CN113786920A - 一种煤矸石制砖原料处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种煤矸石制砖原料处理工艺，包括了初级破碎、初次筛选分级、分选、二级破碎、二次筛选分级和原料处理的工艺步骤，利用黄铁矿和钙石与煤矸石原料中硅、铝、煤等制砖成份物理特性的区别，将煤矸石原料分级破碎筛选，根据不同大小颗粒中黄铁矿和钙石成份比例的不同，将煤矸石原料筛分成黄铁矿和钙石成份比例较高的煤矸石粉料和黄铁矿和钙石成份低于5%的煤矸石原料，最后利用黄铁矿和钙石成份低于5%的煤矸石原料制砖。有益效果在于解决了煤矸石原料制砖难烧结成型易粉化的质量问题，实现了全煤矸石制砖；同时从煤矸石原料中生产出了具有经济价值的附加值产品煤粉降低了生产成本；可以批量化大规模生产加工处理，提高了市场竞争力。

Description

一种煤矸石制砖原料处理工艺
技术领域
本发明属于制砖技术领域，具体涉及一种利用煤矸石制砖的煤矸石原料处理工艺。
背景技术
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废弃物。本领域利用煤矸石代替粘土作为制砖原料制砖，不但可以少挖良田，而且烧砖时，利用煤矸石本身的可燃物自燃进行烧制，可以节约煤炭，具有解决煤矸石污染问题和实现废弃物再利用的环保效果。
本领域公开的申请公布号为CN106830889A、申请日为20161227、名称为一种采用煤矸石制砖的制造工艺的专利申请文件，其内容所公开的煤矸石制砖的制造工艺，以煤矸石为全部原料进行砖坯制造，最后将砖坯放入轮窑进行烧制。此公开技术的缺陷在于，对煤矸石原料的要求过于苛刻，因为煤矸石中含有大量不利于砖坯烧制的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3等成份，中以黄铁矿和钙石的占比较大，黄铁矿（Fe2O3）占比为2.28～14.63%，钙石（CaO）占比为0.42～2.32%，黄铁矿不利于砖坯的烧结成型，钙石易造成砖块粉化，上述成份超过5%的情况下，烧制成砖的质量极差，无法达不到制砖使用要求，而上述成份低于5%的煤矸石原料及其稀有。
为了克服上述问题的缺陷，本领域技术人员在传统制砖方法以粘土为原料制砖的基础上，加入部分煤矸石原料，或是以煤矸石为主要原料加入一定比例的粘土作为辅料。如申请公布号为CN108218399A、申请日为20180409、名称为一种煤矸石制砖工艺专利申请文件，其内容公开的一种煤矸石制砖工艺，主要的技术贡献在于公开了煤矸石原料加入黏土进行配料，从而进行砖坯的制造和烧制，并且公开了“煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.3”的技术特征。我国大多数矿区所产的煤矸石中，黄铁矿和钙石的成份都超过了10%，利用上述公开技术方案制砖，煤矸石原料的用量很难超过50%的比例，还是无法解决大量消耗煤矸石的目的。另一方面开采粘土存在破坏环境的问题，属于限制资源，不易大量开采，并且，两种材料的使用会增加原料成本及运输成本。
因此，如何消除煤矸石中黄铁矿和钙石等物质对砖坯的危害，利用煤矸石作为唯一制砖原料，对本技术领域意义重大。
发明内容
本发明的目的是为了解决煤矸石中黄铁矿和钙石等物质含量过高，导致难烧结易粉化，成砖质量差的问题，提供一种煤矸石制砖原料的处理工艺方法，通过降低煤矸石制砖原料中的有害成份，提高成砖质量。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是利用黄铁矿和钙石与煤矸石原料中硅、铝、煤等制砖成份物理特性的区别，将煤矸石原料分级破碎筛选，根据不同大小颗粒中黄铁矿和钙石成份比例的不同，将煤矸石原料筛分成黄铁矿和钙石成份比例较高的煤矸石粉料和黄铁矿和钙石成份低于5%的煤矸石原料，最后利用黄铁矿和钙石成份低于5%的煤矸石原料制砖。具体内容如下。
本发明煤矸石制砖原料处理工艺，包括了以下工艺步骤：
S01初级破碎：对煤矸石原料进行初级破碎处理，破碎程度控制在最大颗粒度小于50mm的煤矸石原料；
S02初次筛选分级：对经过步骤S01处理的煤矸石原料进行筛选分级，分为颗粒度大小为25-50mm的一级煤矸石原料、1mm-25mm的二级煤矸石原料和1mm以下的三级煤粉原料；
S03分选：对经过步骤S02筛选出的一级煤矸石原料进行分选处理，将带有黄铁矿和钙石特征的煤矸石原料从一级煤矸石原料中挑出；
S04二级破碎：对经过步骤S03处理的一级煤矸石原料进行二级破碎处理，破碎程度控制在最大颗粒度小于25mm的煤矸石原料；
S05二次筛选分级：对经过步骤S04处理的煤矸石原料进行筛选分级，分为颗粒度大小为1mm-25mm的二级煤矸石原料和1mm以下的三级煤粉原料；
S06原料处理：将步骤S02和步骤S05筛选出的三级煤粉原料包装运出作为煤粉燃料出售；将步骤S02和步骤S05筛选出的二级煤矸石原料送入研磨料仓作为煤矸石制砖原料使用。
所述步骤S01中的破碎过程采用反击式破碎机中碎加工处理。
所述步骤S02中，优选的分级方式是将一级煤矸石原料原料颗粒度大小为20-50mm、二级煤矸石原料颗粒度大小为2mm-20mm、三级煤粉原料颗粒度大小为2mm以下，相应的步骤S04中将破碎程度控制在最大颗粒度小于20mm。
所述步骤S04中的破碎过程采用锤石破碎机细碎加工处理。
所述步骤S05中筛选分级出的二级煤矸石原料和三级煤粉原料与步骤S02中筛选分级出的二级煤矸石原料和三级煤粉原料相同，加工过程中步骤S05和步骤S02采用同一设备作业。
本发明的有益效果在于：有效控制降低了煤矸石制砖原料中黄铁矿和钙石等物质的含量，解决了煤矸石原料制砖难烧结成型易粉化的质量问题，实现了全煤矸石制砖；从煤矸石原料中生产出了具有经济价值的附加值产品煤粉，提高了煤矸石制砖的经济效益，降低了生产成本；可以批量化大规模生产加工处理，提高了市场竞争力。
附图说明
附图1为本发明的流程结构示意图；
附图中：S01初级破碎、S02初次筛选分级、S03分选、S04二级破碎、S05二次筛选分级、S06原料处理。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案结合实施例进行详细的描述。
本发明煤矸石制砖原料处理工艺中具体工艺步骤的过程及原理如下：
S01初级破碎：对煤矸石原料进行初级破碎处理，破碎程度控制在最大颗粒度小于50mm的煤矸石原料。煤矸石原料中的黄铁矿和钙石等有害物质是伴生在煤矸石中，存在于煤矸石块的夹层和内部，利用反击式破碎机将大煤矸石块中碎，可以将煤矸石块包含的夹层破开，尤其是与伴生矿料结合的部位。
S02初次筛选分级：对经过步骤S01处理的煤矸石原料进行筛选分级，分为颗粒度大小为20-50mm的一级煤矸石原料、2mm-20mm的二级煤矸石原料和2mm以下的三级煤粉原料。在步骤S01对煤矸石原料的反击式破碎过程中，大块煤矸石分裂成大小不一的碎块以及颗粒度极低的粉末，并且使煤矸石中的黄铁矿、钙石等伴生矿料发生解离。由于黄铁矿、钙石等矿料在煤矸石矿料中分散伴生的特性，破碎后的煤矸石原料根据伴生状态解离程度与颗粒度的关系分为了三种情况：第一种是解离程度较低的大块颗粒；第二种是解离程度较高的小块颗粒；第三种是完全解离的细小颗粒。并且根据解离程度发现，经过步骤S01破碎处理后的煤矸石原料中，黄铁矿、钙石等伴生矿料主要存在第一种情况的大块颗粒和第三种的细小颗粒煤矸石原料中。所以根据此特性将步骤S01破碎处理的煤矸石原料进行分级，即可筛选出黄铁矿和钙石含量低于5%的第二种煤矸石原料，根据上述筛选分级，2mm-20mm的二级煤矸石原料即为黄铁矿和钙石含量低于5%的第二种煤矸石原料。根据破碎后不同颗粒度煤矸石碎料的解离程度，钙石颗粒大质软，25mm以上的煤矸石碎料中钙石含量占到了总量的60%以上，当煤矸石破碎至3mm以下，黄铁矿能解离80%左右，破碎至1mm以下几乎全部解离，而1mm以下粉料中主要成份是煤粉，具有很高的燃烧价值，因此基于上述特点将一级煤矸石原料颗粒度设置为25mm以上，二级煤矸石原料颗粒度设置为1mm-25mm之间，三级煤粉原料颗粒度设置为1mm以下，为了控制二级煤矸石原料中黄铁矿及钙石的含量，优选的方案是将一级煤矸石原料颗粒度设置为20mm以上，二级煤矸石原料颗粒度设置为2mm-20mm之间，三级煤粉原料颗粒度设置为2mm以下。筛选过程采用双层振动分级筛，一层筛的筛网设置为20mm，二层筛的筛网设置为2mm，一层筛的上方出料为一级煤矸石原料，二层筛的上方出料为二级煤矸石原料，二层筛的下方出料为三级煤粉原料。
S03分选：对经过步骤S02筛选出的一级煤矸石原料进行分选处理，将带有黄铁矿和钙石特征的煤矸石原料从一级煤矸石原料中挑出。步骤S02筛选出的一级煤矸石原料，经过步骤S01的破碎，伴生有黄铁矿、钙石的煤矸石块多数呈现在外，可以很容易的发现，将此类碎块直接挑出，可以大幅度降低一级煤矸石原料中黄铁矿、钙石的含量。可以通过智能识别分选设备通过X光照射智能识别定位剔除含有黄铁矿、钙石等有害矿料的矿料，做到快速挑选。现有的智能识别分选设备还无法做到100%分选，只能在一定程度上将特征明显的矿料块选出，所以最后的原料必须通过筛选制出。
S04二级破碎：对经过步骤S03处理的一级煤矸石原料进行二级破碎处理，破碎程度控制在最大颗粒度小于20mm的煤矸石原料。二级破碎采用锤石破碎机细碎处理，将分选后的一级煤矸石原料破碎成二级煤矸石原料和三级煤粉原料，从而达到分步将煤矸石原料根据分级需要彻底破碎。
S05二次筛选分级：对经过步骤S04处理的煤矸石原料进行筛选分级，分为颗粒度大小为2mm-20mm的二级煤矸石原料和2mm以下的三级煤粉原料。二次筛选分级可以直接将原料送入步骤S02初次筛选分级设备中，利用双层振动分级筛将二级煤矸石原料和三级煤粉原料分出。
S06原料处理：将步骤S02和步骤S05筛选出的三级煤粉原料包装运出作为煤粉燃料出售；将步骤S02和步骤S05筛选出的二级煤矸石原料送入研磨料仓作为煤矸石制砖原料使用。通过上述步骤S02- S05，最后得到了黄铁矿和钙石含量低于5%的二级煤矸石原料，和能够作为燃料使用的三级煤粉原料，二级煤矸石原料送入研磨料仓后研磨成粉直接用于制砖使用，三级煤粉原料装袋入库作为煤粉燃料商品进行出售。

Claims (5)

1.一种煤矸石制砖原料处理工艺,其特征在于，包括了以下工艺步骤：
S01初级破碎：对煤矸石原料进行初级破碎处理，破碎程度控制在最大颗粒度小于50mm的煤矸石原料；
S02初次筛选分级：对经过步骤S01处理的煤矸石原料进行筛选分级，分为颗粒度大小为25-50mm的一级煤矸石原料、1mm-25mm的二级煤矸石原料和1mm以下的三级煤粉原料；
S03分选：对经过步骤S02筛选出的一级煤矸石原料进行分选处理，将带有黄铁矿和钙石特征的煤矸石原料从一级煤矸石原料中挑出；
S04二级破碎：对经过步骤S03处理的一级煤矸石原料进行二级破碎处理，破碎程度控制在最大颗粒度小于25mm的煤矸石原料；
S05二次筛选分级：对经过步骤S04处理的煤矸石原料进行筛选分级，分为颗粒度大小为1mm-25mm的二级煤矸石原料和1mm以下的三级煤粉原料；
S06原料处理：将步骤S02和步骤S05筛选出的三级煤粉原料包装运出作为煤粉燃料出售；将步骤S02和步骤S05筛选出的二级煤矸石原料送入研磨料仓作为煤矸石制砖原料使用。
2.如权利要求1所述的煤矸石制砖原料处理工艺,其特征在于：所述步骤S01中的破碎过程采用反击式破碎机中碎加工处理。
3.如权利要求1所述的煤矸石制砖原料处理工艺,其特征在于：所述步骤S02中，优选的分级方式是将一级煤矸石原料原料颗粒度大小为20-50mm、二级煤矸石原料颗粒度大小为2mm-20mm、三级煤粉原料颗粒度大小为2mm以下，相应的步骤S04中将破碎程度控制在最大颗粒度小于20mm。
4.如权利要求1所述的煤矸石制砖原料处理工艺,其特征在于：所述步骤S04中的破碎过程采用锤石破碎机细碎加工处理。
5.如权利要求1所述的煤矸石制砖原料处理工艺,其特征在于：所述步骤S05中筛选分级出的二级煤矸石原料和三级煤粉原料与步骤S02中筛选分级出的二级煤矸石原料和三级煤粉原料相同，加工过程中步骤S05和步骤S02采用同一设备作业。
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