CN108046633A - 一种制备矸石渣机制砂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备矸石渣机制砂的方法，将矸石渣通过喂料机喂入制砂机，可对矸石渣进行破碎、碾磨整形、筛分，制得矸石渣机制砂，再经钝化处理制得钝化后的矸石渣机制砂。本发明生产的矸石渣机制砂级配与粒形好，且自带火山灰活性细粉，集砂(细集料)和粉(掺合料)于一体，大大简化了矸石渣机制砂的制备工艺和生产成本，另外，本发明将矸石渣机制砂进行钝化处理，可提高其物理力学性能，且将矸石渣机制砂用于制备干粉砂浆，因其砂(细集料)和粉(掺合料)为一体，只需掺加适量水泥和外加剂，也大大简化了干粉砂浆的配制工艺和生产成本，提高了干粉砂浆的生产效率。

Description

一种制备矸石渣机制砂的方法
技术领域
本发明涉及机制砂技术领域，具体涉及的是一种制备矸石渣机制砂的方法。
背景技术
随着我国基本建设的发展，加之天然河砂资源的禁采与限采，天然河砂的供应日趋紧张，使得机制砂的生产和应用得到快速发展。但目前机制砂的生产主要采用矿石原料，一方面，需开山取石，破坏生态环境，另一方面，需水洗除泥去粉，耗费有限的水资源并造成环境污染。
矸石渣是电厂采用循环流化床锅炉工艺发电后排放的废渣，且随着国内矸石发电工艺的推广应用，每年有大量矸石渣被排出，这些矸石渣除了部分用于生产水泥的原料外，绝大部分填埋或堆积，不仅造成资源和能源的巨大浪费，而且侵占土地、污染环境，矸石渣的高效利用技术亟待开发。因矸石渣最大粒径小于10mm，其中小于4.75mm的颗粒占约70％，适宜于制作机制砂，若将矸石渣用于制备机制砂不仅可大大提高矸石渣的利用率，同时，可扩大机制砂的原料来源，而且生产机制砂过程中产生的细粉具有较高的火山灰活性，可作为活性混合材或掺合料。但矸石渣存在粒形扁平、压碎值和吸水率偏高，且级配不良的问题，不能直接用作机制砂，需对其级配和粒形进行改善，并降低其压碎值和吸水率，但现有制砂工艺难以实现。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提供一种工艺简单、生产成本低的一种制备矸石渣机制砂的方法，生产的矸石渣机制砂级配与粒形好，并含有适量火山灰活性细粉(可用作矿物掺合料)，可用于配制水泥砂浆与混凝土。
本发明的技术方案提供了一种制备矸石渣机制砂的方法，包括以下步骤：
步骤一，将矸石渣通过喂料机喂入制砂机，在所述制砂机中对矸石渣进行破碎、碾磨整形，所述制砂机内置碾磨介质，通过调整所述喂料机的喂料量和所述碾磨介质的大小、数量、质量以及所述碾磨介质的装载量控制矸石渣碾磨的粒形和细度，制得矸石渣混合料；
步骤二，将步骤一制得的矸石渣混合料密闭输送至筛分除粉系统进行除粉筛分，制得矸石渣机制砂，通过调节所述筛分除粉系统的筛孔大小控制矸石渣机制砂的级配；
步骤三，将步骤二制得的矸石渣机制砂送入机制砂钝化系统进行喷水搅拌润湿，制得钝化后的矸石渣机制砂；
进一步地，上述步骤一中的矸石渣为矸石电厂循环流化床锅炉排出的炉渣，或为煤矸石经900～1100℃燃尽后的矸石渣。
进一步地，上述步骤一中的制砂机为单仓短筒球磨机。
进一步地，所述单仓短筒球磨机中的碾磨介质由直径为70mm的陶瓷球和直径为40mm的陶瓷球构成，直径为70mm的陶瓷球和直径为40mm的陶瓷球的质量比为2∶8～4∶6。
进一步地，上述步骤二中的筛分除粉系统为带有细粉分离系统的振动筛，通过调节所述细粉分离系统的抽风压力调整矸石渣机制砂中的细粉含量。
进一步地，所述抽风压力为3000-4000pa。
进一步地，所述带有细粉分离系统的振动筛的筛孔尺寸为3.0×3.0mm～3.5×3.5mm。
进一步地，上述步骤三中的机制砂钝化系统为带有喷水系统的双轴搅拌机。
本发明提供了一种矸石渣机制砂，由上述权利要求任意一项所述的制备方法制备得到。
进一步地，所述矸石渣机制砂的细度模数为2.3～2.8，矸石渣机制砂中的细粉含量为6.0％～12％。
本发明的有益效果如下：
(1)矸石渣中小于4.75mm的颗粒约占70％，适宜用作机制砂，本发明利用以上特点，调整喂料机的喂料量和碾磨介质的大小、数量、质量以及碾磨介质的装载量，控制矸石渣碾磨的粒形、细度，可以从根源上改善机制砂原料的物理性能；同时，本发明通过筛分除粉系统对机制砂原料实现级配，因此，本发明生产的矸石渣机制砂级配与粒形好。另外本发明将所制矸石渣机制砂提前钝化，可提高其物理力学性能。
(2)本发明利用矸石渣生产机制砂，可用于配制水泥砂浆和混凝土，应用广泛、用量大，不仅可缓解天然河砂的供应紧张问题，而且可避免开山取石造成的环境破坏，同时避免矸石渣大量堆积对环境的污染。
(3)本发明采用干法生产，加之收尘除粉系统的配备，粉尘排放量低，无污水排放，且收尘细粉可作为掺合料或混合材，实现了机制砂的清洁生产。
(4)本发明生产的机制砂含适量火山灰活性细粉，特别适应生产干粉砂浆，所制干粉砂浆具有优良的物理性能，而且将其用于干粉砂浆生产可大幅降低干粉砂浆的生产成本，从而促进干粉砂浆的推广应用。
附图说明
图1是本发明的一种制备矸石渣机制砂的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
如图1，一种制备矸石渣机制砂的方法，包括以下步骤：
步骤一，矸石渣为矸石电厂循环流化床锅炉排出的炉渣，或为煤矸石经900～1100℃燃尽后的矸石渣，将收集的矸石渣通过喂料机喂入制砂机，在所述制砂机中对矸石渣进行破碎、碾磨整形，所述制砂机内置碾磨介质，通过调整所述喂料机的喂料量和所述碾磨介质的大小、数量、质量以及所述碾磨介质的装载量控制矸石渣碾磨的粒形和细度，制得矸石渣混合料；
具体地，制砂机采用单仓短筒球磨机，其碾磨介质由直径为70mm的陶瓷球和直径为40mm的陶瓷球构成，直径为70mm的陶瓷球和直径为40mm的陶瓷球的质量比为2∶8～4∶6，由不同直径的陶瓷球在对矸石渣进行破碎的同时，还对矸石渣进行碾磨整形，控制矸石渣碾磨的粒形和细度在一定范围内，制得矸石渣混合料。
矸石渣中小于4.75mm的颗粒约占70％，适宜用作机制砂，且矸石渣机制砂自带矸石渣细粉，由于矸石渣细粉具有火山灰活性，可以用作矿物掺合料，本发明利用以上特点，集砂(细集料)和细粉(掺合料)于一体，大大简化了矸石渣机制砂的制备工艺和生产成本，且将其用制备干粉砂浆时，因其砂(细集料)和细粉(掺合料)为一体，需掺加适量水泥和外加剂，也大大简化了干粉砂浆的配制工艺和生产成本，提高了干粉砂浆的生产效率，有利于促进矸石渣机制砂的推广应用。另外，通过碾磨可控制矸石渣碾磨的粒形、细度，可以从根源上改善机制砂原料的物理性能。
步骤二，将步骤一制得的矸石渣混合料密闭输送至筛分除粉系统进行除粉筛分，制得矸石渣机制砂，通过调节所述筛分除粉系统的筛孔大小控制矸石渣机制砂的级配达到需要的规格，具体地，筛分除粉系统采用带有细粉分离系统的振动筛，通过调节所述细粉分离系统的抽风压力调整矸石渣机制砂中的细粉含量，达到需要的细度模数和细粉含量，具体地，抽风压力为3000-4000pa，振动筛的筛孔尺寸为3.0×3.0mm～3.5×3.5mm。
步骤三，将步骤二制得的矸石渣机制砂送入机制砂钝化系统进行喷水搅拌润湿，其中，机制砂钝化系统为带有喷水系统的双轴搅拌机，搅拌制得钝化后的矸石渣机制砂。
本发明生产的矸石渣机制砂级配与粒形好，另外，本发明将矸石渣机制砂进行钝化处理，可提高其物理力学性能。
本发明还提供了一种上述技术方案提供的方法制备得到的矸石渣机制砂，即对矸石渣进行破碎、碾磨整形、筛分，制得矸石渣机制砂，再经、钝化处理制得钝化后的矸石渣机制砂。
具体地，所述矸石渣机制砂的细度模数为2.3～2.8，矸石渣机制砂中的细粉含量为6.0％～12％。
实施例2
在实施例1提供的制备方法的基础上，本实施例的筛孔尺寸为3.5mm，实施例2的矸石渣机制砂(未经钝化处理的)与原状矸石渣(对比例1)、天然河砂(对比例2)的基本物理性能指标如表1。
实施例3
在实施例1提供的制备方法的基础上，本实施例的筛孔尺寸为3.4mm，实施例3的矸石渣机制砂(未经钝化处理的)与原状矸石渣(对比例1)、天然河砂(对比例2)的基本物理性能指标如表1。
实施例4
在实施例1提供的制备方法的基础上，本实施例的筛孔尺寸为3.3mm，实施例4的矸石渣机制砂(未经钝化处理的)与原状矸石渣(对比例1)、天然河砂(对比例2)的基本物理性能指标如表1。
实施例5
在实施例1提供的制备方法的基础上，本实施例的筛孔尺寸为3.1mm，实施例5的矸石渣机制砂(未经钝化处理的)与原状矸石渣(对比例1)、天然河砂(对比例2)的基本物理性能指标如表1。
实施例6
在实施例1提供的制备方法的基础上，本实施例的筛孔尺寸为3.0mm，实施例6的矸石渣机制砂(未经钝化处理的)与原状矸石渣(对比例1)、天然河砂(对比例2)的基本物理性能指标如表1。
表1：实施例的矸石渣机制砂与原状矸石渣(对比例1)、天然河砂(对比例2)的基本物理性能指标对比表
由表1可知，采用本发明的制备方法制得的矸石渣机制砂，经粉碎整形、筛分处理制得，矸石渣机制砂的各物理性能相对于原状矸石渣均有很大改善，且所制矸石渣机制砂的级配和粒形更贴近于天然河砂。
本试验所述的是本发明制得的矸石渣机制砂的应用测试试验
试验设计如下：
取实施例2-6制得的产品，与水泥、粉煤灰、粉状减水剂混合，再添加水混合均匀，制得干粉砂浆，然后进行干粉砂浆的各项性能测试。
利用实施例2-6制得的矸石渣机制砂制备的矸石渣干粉砂浆和天然河砂(对比例2)制备的天然河砂干粉砂浆的各原料的质量如表2。各项性能测试的试验结果如表3。
表2：矸石渣干粉砂浆实施例和天然河砂(对比例)制备的天然河砂干粉砂浆的各原料的质量的对应表
表3：各项性能测试的试验结果表
综上所述，由表2和表3可知，在干粉砂浆达到180±5mm的流动度时，因矸石渣机制砂的吸水率高于天然河砂，使得采用本发明实施例2-6矸石渣机制砂制备的干粉砂浆的需水量高于采用天然河砂制备的干粉砂浆，但因矸石渣机制砂中含有一定量的活性细粉，使得采用矸石渣机制砂制备的干粉砂浆的保水性能优于采用天然河砂制备的干粉砂浆，且这部分活性细粉对干粉砂浆力学性能的贡献弥补了因需水量的增加而引起的力学性能的降低，使得采用矸石渣机制砂制备的干粉砂浆的力学性能稍低于天然河砂，实施例4中的矸石渣机制砂细度模数为2.5(见表1)，细粉含量为7.8％，利用该实施例的矸石渣机制砂制备的干粉砂浆的力学性能与天然河砂干粉砂浆的力学性能相当。
但用矸石渣机制砂(40元/吨)取代天然河砂(70元/吨)配制干粉砂浆，每吨干粉砂浆的成本将降低25元，社会经济效益显著。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将矸石渣通过喂料机喂入制砂机，在所述制砂机中对矸石渣进行破碎、碾磨整形，所述制砂机内置碾磨介质，通过调整所述喂料机的喂料量和所述碾磨介质的大小、数量、质量以及所述碾磨介质的装载量控制矸石渣碾磨的粒形和细度，制得矸石渣混合料；
步骤二，将步骤一制得的矸石渣混合料密闭输送至筛分除粉系统进行除粉筛分，制得矸石渣机制砂，通过调节所述筛分除粉系统的筛孔大小控制矸石渣机制砂的级配；
步骤三，将步骤二制得的矸石渣机制砂送入机制砂钝化系统进行喷水搅拌润湿，制得钝化后的矸石渣机制砂。
2.根据权利要求1所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：上述步骤一中的矸石渣为矸石电厂循环流化床锅炉排出的炉渣，或为煤矸石经900～1100℃燃尽后的矸石渣。
3.根据权利要求1所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：上述步骤一中的制砂机为单仓短筒球磨机。
4.根据权利要求3所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：所述单仓短筒球磨机中的碾磨介质由直径为70mm的陶瓷球和直径为40mm的陶瓷球构成，直径为70mm的陶瓷球和直径为40mm的陶瓷球的质量比为2∶8～4∶6。
5.根据权利要求1所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：上述步骤二中的筛分除粉系统为带有细粉分离系统的振动筛，通过调节所述细粉分离系统的抽风压力调整矸石渣机制砂中的细粉含量。
6.根据权利要求5所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：所述抽风压力为3000-4000pa。
7.根据权利要求6所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：所述带有细粉分离系统的振动筛的筛孔尺寸为3.0×3.0mm～3.5×3.5mm。
8.根据权利要求7所述的一种制备矸石渣机制砂的方法，其特征在于：上述步骤三中的机制砂钝化系统为带有喷水系统的双轴搅拌机。
9.一种矸石渣机制砂，其特征在于：由权利要求1-8任一项权利要求所述的方法制得。
10.根据权利要求9所述的一种矸石渣机制砂，其特征在于：所述矸石渣机制砂的细度模数为2.3～2.8，矸石渣机制砂中的细粉含量为6.0％～12％。
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