CN110153143A - 一种煤泥尾矿、由其制备的烧结砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于墙体材料生产领域,具体涉及一种煤泥尾矿、由其制备的烧结砖及其制备方法。本发明烧结砖原料为经分选柱分选后的尾矿,所述尾矿中各成分质量百分比为:SiO2为40~55%、Al2O3为16~30%,Fe2O3为1~5%、CaO为1~5%、其余为其他元素;所述煤泥尾矿热值不大于2.5MJ/kg。本发明烧结砖产品抗压强度高、重量轻;具有抗冻、吸音、抗腐、透水、透气的特点;砖体尺寸统一,无偏差;砖面干净光洁,棱角分明;颜色均匀一致。本发明所述制备方法工艺简单,减少了能源浪费。
Description
技术领域
本发明属于墙体材料生产领域,具体涉及一种煤泥尾矿、由其制备的烧结砖及其制备方法。
背景技术
煤泥是目前我国排放量最大的固体废弃物之一,煤泥资源再利用是我国以煤为主的能源结构的必然选择。目前我国每年原煤入选量约为24亿吨,产生的总煤泥量为2~3亿吨。
煤泥是高岭土、泥质页岩、黏土、煤炭等矿物组成,又经过多次浮选、浸泡、搅拌、压滤,使煤与泥相互吸附完全泥化难于利用。目前,一部分煤泥用于电厂或煤矸石电厂发电,一部分煤泥重复采用了现有的设备和工艺穷尽了一切方法回收了部分煤炭,但尾矿灰分仍在50~60%,热值在7~8MJ/kg。这些尾矿用于电厂或矸石电厂发电,热值过低无法直接利用;露天堆放会污染环境,填埋又浪费资源,用于砖厂其热值超过了制砖要求的4倍,现有技术常将煤泥作为制砖辅助添加剂,占比不超过30%,现存大量煤泥无法规模化利用。
我国以全黏土、页岩为烧结砖原料已被禁止或限制,目前多采用粉煤灰、煤矸石或掺配黏土、页岩等生产烧结砖。但粉煤灰、煤矸石烧结砖质量重,易泛霜、黑心、石灰爆裂、抗风化弱、抗压强度低、保温隔热的性能较差,因此,优质的原料是烧结砖避免缺陷的关键。
中文文献“分选尾煤生产釉面砖”公开了以100%分选煤泥为原料制备釉面砖,但是所制备的釉面砖在1050℃下煅烧,其收缩率达6.2~7.8%,制品的大量收缩可导致隧道转炉煅烧时堆料高度的变形,容易发生倒塌事故,且无法以100%分选煤为原料获得标准性能的釉面砖。实验证明,要得到制品的最大强度,应选用 30%的黏土熟料作为最佳配比方案。因此可见,其100%的煤泥烧制釉面砖造成隧道转炉煅烧时堆料高度的变形致砖体发生倒塌,其主要原因是煤泥热值在 7.05~8.27MJ/kg,煤泥含有大量煤炭可燃物超过了制砖要求很多倍,以及其坯体收缩率过大造成的。因此,分离出煤泥中的可燃物煤炭,使热值降低至2.5MJ/kg 以下,煤泥尾矿的矿物含量与化学指标就均优于一般黏土,是代替黏土,用于烧结砖良好的原料,能够为制备烧结砖提供一种新的原料途径,并使煤泥大量规模化综合利用、变废为宝。
发明内容
针对烧结砖优质原料的匮乏与烧结砖常有的缺陷,以及现有技术浮选后的煤泥难于利用,污染环境、能源浪费的问题;针对煤泥尾矿烧结砖存在热值过高、收缩率过大导致坯体堆料高度的变形发生倒塌的问题。本发明采用特定的煤泥分选设备分离出煤泥中的可燃物,使煤泥尾矿热值降低至2.5MJ/kg以下。提供了一种煤泥尾矿、由其制备的烧结砖及其制备方法,所述烧结砖不受资源制约且节约能源,工艺简单,其产品性能符合国家标准,使煤泥大量工业化综合利用、变废为宝。
为解决上述技术问题,本发明的具体技术方案为:
一种煤泥尾矿,所述煤泥尾矿主要化学成分为:SiO2为40~55%、Al2O3为 16~30%、Fe2O3为1~5%,CaO为1~5%,其余为其他元素;所述煤泥尾矿热值不大于2.5MJ/kg。
现有技术分选后的煤泥仍含有大量热质,发热量在7~8MJ/Kg,无法直接用于制备符合国家标准的烧结砖。而本发明所述煤泥尾矿其发热量不大于 2.5MJ/Kg,可直接用于制备烧结砖,而无需添加任何其他辅料,所得烧结砖性能符合国家标准;低的煤泥发热量可更好地保证生坯煅烧的可调节性,避免局部过熟,影响砖的性能,且实现了能源的有效利用,减少了环境污染。虽各地区煤泥成分含量有所不同,但本发明人经研究发现,经再次分选后,其组成成分含量在以下范围:SiO2为40~55%、Al2O3为16~30%,Fe2O3为1~5%、CaO为1~5%、其余为其他元素,发热量为不大于2.5MJ/Kg均可用于制备烧结砖。以下所述煤泥尾矿,均指本发明用于直接制备烧结砖的煤泥尾矿。
作为优选,所述煤泥尾矿烧失量为4~10%。
作为优选,所述煤泥尾矿塑性指数为11~15。
作为优选,所述煤泥尾矿中粒径在0.045mm以下的占95%。可以保证砖面细腻、干净光洁,且制砖前无需破碎,工艺简单。
作为优选,所述煤泥尾矿经分选设备分选获得。
作为优选,所述煤泥尾矿的热值为1.25~2.5MJ/Kg。
作为优选,所述煤泥尾矿含水率为22~25%。
一种烧结砖,所述烧结砖的原料为上述的煤泥尾矿。
作为优选,所述烧结砖为标准砖、多孔砖或空心砖中的一种。
作为改进,所述分选设备为分选柱;所述分选柱包括一个主分选柱体100 和与主分选柱体100依次连通的至少两个次分选柱体101、102,主分选柱体100 与次分选柱体101、102均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管 11;所述高速分散机2包括设置在其外部的电机22和与电机22连接的设置在其内部的分散转片23;所述尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2的管道上设有调节阀111;所述输送气管9通过管道与储气罐8和空气压缩机81依次连接;所述储气罐8上设置有稳压阀和气流调节阀;所述主分选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆反应箱1和入料口103;所述矿浆多点分配器7之前的管道上设有输料泵3;所述加药口61和补药口62 均与药箱6通过管道连通;所述矿浆反应箱1包括设置在矿浆反应箱1内部的搅拌转片112和隔板113;所述矿浆反应箱1与入料口103的管道上设有加药口61;所述主分选柱体100的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体101的高速分散机装置2通过管道连通,所述次分选柱体101的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体102的高速分散机装置2通过管道连通,所述尾矿溢流出料管 11与高速分散机装置2的管道上均设有补药口62;所述依次连接的最后一个次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上设有排料口105;所述主分选柱体100和依次连通的次分选柱体101、102的泡沫捕集装置4通过管道连通并且在所述管道上设有出料口104。
所述烧结砖的制备方法包括以下步骤:
步骤1:将煤泥尾矿干燥至含水12-15%;
步骤2:将步骤1所得煤泥尾矿输送至搅拌系统搅拌、碾压、均化;
步骤3:将均化好的煤泥尾矿依次输入真空挤出机挤出、自动切条机切条、切坯机切块,得砖坯块;
步骤4:将砖坯块进行初步干燥;
步骤5:砖坯在隧道窑内干燥、预热、全内热烧结、冷却,得产品。
作为优选,步骤4所述的初步干燥优选为自然风干或利用隧道窑余热烘干。作为优选,步骤2中搅拌系统由依次连接的第一搅拌系统和第二搅拌系统构成;所述第一搅拌系统的搅拌速度为100~300r/min;第二个搅拌系统的搅拌速度为 300~600r/min;搅拌时间均为从入料到自然出料时间。
作为优选,所述第一搅拌系统的搅拌速度为200~220r/min;第二个搅拌系统的搅拌速度为450~480r/min。
作为优选,步骤3所述真空挤出机的挤出压力为3-10MPa,真空度为0.07~0.09MPa。
作为优选,步骤3所述真空挤出机的挤出压力为4.0MPa。
作为优选,所述步骤4自然风干的时间为18-30小时。
作为优选,所述步骤4自然风干的时间为24小时。
作为优选,步骤5中干燥的温度为100~200℃、预热300~500℃、全内热烧结温度为850~1050℃,烧结时间为40~48小时。
本发明全尾矿全内燃烧结砖具有如下优点:
1、原料经煤泥经特定分选柱分选后获得,延长了煤泥综合利用产业链,实
现上、下游产业链无缝对接,使“废弃物”变废为宝。
2、全尾矿100%烧结砖,不添加其他任何辅料,节约了黏土等制砖原料。
3、尾矿全自燃烧结,烧结速度快,产量高,不添加可燃物,节能环保。
4、本发明所制备烧结砖收缩率不大于1.6%,产品无变形。
本发明全尾矿全内燃烧结砖与传统烧结砖相比具有如下优点:
1、全尾矿全内热烧结砖与传统烧结砖相比,免建原料库、无成化库等。投资小、占地面积小,工艺流程简单,生产成本低廉,节能环保,适合产业化生产。
2、全尾矿全内热烧结砖与传统烧结砖相比,免破碎、配料工序,原料输送、土建等,降低了生产成本,节能环保。
3、全尾矿全内热烧结砖的尾矿原料是煤泥尾矿直接给入制砖车间,无原料装卸、运输成本,减少了对环境的污染。
4、全尾矿全内热烧结砖产品具有抗压抗折强度高、抗冻、吸音、抗腐、透水、透气的特点。
5、全尾矿全内热烧结砖的粒度为<0.045MM占95%,粒度细泥,塑性指数高25~36%,不易变形,成型好,外形美观。比传统烧结细致,砖面干净光洁,棱角分明,颜色均匀一致。
6、全尾矿全内热烧结砖的塑性指数比传统烧结砖原料塑性指数高36%,坯体不变形,成型好,外形美观。
7、全尾矿全内热烧结砖比传统烧结砖砖体减轻重量31.6%以上。
8、全尾矿全内热烧结砖比传统烧结砖制砖流程少、整体效率提高35%。
附图说明
图1为本发明所述分选柱示意图。
图中编号所对应结构如下所示:
1、矿浆反应箱 2.高速分散机装置 3.输料泵 4.泡沫捕集装置 5.雾化喷淋装置6.药箱 7.矿浆多点分配器 8.储气罐 9.输送气管 10.微泡发生器 11.尾矿溢流出料管22.电机 23.分散转片 61.加药口 62.补药口 81.空气压缩机 100.主分选柱体 101.次分选柱体 102.次分选柱体 103. 入料口 104.出料口 105.排料口 111.调节阀 112.搅拌转片 113.跌落板
具体实施方法
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,都属于本发明的保护范围。
选取经现有技术分选后的煤泥,炼焦煤煤泥灰分为50-60%,热值为8~ 12MJ/Kg;动力煤煤泥灰分为35-60%,煤泥热值均为8~16MJ/Kg;含水量均为 20~30%。将所述煤泥经煤泥制浆机进行破碎制浆得煤泥水。煤泥制浆机可采用中煤科工集团唐山研究院实用新型(公开号:CN206334764U)公开的煤泥制浆机制浆。将所述煤泥水经JKS型高频煤泥脱水筛进行煤泥分级,所得粗煤泥由 TBS干扰床分选;所得粒径<0.125的细煤泥矿浆由浮选机进行浮选,浮选后的尾矿输入分选设备进行分选,得到本发明所用原料尾矿。
所述分选设备为一种充气式纳米气泡分选柱,参考图1,主分选柱体100依次连接两个次分选柱体101、102;
主分选柱体100和次分选柱体101、102均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管11。
输送气管9通过管道与储气罐8和空气压缩机81依次连接。
矿浆多点分配器7之前的管道上设有输料泵3,用于高速输送矿浆,输送泵 3输送经高速分散机装置2融合、乳化、矿化的矿浆至矿浆多点分配器7,使其矿浆喷料呈雾化形态,达到矿浆固、液、药与上浮的气泡充分接触碰撞,达到良好的分选效果。
高速分散机装置2是一个直径为400mm的桶体,包括电机22和与电机22 连接的设置在其内部的分散转片23;电机22可以为直流电机或交流电机;采用上海班得瑞实业有限公司制造的型号FSF-80分散机,电动机22直连带动一个直径300mm的分散盘23,转速为1460r/min。高速分散机装置2因分散转片23高速旋转具有一定的负压,加上离心力作用,使矿浆或泡沫精矿通过盘面中心向外扩散与其桶体内壁强烈摩擦碰撞,形成对泡沫矿浆的剪切、分散、乳化、消泡作用。分散、乳化状态矿浆有利于再次分选。
主分选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆反应箱1和入料口103;矿浆反应箱1与入料口103之间的管道上设有加药口61,加药口61与药箱6通过管道连通,用于加药操作,所述矿浆反应箱1包括设置在矿浆反应箱1内部的搅拌转片112和跌落板113;在矿浆的冲击下,搅拌转片112转动对矿浆进行搅拌混合,再冲击到多个交错排列的跌落板 113上,再次依次搅拌混合;使矿浆在矿浆反应箱1内固、液、药进行初步反应、接触、融合。
主分选柱体100的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体101的高速分散机装置2通过管道连通,次分选柱体101的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体102的高速分散机装置2通过管道连通,主分选柱体100、次分选柱体101尾的矿溢流出料管11与高速分散机装置2连接的管道上均设有补药口 62;依次连接的最后一个次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上设有排料口105;尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2连接的管道上设有调节阀111,用于调节尾矿的流量。
加药口61和补药口62均与药箱6通过管道连通,用于加药或补充药。
主分选柱体100和依次连通的次分选柱体101、102的泡沫捕集装置4通过管道连通并且在所述管道上设有出料口104。
输送气管9用于连通微泡发生器10;微泡发生器10以阶梯式双层布置,上层布置16支,下层布置8支,每层充气式纳米气泡发生器环绕柱体等比设置,长度保持恒定,使气泡在柱体内均匀保持弥散,以提高矿浆与气泡的碰撞黏附概率,提高选矿效率。微泡发生器10采用上海鼎基气动机械有限公司制造的型号为DJ101-700-0.25的充气式纳米气泡发生器10,在压力为6~7kpa时,发泡泡沫直径为0.0025mm,其充气均匀、大小恒定、气泡在上升流中兼并少破碎少,与下沉的矿浆接触、碰撞、矿化充分,对于微细粒度<0.045mm占95%的尾矿,具有良好的煤与泥的解析解离效果。
微泡发生器10直接喷射空气至主分选柱100体、次分选柱101、102内产生纳米气泡,纳米气泡群从柱体底部缓缓上升;矿浆距顶部柱体约1.2m处由输料泵3给入矿浆多点分配器7,矿浆向下流动,上升的气泡与下降的矿粒在捕收区逆流接触碰撞,完成气泡矿化,使被黏到气泡上的煤粒上浮到泡沫层,泡沫层厚度设置1.2米,在雾化喷淋装置5喷洗水的作用下脱除气泡携带的泥灰,使上升的气泡完成二次富集,富集的精矿泡沫溢流入泡沫捕集装置4内的高速分散机装置2,高速分散机装置2对泡沫进行剪切、分散、乳化、消泡。
储气罐8上设置有稳压阀和气流调节阀,用于调节微泡发生器10对气体的吸入量;采用空气压缩机81将气体输入储气罐8作为气源。
雾化喷淋装置5设置为总分管形式,纵横各布置一个直管,多个雾化喷头分散安装于直管上,雾化喷头可为压缩式喷头、超声式喷头或网式喷头,优选压缩式,稳定性高;传统的喷淋水装置为管道滴水或喷水模式,没有安装雾化喷头,喷出的水与泡沫接触面小,不到泡沫区域的15%,因此,对泡沫夹带泥灰的冲灰效果差;加装雾化喷头可使喷出的水雾化弥散在泡沫上,无死角、100%全覆盖泡沫区域,有效解决泡沫“背灰”严重的问题,提高了分选效果;雾化水充满泡沫区域,调整雾化装置高度避免对泡沫形成冲击,使下落雾化水速度减弱,雾化水用量在60~90m3/h,约为入料量的45~80%,利于冲洗泡沫夹带的泥灰。
以浓度为70g/L,灰分为55%,热值为8-12MJ/kg的炼焦煤矿浆为例。
步骤1:开启药箱6自动加药装置,以捕收剂、起泡剂按1.2:1配置,通过加药口61输入矿浆反应箱1;
步骤2:将矿浆通过入料口103输送至矿浆反应箱1,输入的矿浆带动矿浆预处理器1的搅拌转片112运转,经跌落板113对矿浆进行融合跌落;
步骤3:启动主分选柱体100的外部的高速分散机装置2和输送泵3,电机 22转速为1460转/min,输送泵3转速1460转/min,矿浆在高速分散转片23剪切、分散、乳化、矿化条件下,由输送泵3输送矿浆至主分选柱体100内的矿浆多点分配器7;
步骤4:矿浆注满主分选柱体100体积的60%时,启动空气压缩机81,调节输气罐8总输气量,开启主分选柱体上100下部的微泡发生器10设置压力在6~ 7kpa、发泡泡沫直径为0.0025mm;
步骤5:主分选柱体100的泡沫捕集装置4溢出泡沫时,启动主分选柱体100 的雾化喷淋装置5,泡沫产品从出料口104排出,可以获得灰分20%以下,回收率为35%以上的煤炭;此时尾矿灰分可以达到72%以上、热值4.2MJ/kg以下;
步骤6:开启主分选柱体100的调节阀111和次分选柱体101外部的高速分散机装置2和输送泵3,电机22转速为1460转/min,输送泵3转速1460转/min,开启药箱6自动补药装置;尾矿经分选柱100的尾矿溢流出料管11输送至次分选柱体101的外部高速分散机装置2,通过次分选柱体101前的补药口62补充药物,矿浆在高速分散转片23剪切、分散、乳化后,由输送泵3输送尾矿至次分选柱101内的矿浆多点分配器7;
步骤7:尾矿注满次分选柱体101体积的60%时,开启次分选柱101的微泡发生器10,设置压力在6~7kpa、发泡泡沫直径为0.0025mm;
步骤8:次分选柱体101的泡沫捕集装置4溢出泡沫时,启动次分选柱体101 的雾化喷淋装置5,泡沫产品从排料口104排出,可以获得灰分20%以下的煤炭;此时尾矿灰分可以达到78%以上、热值2.5MJ/kg以下;
步骤9:启动次分选柱体101的调节阀111和次分选柱体102外部的高速分散机装置2和输送泵3,电机22转速为1460转/min,输送泵3转速1460转/min,开启药箱6自动补药装置;尾矿经分选柱101的尾矿溢流出料管11输送至次分选柱体102的外部高速分散机装置2,通过次分选柱体102前的补药口62补充药物,矿浆在高速分散转片23剪切、分散、乳化后,由输送泵3输送尾矿至次分选柱102内的矿浆多点分配器7;
步骤10:尾矿注满次分选柱体102体积的60%时,开启次分选柱体102上的微泡发生器10,设置压力在6~7kpa、发泡泡沫直径为0.0025mm;
步骤11:次分选柱体102的泡沫捕集装置4溢出泡沫时,启动次分选柱体 102的雾化喷淋装置5,泡沫产品从出料口104排出,可以获得灰分20%以下的少量煤炭;
步骤12:尾矿经次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上的排料口105排入尾矿池浓缩压滤,可以获得灰分78~85%、热值1.25~2.5MJ/kg的尾矿。
以浓度为80g/L,灰分为50%,热值为8~16MJ/kg的动力煤矿浆为例:
与上述炼焦煤泥矿浆的分选步骤相同,最终可以获得灰分78~85%、热值 1.25~2.5MJ/kg的尾矿。
上述尾矿即本发明所述煤泥尾矿:SiO2为40~55%、Al2O3为16~30%,Fe2O3为1~5%、CaO为1~5%、其余为其他元素;所述煤泥尾矿热值不大于2.5MJ/kg。烧失量为4~10%。塑性指数为11~15;含水率为22-25%;收缩率不大于1.6%。
实例一:标准砖的制备
本发明原料为经特定分选柱分选后的尾矿,所述尾矿中各成分的百分比为: SiO2为40%、Al2O3为16%,Fe2O3为1%、CaO为1%,其余为其他元素;塑性指数为11;含水率22~25%,发热量为1.25MJ/Kg,粒度小于0.045mm占95%为例:
标准砖的制备方法如下:
步骤1:将原料尾矿输送至煤泥烘干设备烘干至含水12~15%,所述煤泥烘干设备为煤泥滚筒干燥系统。
步骤2:将步骤1所得尾矿依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、二搅拌系统搅拌、碾压;第一搅拌系统的搅拌速度为100~3000r/min,优选为200~220r/min;第二搅拌系统的搅拌速度为300~600r/min,优选为450~ 480r/min;搅拌时间均为从入料到自然出料时间。
步骤3:将步骤2所得尾矿输入JKY50/50D-35型双极真空挤出机挤出砖坯,挤出压力为3-10MPa,优选为4.00MPa,真空度为0.07~0.09MPa,坯体抗压强度205~110kg/cm。将挤出机挤出的坯条采用KQZ自动切条机按照不同切坯机对长度的要求,切割成段,然后输送至QP21自动切坯机按不同要求切成砖坯块。
步骤4:由自动码坯机将砖坯块码在隧道窑轨道内,码坯14层,砖坯在室外自然风干24小时或利用隧道窑余热烘干。
步骤5:砖坯按流程入隧道窑干燥、预热、全内热烧结、冷却,得产品。干燥温度为100~200℃、预热300~500℃、全内热烧结温度为850~1050℃,烧结时间为48小时。烧结砖冷却后出窑,烧成合格率98%。
本实施例所制备的标准砖抗压强度为25~30MPa,达到了GB5101-2003《烧结普通砖》GB/T2542-2003《砌墙砖试验方法》标准中的优等品,收缩率≤1.6%。
实例二:多孔砖的制备
原料经特定分选柱分选的尾矿,所述尾矿中各成分的百分比为:SiO2为45%、Al2O3为20%,Fe2O3为2%、CaO为2%、其余为其他元素;塑性为12;发热量为1.6MJ/Kg,所述尾矿含水率为22~25%、粒度为<0.045mm占95%为例。
多孔砖的制备方法如下:
步骤1:将原料尾矿输送至煤泥烘干设备烘干至含水12~15%,所述煤泥烘干设备为煤泥滚筒干燥系统。
步骤2:将步骤1所得尾矿依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、二搅拌系统搅拌、碾压;第一搅拌系统的搅拌速度为100~3000r/min,优选为200~220r/min;第二搅拌系统的搅拌速度为为300~600r/min,优选为450~ 480r/min;搅拌时间均为从入料到自然出料时间。
步骤3:将步骤2所得尾矿输入JKY50/50D-35型双极真空挤出机挤出砖坯,挤出压力为3-10MPa,优选为4.00MPa,真空度为0.07~0.09MPa,坯体抗压强度205~110kg/cm。将挤出机挤出的坯条采用KQZ自动切条机按照不同切坯机对长度的要求,切割成段,然后输送至QP21自动切坯机按不同要求切成砖坯块。
步骤4:由自动码坯机将砖坯块码在隧道窑轨道内,码坯14层,自然风干砖坯在室外自然风干24小时或利用隧道窑余热烘干。
步骤5:砖坯按流程入隧道窑干燥、预热、全内热烧结、冷却,得产品。干燥温度为100~200℃、预热300-500℃、全内热烧结温度为850~1050℃,烧结时间为45小时。烧结砖冷却后出窑,烧成合格率98%。
本发明所制备的多孔砖抗压强度为20-25MPa,达到了烧结多孔砖强度等级(GB13544-2000)的优等品,收缩率≤1.6%。
实例三:空心砖的制备方法
原料为经特定分选柱分选后的尾矿,所述尾矿中各成分的百分比为:SiO2为50%、Al2O3为25%,Fe2O3为3%、CaO为3%、其余为其他元素;塑性为13;发热量为2.0MJ/Kg,所述尾矿含水率为22~25%、粒度为<0.045mm占95%为例。
空心砖的制备方法如下:
步骤1:将原料尾矿输送至煤泥烘干设备烘干至含水12~15%,所述煤泥烘干设备为煤泥滚筒干燥系统。
步骤2:将步骤1所得尾矿依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、二搅拌系统搅拌、碾压;第一搅拌系统的搅拌速度为100~3000r/min,优选为 200~220r/min;第二搅拌系统的搅拌速度为300~600r/min,优选为450~ 480r/min;搅拌时间均为从入料到自然出料时间。
步骤3:将步骤2所得尾矿输入JKY50/50D-35型双极真空挤出机挤出砖坯,挤出压力为3-10MPa,优选为4.00MPa,真空度为0.07~0.09MPa,坯体抗压强度205~110kg/cm。将挤出机挤出的坯条采用KQZ自动切条机按照不同切坯机对长度的要求,切割成段,然后输送至QP21自动切坯机按不同要求切成砖坯块。
步骤4:由自动码坯机将砖坯块码在隧道窑轨道内,码坯7层,砖坯在室外自然风干24小时或利用隧道窑余热烘干。
步骤5:砖坯按流程入隧道窑干燥、预热、全内热烧结、冷却,得产品。干燥温度为100~200℃、预热300-500℃、全内热烧结温度为850~1050℃,烧结时间为42小时。烧结砖冷却后出窑,烧成合格率98%。
本发明所制备的空心砖抗压强度为3~5MPa,达到了烧结空心砖和空心砌块(GB/T13545-2014)的优等品,收缩率≤1.6%。
实例四:空心砖的制备方法
原料为经特定分选柱分选后的尾矿,所述尾矿中各成分的百分比为:SiO2为55%、Al2O3为30%,Fe2O3为5%、CaO为5%、其余为其他元素;塑性为15;发热量为2.5MJ/Kg,所述尾矿含水率为22~25%、粒度为<0.045mm占95%为例。
空心砖的制备方法如下:
步骤1:将原料尾矿输送至煤泥烘干设备烘干至含水12~15%,所述煤泥烘干设备为煤泥滚筒干燥系统。
步骤2:将步骤1所得尾矿依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、二搅拌系统搅拌、碾压;第一搅拌系统的搅拌速度为100~3000r/min,优选为 200~220r/min;第二搅拌系统的搅拌速度为300~600r/min,优选为450~ 480r/min;搅拌时间均为从入料到自然出料时间。
步骤3:将步骤2所得尾矿输入JKY50/50D-35型双极真空挤出机挤出砖坯,挤出压力为3-10MPa,优选为4.00MPa,真空度为0.07~0.09MPa,坯体抗压强度205~110kg/cm。将挤出机挤出的坯条采用KQZ自动切条机按照不同切坯机对长度的要求,切割成段,然后输送至QP21自动切坯机按不同要求切成砖坯块。
步骤4:由自动码坯机将砖坯块码在隧道窑轨道内,码坯7层,砖坯在室外自然风干24小时或利用隧道窑余热烘干。
步骤5:砖坯按流程入隧道窑干燥、预热、全内热烧结、冷却,得产品。干燥温度为100~200℃、预热300-500℃、全内热烧结温度为850~1050℃,烧结时间为40小时。烧结砖冷却后出窑,烧成合格率98%。
本发明所制备空心砖抗压强度为3~5MPa,达到了烧结空心砖和空心砌块 (GB/T13545-2014)的优等品,收缩率≤1.6%。
上述实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示意的准确结构,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,做出的各种改变和变形,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种煤泥尾矿,其特征在于:所述煤泥尾矿主要化学成分为:SiO2为40~55%、Al2O3为16~30%、Fe2O3为1~5%,CaO为1~5%,其余为其他元素;所述煤泥尾矿热值不大于2.5MJ/kg。
2.根据权利要求1所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述煤泥尾矿烧失量为4~10%。
3.根据权利要求1所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述煤泥尾矿塑性指数为11~15。
4.根据权利要求1所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述煤泥尾矿中粒径在0.045mm以下的占95%。
5.根据权利要求1所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述煤泥尾矿经分选设备分选获得。
6.根据权利要求1所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述煤泥尾矿的热值为1.25~2.5MJ/Kg 。
7.根据权利要求1所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述尾矿的含水率为22~25%。
8.一种烧结砖,其特征在于:所述烧结砖的原料为权利要求1-7任一所述的煤泥尾矿。
9.根据权利要求8所述的烧结砖,其特征在于:所述烧结砖为标准砖、多孔砖或空心砖中的一种。
10.根据权利要求5所述的煤泥尾矿,其特征在于:所述分选设备为分选柱;所述分选柱包括一个主分选柱体(100)和与主分选柱体(100)依次连通的至少两个次分选柱体(101、102),主分选柱体(100)与次分选柱体(101、102)均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器(7)、设置在其外部并且与矿浆多点分配器(7)通过管道连通的高速分散机装置(2)、设置在其顶部的泡沫捕集装置(4)、设置在泡沫捕集装置(4)上的雾化喷淋装置(5)、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器(10)、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器(10)连通的输送气管(9)、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管(11);所述高速分散机(2)包括设置在其外部的电机(22)和与电机(22)连接的设置在其内部的分散转片(23);所述尾矿溢流出料管(11)与高速分散机装置(2)的管道上设有调节阀(111);所述输送气管(9)通过管道与储气罐(8)和空气压缩机(81)依次连接;所述储气罐(8)上设置有稳压阀和气流调节阀;所述主分选柱体(100)还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置(2)依次连通的矿浆反应箱(1)和入料口(103);所述矿浆多点分配器(7)之前的管道上设有输料泵(3);所述加药口(61)和补药口(62)均与药箱(6)通过管道连通;所述矿浆反应箱(1)包括设置在矿浆反应箱(1)内部的搅拌转片(112)和隔板(113);所述矿浆反应箱(1)与入料口(103)的管道上设有加药口(61);所述主分选柱体(100)的尾矿溢流出料管(11)与依次连接的次分选柱体(101)的高速分散机装置(2)通过管道连通,所述次分选柱体(101)的尾矿溢流出料管(11)与依次连接的次分选柱体(102)的高速分散机装置(2)通过管道连通,所述尾矿溢流出料管(11)与高速分散机装置(2)的管道上均设有补药口(62);所述依次连接的最后一个次分选柱体(102)的尾矿溢流出料管(11)上设有排料口(105);所述主分选柱体(100)和依次连通的次分选柱体(101、102)的泡沫捕集装置(4)通过管道连通并且在所述管道上设有出料口(104)。
11.根据权利要求8-9任一所述的烧结砖,其特征在于:所述烧结砖的制备方法包括以下步骤:
步骤1:将煤泥尾矿干燥至含水12-15%;
步骤2:将步骤1所得煤泥尾矿输送至搅拌系统搅拌、碾压、均化;
步骤3:将均化好的煤泥尾矿依次输入真空挤出机挤出、自动切条机切条、切坯机切块,得砖坯块;
步骤4:将砖坯块进行初步干燥;
步骤5:砖坯在隧道窑内干燥、预热、全内热烧结、冷却,得产品。
12.根据权利要求11所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:步骤4所述的初步干燥优选为自然风干或利用隧道窑余热烘干。
13.根据权利要求11所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:步骤2中搅拌系统由依次连接的第一搅拌系统和第二搅拌系统构成;所述第一搅拌系统的搅拌速度为100~300r/min;第二个搅拌系统的搅拌速度为300~600r/min;搅拌时间均为从入料到自然出料时间。
14.根据权利要求13所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:所述第一搅拌系统的搅拌速度为200~220r/min;第二个搅拌系统的搅拌速度为450~480r/min。
15.根据权利要求11所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:步骤3所述真空挤出机的挤出压力为3-10MPa,真空度为0.07~0.09MPa。
16.根据权利要求15所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:步骤3所述真空挤出机的挤出压力为4.0MPa。
17.根据权利要求11所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:所述步骤4自然风干的时间为18-30小时。
18.根据权利要求17所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:所述步骤4自然风干的时间为24小时。
19.根据权利要求11所述的烧结砖的制备方法,其特征在于:步骤5中干燥的温度为100~200℃、预热300~500℃、全内热烧结温度为850~1050℃,烧结时间为40~48小时。
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