CN112456839A - 一种工业废渣破碎方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下操作步骤：将多种工业废渣相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌；升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至700℃以上，以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至700℃以上，再以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，循环两次以上；将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。该工业废渣破碎方法能够有效提高工业废渣的破碎效率，降低破碎难度，提高破碎细度。
Description
技术领域
本发明涉及固体材料破碎技术领域，具体涉及一种工业废渣破碎方法。
背景技术
微膨胀掺合料通过与混凝土中的水泥、水水化反应来产生体积变大的结晶，从而引起混凝土体积膨胀，产生一定预应力，有助于控制混凝土收缩开裂。现有的微膨胀掺合料一般通过铝矾土为主料制成，但是其成本较高。此外，石场废料、陶瓷厂瓷片、脱水石膏、转炉渣、高炉渣粉煤灰等固体废弃物的处理一直是个难题，如何对上述固体废弃物进行充分利用变废为宝是人们长久研究的问题。
现有的石场废料、陶瓷厂瓷片、脱水石膏、转炉渣、高炉渣粉煤灰等固体废弃物在通过破碎处理后可以作为掺混料掺混到混凝土中，以替代部分的硅酸盐水泥与硅灰，然而由于现有的石场废料、陶瓷厂瓷片、脱水石膏、转炉渣、高炉渣粉煤灰等固体废弃物通常具有堆积成块，需要破碎成规定的颗粒大小才能够满足作为水泥掺混料的目的，然而现有的破碎方式通常采用机械破碎机进行，该种破碎方式破碎的效率较低，耗时较长，且固体废料中混有大量坚硬物质，在破碎过程中容易导致机械破碎机卡死和磨损，维修成本较高，破碎后的颗粒大小也往往达不到要求，难以实现细颗粒破碎。
发明内容
针对现有固体废弃物破碎方法存在效率低、易损坏破碎机器和颗粒大的问题，本发明公开了一种工业废渣破碎方法，该破碎方法能够有效提高工业废渣的破碎效率，降低破碎难度，提高破碎细度。
本发明公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下操作步骤：
将多种工业废渣相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌；
升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至700℃以上，以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至700℃以上，再以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，循环两次以上；
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
进一步的，所述工业废渣包括硅石、黑岩石、高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片中的一种或多种。
进一步的，所述初步搅拌操作的转速为5-20r/min。
进一步的，所述过筛操作之后，未过筛的工业废渣与新的工业废渣混合重新进行初步搅拌和后续步骤。
进一步的，所述降温操作包括以下操作步骤：
通过管道往混合料的内部通入液态的制冷剂，制冷剂的沸点低于300℃，制冷剂受热气化，导出气化的制冷剂，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的制冷剂。
进一步的，所述制冷剂为水或液氮。
进一步的，在所述升降温循环操作中，以30℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃-900℃以上，再以150℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下。
进一步的，得到的工业废渣粉末经过硅烷偶联剂处理。
本发明与现有的破碎方法相比，通过将混合料升温至700℃以上，使得混合料中物料处于高温膨胀的状态，再通过快速降温，使得混合料中的物料快速收缩，重复上述步骤，从而在膨胀收缩的过程中工业废渣的内部形成大量缝隙，有利于后续的破碎操作，形成细度较小的颗粒，另一方面，将多种工业废渣混合制成混合料，在升温和快速降温的过程中，由于不同物料的收缩率不同，从而在收缩过程中能够自动发生颗粒间的相互摩擦，降低后续破碎难度。
具体实施方式
本发明公开了一种工业废渣破碎方法，该破碎方法能够有效提高工业废渣的破碎效率，降低破碎难度，提高破碎细度。
下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下操作步骤：
将多种工业废渣相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌；
升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至700℃以上，以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至700℃以上，再以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，循环两次以上；
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
本工业废渣破碎方法通过将混合料升温至700℃以上，使得混合料中物料处于高温膨胀的状态，再通过快速降温，使得混合料中的物料快速收缩，重复上述步骤，从而在膨胀收缩的过程中工业废渣的内部形成大量缝隙，有利于后续的破碎操作，形成细度较小的颗粒，另一方面，将多种工业废渣混合制成混合料，在升温和快速降温的过程中，由于不同物料的收缩率不同，从而在收缩过程中能够自动发生颗粒间的相互摩擦，降低后续破碎难度。
在一实施例中，所述工业废渣包括硅石、黑岩石、高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片中的一种或多种。
高炉渣是在高炉炼铁过程中，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和溶剂（一般是石灰石）中的非挥发组分形成的固体废物。主要含有钙、硅、铝、镁、铁的氧化物和少量硫化物。
采石场废料是采石场在机械加工碎石过程中产生的，据统计，每生产100m3的碎石，就会产生20-30m3的废料。
陶瓷厂瓷片是指陶瓷厂在生产陶瓷过程中产生的边角料或是次品破碎得到的瓷片。
在一实施例中，所述初步搅拌操作的转速为5-20r/min。
在一实施例中，所述过筛操作之后，未过筛的工业废渣与新的工业废渣混合重新进行初步搅拌和后续步骤。
由于一些工业废渣本身具有较大的体积，在上述升降温循环过程中其核心温度没有产生较大的变化，从而无法达到一次性破碎的目的，通过将未过筛的工业废渣与新的工业废渣进行混合，重新进行循环，能够有效对工业废渣进行利用，提高工业废渣的利用率。
在一实施例中，所述降温操作包括以下操作步骤：
通过管道往混合料的内部通入液态的制冷剂，制冷剂的沸点低于300℃，制冷剂受热气化，导出气化的制冷剂，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的制冷剂。
通过液态的制冷剂的气化过程，能够快速从混合料的内部带走大量的温度，同时，由于制冷剂的沸点低于300℃，即使在混合料降至300℃的温度低点时，仍可保证制冷剂呈气态排出，从而避免了制冷剂残留的问题。
在一实施例中，所述制冷剂为水或液氮。
在一实施例中，在过筛的过程中还有对混合料进行烘干操作，以避免制冷剂残留。
在一实施例中，在所述升降温循环操作中，以30℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃-900℃以上，再以150℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下。
若混合料的温度过高，则可能引起一些共晶相的融化结合，不利于颗粒的粉碎细化。
在一实施例中，得到的工业废渣粉末经过硅烷偶联剂处理，将其应用作为混凝土的掺混料时，可提高工业废渣粉末与水泥之间的结合强度。
以下通过具体实施例对本发明进行说明：
实施例1：
本实施例公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下步骤：
将高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌，搅拌速度为14r/min。
升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至800℃，通过管道往混合料的内部通入液态的水，水受热气化，导出气化的水，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的水，降温速度大于100℃/min，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃，通过管道往混合料的内部通入液态的水，制冷剂受热气化，导出气化的制冷剂，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的水，降温速度大于100℃/min，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃，通过管道往混合料的内部通入液态的水，水受热气化，导出气化的水，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的水，降温速度大于100℃/min；
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
实施例2：
本实施例公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下步骤：
将高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌，搅拌速度为14r/min。
升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至900℃，通过管道往混合料的内部通入液态的氮，氮受热气化，导出气化的氮，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的氮，降温速度大于200℃/min，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃，通过管道往混合料的内部通入液态的氮，制冷剂受热气化，导出气化的制冷剂，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的氮，降温速度大于100℃/min，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃，通过管道往混合料的内部通入液态的氮，氮受热气化，导出气化的氮，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的氮，降温速度大于200℃/min；
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
实施例3：
本实施例公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下步骤：
将高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌，搅拌速度为14r/min。
升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至700℃，通过管道往混合料的内部通入液态的水，水受热气化，导出气化的水，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的水，降温速度大于100℃/min，再以50℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至900℃，通过管道往混合料的内部通入液态的水，制冷剂受热气化，导出气化的制冷剂，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的水，降温速度大于100℃/min，再以50℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至700℃，通过管道往混合料的内部通入液态的水，水受热气化，导出气化的水，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的水，降温速度大于100℃/min；
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
对比例1：
本对比例用于对比说明，公开了一种工业废渣破碎方法，包括以下步骤：
将高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌，搅拌速度为14r/min。
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
样本检测
将实施例1-3过筛得到的工业废渣粉末得率以及对比例1过筛得到的工业废渣粉末得率，计入表1中：
其中，工业废渣粉末得率即过筛得到的工业废渣粉末与工业废渣原料的重量百分比。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 工业废渣粉末得率 | 69% | 87% | 72% | 31% |
综上可知，相比于现有锤式破碎装置进行破碎的方式，采用本发明提供的破碎的方法能够有效提高工业废渣的一次破碎收率，进而有效提高破碎效率，降低破碎后工业废渣粉末的细度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种工业废渣破碎方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
将多种工业废渣相互混合，装入搅拌机中进行初步搅拌；
升降温循环：将初次搅拌得到的混合料采用锤式破碎装置进行初次破碎，将初次破碎后的混合料加热至700℃以上，以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，再以20℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至700℃以上，再以100℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下，循环两次以上；
将混合料采用锤式破碎装置进行二次破碎，冷却后过筛得到工业废渣粉末。
2.根据权利要求1所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，所述工业废渣包括硅石、黑岩石、高炉渣、采石场废料、陶瓷厂瓷片中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，所述初步搅拌操作的转速为5-20r/min。
4.根据权利要求1所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，所述过筛操作之后，未过筛的工业废渣与新的工业废渣混合重新进行初步搅拌和后续步骤。
5.根据权利要求1所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，所述降温操作包括以下操作步骤：
通过管道往混合料的内部通入液态的制冷剂，制冷剂的沸点低于300℃，制冷剂受热气化，导出气化的制冷剂，当混合料的温度降至300℃以下，停止导入液态的制冷剂。
6.根据权利要求5所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，所述制冷剂为水或液氮。
7.根据权利要求1所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，在所述升降温循环操作中，以30℃/min以上的升温速度对混合料进行升温至800℃-900℃以上，再以150℃/min以上的降温速度对混合料进行降温至300℃以下。
8.根据权利要求1所述的一种工业废渣破碎方法，其特征在于，得到的工业废渣粉末经过硅烷偶联剂处理。
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