CN106746820A - 一种道路工程用炉渣集料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，包括如下步骤：（1）上料：采用皮带传送带传输所需处理的炉渣；（2）筛分：将未燃尽垃圾回炉焚烧；（3）一级破碎：对于未破碎或破碎不完全的大块物质，进行一级破碎，一级破碎将炉渣破碎至15mm以下；（4）一级磁选：磁选去铁，将炉渣通过磁选，分离出铁制品；（5）二级破碎：将炉渣集料破碎至5mm以下颗粒；（6）二级磁选：再次磁选去铁，将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离；（7）跳汰：将二级磁选后的物料放入跳汰机，根据重力分层原理，轻质、细颗粒炉渣位于跳汰机上层，重量重的金属以及大颗粒物质由跳汰机出口排出；（8）过滤、沉淀、压滤。
Description
技术领域
本发明涉及了一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，具体涉及生活垃圾焚烧炉渣的破碎、炉渣中铁铜等重金属及其他杂质的去除、炉渣分选工艺，尤指将该炉渣再生处理为道路工程用材料的生产工艺。
背景技术
目前，生活垃圾焚烧比例在垃圾处理中所占的比例很大，随着垃圾焚烧量的不断增加，生活垃圾焚烧炉渣的数量也不断增加。作为一种固体废弃物，炉渣容积虽然仅为原生活垃圾的10％～30％，但为节省日益紧张的填埋场地，降低炉渣的处置费用，同时降低对生态环境造成的影响，仍需进行适当的处理。
国内外半刚性路面基层广泛采用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定碎砾石等粒料，近年来尤以水泥稳定碎石居多，这种混合料具有强度高、整体性好的优点，其广泛使用提高了路面使用性能与质量，但对于现今筑路材料资源越来越匮乏的道路工程来说，外购砂石材料造价越来越高，严重滞缓了交通基础设施建设发展。
炉渣集料是一种轻质、多孔材料，具有一定的抗压强度和级配，可作为替代路面建筑材料。炉渣的化学成分表明其具有活性和水硬性，可以考虑将其用于路面基层。路面基层的材料用量很大，而石料供应越来越紧张，同时大量的炉渣集料作为废弃物无法处置。如果将这些炉渣集料用于路面基层，不仅能够缓解日益严峻的道路建设材料问题，充分利用资源，同时减轻炉渣废弃产生的土地占用，减少处置费用，既可以节省资源、降低工程造价，又经济环保。
经研究表明，一般而言，炉渣主要由熔渣、陶瓷、砖石碎片、石头、玻璃、金属及其他固体废弃物组成，其颗粒物65％分布于2～50mm，大于50mm的占10％左右，小于2mm的占25％左右，因此去除炉渣中的可燃物、金属物并经过适当分选之后，易于形成强度。Si、Al、Ca、Fe、C、K、Mg是炉渣的主要组成元素，SiO2、Al2O3、SiO4、Al2Si2O5是炉渣主要的矿物组成，其化学性质稳定，耐久性好。
如何对生活垃圾焚烧炉渣进行破碎、筛分、拣选和分离，得到对道路工程有用的均匀细颗粒炉渣，提供完整可行的炉渣集料生产工艺，将是炉渣集料作为道路工程用集料的关键所在。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，可在满足低等级公路运营的前提下降低工程造价，提高新建工程以及旧路升级改造等级标准，适应交通量快速增加的需求，节省当地资源，缓解日益严峻的道路建设材料问题，充分利用资源，减轻炉渣废弃产生的土地占用，减少处置费用，有效解决环保问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，包括如下步骤：
(1)上料：采用皮带传送带传输所需处理的炉渣；
(2)筛分：将未燃尽垃圾回炉焚烧；
(3)一级破碎：对于未破碎或破碎不完全的大块物质，进行一级破碎，一级破碎将炉渣破碎至15mm以下；
(4)一级磁选：磁选去铁，将炉渣通过磁选，分离出铁制品；通过一级磁选后的经管道垂直流入二级破碎；
(5)二级破碎：将炉渣集料破碎至5mm以下颗粒；破碎后的炉渣集料物料流由开放式管道流进二级磁选设备；
(6)二级磁选：再次磁选去铁，将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离；
(7)跳汰：将二级磁选后的物料放入跳汰机，根据重力分层原理，轻质、细颗粒炉渣位于跳汰机上层，重量重的金属以及大颗粒物质由跳汰机出口排出；
(8)过滤、沉淀、压滤：位于跳汰机上的层的轻质、细颗粒物料流通过倾斜式管道，流入滚动筛，经过滤筛选后的轻质、细颗粒物料流进入炉渣贮存池，进行沉淀和压滤后，运送至炉渣集料成品区，作为混凝土多孔砖、混凝土搅拌站、水泥厂、水泥稳定碎石搅拌站生产原料备用，沉淀池底部微量灰泥应进行充分利用，通过压滤、干燥、研磨等工艺过程而得到的产物可用于水泥厂作为水泥生产的原材料。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中采用设备包括铲车、传送带、电动机配合上料，皮带转速控制在0.8m/s～1.2m/s，料层厚度控制在100～150mm，分离粒径大于15mm的物料，剩下粒径小于15mm的物料进行一级磁选，大于15mm的物料进行一级破碎。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)中利用传送滚轮的磁性，将铁质金属物质吸附在传送皮带上。在传送皮带底部设置刮刀将其刮下，完成铁质金属与炉渣的分离，去铁率达到80％以上。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤(6)中利用传送滚轮的磁性，将铁质金属物质吸附在传送皮带上,将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离，使去铁率总量达到90％以上。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤(8)中沉淀与压滤后的固液混合流，经炉渣贮存池底部的排水系统逐级流经水处理系统，水处理系统包括了收集池、沉淀池和蓄水池；收集池收集的沉渣细颗粒，返回成品料堆，用作资源化利用原材料；微细颗粒灰浆进入沉淀池沉淀，沉淀后的清水由蓄水池回收；沉淀过程中有机浮物过滤后送发电厂回炉焚烧。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)中引入水处理系统，形成物料流，将一级磁选后的物料经管道垂直流入二级破碎。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述蓄水池的水循环利用，重新注入二级破碎流程，循环利用，沉淀池底部微量灰泥应进行充分利用，通过压滤、干燥、研磨等工艺过程而得到的产物可用于水泥厂作为水泥生产的原材料。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：在步骤(1)之前，将炉渣集料首先经过孔径25mm的方孔筛筛分；在具备遮雨棚、污水收集系统的开放场地摊铺，堆放厚度小于50cm，进行自然熟化。
前述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：自然熟化的天数在85-100天之间，使炉渣的含水率保持在最佳处理范围和稳定状态，避免处理过程中产生扬尘；自然熟化程度评价指标为pH值，当其小于9时，炉渣自然熟化完成。
本发明的有益效果是：
1、本发明提出一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，将生活垃圾焚烧炉渣处理中所需的破碎机、磁选机、跳汰机等设备进行合理布置，实现了物料处理和利用的最大化，开创性的使用两次破碎、两级磁选以及跳汰技术，去除炉渣中的铁性金属并最终获得5mm以下炉渣集料，最大程度的克服了单级磁选提取金属难的困难，同时获得颗粒粒径分布均匀、稳定的的炉渣集料；
2、本发明提出的一种道路工程用炉渣集料生产工艺，采用了湿法处理工艺，其降低了集料在生产过程中的尘雾污染，并实现了对水资源的循环利用，既降低了处理过程中的水资源损耗，又降低了污水与污泥的产生量，在处理过程中，物料中微细粉尘粒径由水流带走，并最终经沉淀池沉淀，大大提高了炉渣集料的洁净程度，减少了原材料的含泥量；
3、可精选分离出不同粒径、不同形状的金属杂质，分离出的金属可直接出售，能为企业创造直接的经济效益。
综上所述，本发明通过对生活垃圾焚烧后所产生的炉渣进行一系列物理、化学处理，以水为媒介和循环流，将生活垃圾焚烧炉渣处理中所需的料斗、破碎机、磁选机、跳汰机、筛选设备以及炉渣成品收集池、沉淀池等进行合理布置，通过上料、分拣、一级破碎、一级磁选、二级破碎、二级磁选、跳汰，最终通过过滤、沉淀与压滤步骤，将干燥的细集料炉渣成品运至成品库，形成了一套综合加工道路工程用加工生活垃圾焚烧炉渣集料的生产工艺，能够生产出合格的道路工程用集料，在节约处理资源的前提下，采用二级磁选最大程度的提取炉渣中金属物质，具备理想的经济效益。同时，从对炉渣的处理上看，不但免去了填埋处理的方式，节约了土地和填埋的费用，而且又能使炉渣再生利用，有效提高了城市环保水平，具有非常高的社会效益。与此同时，该方案也减少了炉渣细集料在生产过程中的尘雾污染，具有非常高的环保效益。
附图说明
图1是本发明提供的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，包括如下步骤：
(1)上料：采用皮带传送带传输所需处理的炉渣；在上料前，将炉渣集料首先经过孔径25mm的方孔筛筛分；在具备遮雨棚、污水收集系统的开放场地摊铺，堆放厚度小于50cm，进行自然熟化，自然熟化的天数在85-100天之间，使炉渣的含水率保持在最佳处理范围和稳定状态，避免处理过程中产生扬尘；自然熟化程度评价指标为pH值，当其小于9时，炉渣自然熟化完成；上料过程中，采用设备包括铲车、传送带、电动机配合上料，皮带转速控制在0.8m/s～1.2m/s，料层厚度控制在100～150mm，分离粒径大于15mm的物料，剩下粒径小于15mm的物料进行一级磁选，大于15mm的物料进行一级破碎。
(2)筛分：将未燃尽垃圾回炉焚烧。
(3)一级破碎：对于未破碎或破碎不完全的大块物质，进行一级破碎，一级破碎将炉渣破碎至15mm以下。
(4)一级磁选：磁选去铁，将炉渣通过磁选，分离出铁制品；引入水处理系统，形成物料流，通过一级磁选后的经管道垂直流入二级破碎。在一级磁选过程中，利用传送滚轮的磁性，将铁质金属物质吸附在传送皮带上。在传送皮带底部设置刮刀将其刮下，完成铁质金属与炉渣的分离，去铁率达到80％以上。(5)二级破碎：将炉渣集料破碎至5mm以下颗粒；破碎后的炉渣集料物料流由开放式管道流进二级磁选设备。
(6)二级磁选：再次磁选去铁，将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离；在二级磁选过程中，利用传送滚轮的磁性，将铁质金属物质吸附在传送皮带上,将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离，使去铁率总量达到90％以上.
(7)跳汰：将二级磁选后的物料放入跳汰机，根据重力分层原理，轻质、细颗粒炉渣位于跳汰机上层，重量重的金属以及大颗粒物质由跳汰机出口排出。
(8)过滤、沉淀、压滤：位于跳汰机上的层的轻质、细颗粒物料流通过倾斜式管道，流入滚动筛，经过滤筛选后的轻质、细颗粒物料流进入炉渣贮存池，进行沉淀和压滤后，运送至炉渣集料成品区，作为混凝土多孔砖、混凝土搅拌站、水泥厂、水泥稳定碎石搅拌站生产原料备用，沉淀池底部微量灰泥应进行充分利用，通过压滤、干燥、研磨等工艺过程而得到的产物可用于水泥厂作为水泥生产的原材料，其中沉淀与压滤后的固液混合流，经炉渣贮存池底部的排水系统逐级流经水处理系统，水处理系统包括了收集池、沉淀池和蓄水池；收集池收集的沉渣细颗粒，返回成品料堆，用作资源化利用原材料；微细颗粒灰浆进入沉淀池沉淀，沉淀后的清水由蓄水池回收；沉淀过程中有机浮物过滤后送发电厂回炉焚烧。蓄水池的水循环利用，重新注入二级破碎流程，循环利用，沉淀池底部微量灰泥应进行充分利用，通过压滤、干燥、研磨等工艺过程而得到的产物可用于水泥厂作为水泥生产的原材料。
通过上料、分拣、一级破碎、一级磁选、二级破碎、二级磁选、跳汰，最终通过过滤、沉淀与压滤步骤，将干燥的细集料炉渣成品运至成品库，形成了一套综合加工道路工程用加工生活垃圾焚烧炉渣集料的生产工艺
通过采用湿法处理工艺，其降低了集料在生产过程中的尘雾污染，并实现了对水资源的循环利用，既降低了处理过程中的水资源损耗，又降低了污水与污泥的产生量，在处理过程中，物料中微细粉尘粒径由水流带走，并最终经沉淀池沉淀，大大提高了炉渣集料的洁净程度，减少了原材料的含泥量。
本实施例中，采用设备如下表1：
表1采用设备明细
| 设备名称 | 型号 | 功能 |
| 去铁器 | Φ650L1000 | 铁渣分离 |
| 振动筛 | 2LZS-1452 | 炉渣分级 |
| 分选机 | 水平组合式 | 轻飘物分离 |
| 破碎机 | 7000*1000 | 炉渣粉碎 |
| 铲车 | 3L斗式 | 上料作业 |
| 跳汰机 | 2270*1110*1890 | 轻重矿物分离 |
2、炉渣细集料技术指标
根据JTG/T F20-2015公路路面基层施工技术细则中规定要求，炉渣细集料级配完全满足规范中XG3(0～5mm)的要求，且相较传统石屑，粉尘含量更低。详见下表2。
表2炉渣细集料级配要求表
综上所述，本发明提供的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，可在满足低等级公路运营的前提下降低工程造价，提高新建工程以及旧路升级改造等级标准，适应交通量快速增加的需求，节省当地资源，缓解日益严峻的道路建设材料问题，充分利用资源，减轻炉渣废弃产生的土地占用，减少处置费用，有效解决环保问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (9)
1.一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）上料：采用皮带传送带传输所需处理的炉渣；
（2）筛分：将未燃尽垃圾回炉焚烧；
（3）一级破碎：对于未破碎或破碎不完全的大块物质，进行一级破碎，一级破碎将炉渣破碎至15mm以下；
（4）一级磁选：磁选去铁，将炉渣通过磁选，分离出铁制品；通过一级磁选后的经管道垂直流入二级破碎；
（5）二级破碎：将炉渣集料破碎至5mm以下颗粒；破碎后的炉渣集料物料流由开放式管道流进二级磁选设备；
（6）二级磁选：再次磁选去铁，将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离；
（7）跳汰：将二级磁选后的物料放入跳汰机，根据重力分层原理，轻质、细颗粒炉渣位于跳汰机上层，重量重的金属以及大颗粒物质由跳汰机出口排出；
（8）过滤、沉淀、压滤：位于跳汰机上的层的轻质、细颗粒物料流通过倾斜式管道，流入滚动筛，经过滤筛选后的轻质、细颗粒物料流进入炉渣贮存池，进行沉淀和压滤后，运送至炉渣集料成品区，作为混凝土多孔砖、混凝土搅拌站、水泥厂、水泥稳定碎石搅拌站生产原料备用，沉淀池底部微量灰泥应进行充分利用，通过压滤、干燥、研磨等工艺过程而得到的产物可用于水泥厂作为水泥生产的原材料。
2.根据权利要求1所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中采用设备包括铲车、传送带、电动机配合上料，皮带转速控制在0.8 m/s～1.2m/s，料层厚度控制在100～150mm，分离粒径大于15mm的物料，剩下粒径小于15mm的物料进行一级磁选，大于15mm的物料进行一级破碎。
3.根据权利要求1所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中利用传送滚轮的磁性，将铁质金属物质吸附在传送皮带上；在传送皮带底部设置刮刀将其刮下，完成铁质金属与炉渣的分离，去铁率达到80%以上。
4.根据权利要求1所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（6）中利用传送滚轮的磁性，将铁质金属物质吸附在传送皮带上, 将5mm以下炉渣集料中含铁的中小颗粒杂质进行分离，使去铁率总量达到90%以上。
5.根据权利要求1所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（8）中沉淀与压滤后的固液混合流，经炉渣贮存池底部的排水系统逐级流经水处理系统，水处理系统包括了收集池、沉淀池和蓄水池；收集池收集的沉渣细颗粒，返回成品料堆，用作资源化利用原材料；微细颗粒灰浆进入沉淀池沉淀，沉淀后的清水由蓄水池回收；沉淀过程中有机浮物过滤后送发电厂回炉焚烧。
6.根据权利要求5所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中引入水处理系统，形成物料流，将一级磁选后的物料经管道垂直流入二级破碎。
7.根据权利要求6所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：所述蓄水池的水循环利用，重新注入二级破碎流程，循环利用，沉淀池底部微量灰泥应进行充分利用，通过压滤、干燥、研磨等工艺过程而得到的产物可用于水泥厂作为水泥生产的原材料。
8.根据权利要求1所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：在步骤（1）之前，将炉渣集料首先经过孔径25mm的方孔筛筛分；在具备遮雨棚、污水收集系统的开放场地摊铺，堆放厚度小于50cm，进行自然熟化。
9.根据权利要求8所述的一种道路工程用炉渣集料的生产工艺，其特征在于：自然熟化的天数在85-100天之间，使炉渣的含水率保持在最佳处理范围和稳定状态，避免处理过程中产生扬尘；自然熟化程度评价指标为pH值，当其小于9时，炉渣自然熟化完成。
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