料，其中高嶺石尾砂60份，鋼渣25份，煤泥5份；
步驟2，將所述原料進(jìn)行球磨混勻，所述球磨混合后獲得粒徑為270目的混合物料；
步驟3，向所述混合物料中加水18份，然后采用成球盤進(jìn)行成球處理制得球料，所述球料的直徑為8mm；
步驟4，先將所述球料在350℃溫度條件下預(yù)熱處理3～8min；然后再繼續(xù)升溫至650℃溫度條件下預(yù)熱處理10～15min；
步驟5，將所述預(yù)熱處理后的球料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，燒結(jié)溫度為12600℃，燒結(jié)時(shí)間為35min，經(jīng)冷卻后制得輕質(zhì)陶粒；
實(shí)施例5
本發(fā)明提供了一種采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，具體步驟為：
步驟1，按重量份計(jì)稱取原料，其中高嶺石尾砂65份，鋼渣20份，煤泥5份；
步驟2，將所述原料進(jìn)行球磨混勻，所述球磨混合后獲得粒徑為270目的混合物料；
步驟3，向所述混合物料中加水20份，然后采用成球盤進(jìn)行成球處理制得球料，所述球料的直徑為10mm；
步驟4，先將所述球料在350℃溫度條件下預(yù)熱處理3～8min；然后再繼續(xù)升溫至650℃溫度條件下預(yù)熱處理10～15min；
步驟5，將所述預(yù)熱處理后的球料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，燒結(jié)溫度為1300℃，燒結(jié)時(shí)間為50min，經(jīng)冷卻后制得輕質(zhì)陶粒；
實(shí)施例6
本發(fā)明提供了一種采用高硫煤矸石尾砂制輕質(zhì)陶粒的方法，具體步驟為：
步驟1，按重量份計(jì)稱取原料，其中高嶺石尾砂65份，鋼渣25份，煤泥8份；
步驟2，將所述原料進(jìn)行球磨混勻，所述球磨混合后獲得粒徑為270目的混合物料；
步驟3，向所述混合物料中加水18份，然后采用成球盤進(jìn)行成球處理制得球料，所述球料的直徑為8mm；
步驟4，先將所述球料在350℃溫度條件下預(yù)熱處理3～8min；然后再繼續(xù)升溫至600℃溫度條件下預(yù)熱處理10～15min；
步驟5，將所述預(yù)熱處理后的球料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，燒結(jié)溫度為1280℃，燒結(jié)時(shí)間為40min，經(jīng)冷卻后制得輕質(zhì)陶粒；
以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。