CN115849938B - 一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，涉及陶粒制作技术领域。本发明包括在回转窑内部设置自动感应监测装置，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，自动停止陶粒胚料的投加，同时在回转窑的进料口位置设置投料输送带，输送带一端回转窑的进料口弹性密封连接，输送带底部各拐角分别设置弹簧升降装置，停止陶粒胚料投加时，逐渐降低投料输送带输料速度，此时投料输送带表面的陶粒胚料逐渐堆积，重量超过弹簧承受的临界阈值时，投料输送带下降与密封罩分离，陶粒胚料从投料输送带两侧与密封罩产生的缝隙掉入预设置的胚料回转箱内部。本发明提高了矿物的利用率，而且还降低了陶粒的生产成本；解决陶粒胚料在回转窑出现问题时不断堆积。

Description

一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺

技术领域

本发明属于陶粒制作技术领域，特别是涉及一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺。

背景技术

陶粒做为节能环保的原料具有：抗碱集料反应优异、抗渗性好，可以做为良好的滤料，并且可以反复利用。陶粒做为现代各种基本建设中不可或缺的原材料，却因制做它的原材料为页岩和粘土等不可再生资源而和红砖一样被限制，更重要的是烧制陶粒都是用煤做燃料，产生的碳量大，形成极大的环境污染和能源的浪费，而用新的生产工艺生产陶粒可以实现整个工农业固体废弃物的有机结合，实现工农业废弃物闭合的生产循环生态低碳环保链。

目前制作陶粒的主要原材料采用煤矸石，铁尾矿、铜尾矿、污水处理淤泥、河水淤泥等，但是由于工农业废弃物中所含有的杂质较大，需要对其进行特定的处理，比如铜尾矿中含有大量的酸，需要对其去酸化处理及对钼的分离，而污水处理后的淤泥其对空气的污染难以用语言来描述，需要加入适合人的味觉的添加剂，才能方便对其改造；上述操作过程中都需要对原材料通过添加剂进行提取，每种不同的原材料都要加入不同的添加剂进行处理，这样使得制作陶粒的成本变大；同时制作的页岩陶粒强度较低，不能使用在承重混凝土中，得不到所需强度的陶粒；陶粒胚料在进入回转窑内部烧制过程中，回转窑内部的进料量不方便控制，这样导致烧制出来的陶粒不符合使用要求。

现有的陶粒制作工艺在针对不同的工农业废弃物原材料时，需要根据种类对其进行相应不同的处理，使其符合制作陶粒的标准，这样导致制作陶粒的成本变大，同时制作出来的陶粒强度较低，不符合使用需求，并且回转窑烧制陶粒时进料量不方便控制，为此我们提出一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，解决现有的陶粒制作工艺在针对不同的工农业废弃物原材料时，需要根据种类对其进行相应不同的处理，使其符合制作陶粒的标准，这样导致制作陶粒的成本变大，同时制作出来的陶粒强度较低，不符合使用需求的问题。

本发明涉及陶粒胚胎的原料取向。来源于工农业废弃物的混合料做为原料。在烧结时完全用稻壳和小麦壳做燃料，烧结完成时，稻壳或小麦壳灰完全回收再利用。无任何垃圾产生。对于目前用页岩做原料烧结陶粒时，需要其成为承重陶粒，则需加入用稻壳粉做燃料形成的硅灰。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，包括以下步骤：

S1、原料制备：按重量份计选取如下成分除杂后平铺放置于空旷平台表面进行自然干燥，污泥20-30份，石英砂尾矿20-30份，河海边淤泥10-20份，粉煤灰10-30份，工农业废弃物20至50份，氧化铝膨胀剂0至8份。其内部的含水率直至到较低水平，再将原材料放置于100-120℃电热鼓风干燥箱中烘干至恒重备用；

S2、破碎筛分：经过自然风干脱水的各原材料通过铲车运输至破碎机碎化筛分，使用颚式破碎机分别将干燥恒重的原材料进行粉碎，再使用100目的筛网对粉碎后的原材料进行筛分，其中河道底泥通过20目的筛网进行筛分；

S3、混料：筛分完成的工业废弃物和不同体积比的植物废弃物或农业废弃物原料通过双轴搅拌机拌和均匀，混料通过传送带传送至陈化料堆放场，铲车将陈化完全的混料投入进料漏斗使物料均匀投放至对辊造粒机内部进行造粒；

S4、造粒：通过对辊造粒机对原料造粒成型为直径3至15mm的圆柱形陶粒胚料，破损或者不符合规格的胚料通过圆柱形滚筒筛筛分，将大小合适的陶粒胚料放置于100-150℃内的烘干机内烘干2小时；

S5、预热烧结：将混有稻壳、稻草的秸秆打成粉，通过喷射机将稻壳粉不间断的喷向回转窑炉内，使炉内的温度在烧制过程中始终保持1200℃-1500℃的高温，在回转窑内部设置自动感应监测装置，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，自动停止陶粒胚料的投加，同时在回转窑的进料口位置设置投料输送带，输送带一端回转窑的进料口弹性密封连接，输送带底部各拐角分别设置弹簧升降装置，停止陶粒胚料投加时，逐渐降低投料输送带输料速度，此时投料输送带表面的陶粒胚料逐渐堆积，重量超过弹簧承受的临界阈值时，投料输送带下降与密封罩分离，陶粒胚料从投料输送带两侧与密封罩产生的缝隙掉入预设置的胚料回转箱内部，直至回转窑恢复正常，重新升高投料输送带，恢复正常的投料作业，通过投料传送带将陶粒放入回转窑内部，利用窑尾的余热进行预热，预热温度控制300-350℃，以不超过35℃/min的升温速率升高回转窑温度对生料球进行烧制成陶粒，烧制温度控制在1200-1500℃；

S6、冷却：烧制完毕后采用回转窑冷却筒对陶粒进行冷却，以20℃每小时的温降速度，冷却温度逐渐由1500℃降至50-200℃，冷却时间不超过四天，最终完成陶粒制作。

优选的，所述原料除杂脱水的具体工艺流程包括以下步骤：

S1.1、河道底泥通过泥浆泵泵入振动筛经过快速振动后去除石子、贝壳等大颗粒杂质；

S1.2、除杂后的河道底泥通过输泥管道输送至搅拌桶中加入聚丙烯酰胺搅拌；

S1.3、搅拌后的河道底泥进入板框压滤机进行压滤脱水，脱水后的泥饼堆放在空旷平台数日将含水率降至20%以下。

优选的，所述聚丙烯酰胺用于调理河道底泥，对不同河道底泥预先进行试验以确定凝聚剂投加量，投加量控制于河道底泥干重的1-4%之间。

优选的，所述步骤S5中的投料输送带配置有可调节投加速率的计量装置以此保证投料定量，同时投料传送带顶部设置有密封罩，密封罩的一端与进料口固定连接，所述进料口配置有可实时显示物料投加状况的在线监视模块。

优选的，所述自动感应监测装置具有自动联机停机功能，所述运行参数包括温度、压力、窑转速以及烟气中氧含量，或是当回转窑内部药气排放超过标准设定阈值时，自动感应监测装置自动停止物料的投加。

优选的，所述原料制备、破碎筛分、混料、造粒、预热烧结以及冷却步骤之间物料传送通过传送皮带进行输送，传送皮带输送速度为0.3±0.2m/s。

优选的，所述回转窑出口烟气中的氧含量保持在6%-10%之间，所述回转窑运行过程中处于负压状态，避免有害气体逸散，同时在回转窑内部配置烟气净化装置以及报警装置；所述回转窑在预热段的窑体转速为2r/min，烧制过程中窑体转速为4r/min。

优选的，所述回转窑预热以及烧制过程中使用到的燃料为壳粉，壳粉存储在壳粉仓内部，壳粉仓底部设置螺旋输送机，将壳粉输送至燃烧器管道，通过风机将壳粉吹到回转窑内部进行燃烧，所述回转窑窑体内部通过风机的风速和风量来改变壳粉的投入量，从而控制窑内温度，其中风机风量为0-20000m³/h可调。

优选的，所述回转窑的窑尾烟气通过设置于窑尾的沉降室进行灰尘沉降，在进入到水膜除尘器进行除尘，最后通过风机从将达标的烟气排放至空气中。

优选的，所述回转窑全长60至120米，其中包括预热段30米，以及烧制段20米，日产量150㎡，烧制陶粒容重范围为450±80kg/m³。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在制作陶粒的原材料内部增加粉煤灰，由于粉煤灰内部含有氧化硅与氧化铝，因此能够大大增加陶粒的强度，本发明中使用到的制作陶粒的原材料均为工农业废弃物，因此，不需要消耗价格成本较高的材料，不仅提高了矿物的利用率，而且还降低了陶粒的生产成本；利用河道底泥和污水污泥资源化制备陶粒的工艺在生产技术流程上，所用到的设备均为常见陶粒制作设备，因此可以适用于不同的种类的原材料制备陶粒，添加粉煤灰后，所制得的陶粒完全满足该密度登记陶粒轻集料轻质高强的要求；通过河道底泥等工农业废弃物制作的陶粒减少了黏土的使用量，缓解了耕地开采过度，具有很好的技术效益、紧急效益与设备生态消息，具有非常高的推广价值，粉煤灰中含有氧化硅和氧化铝，占原料用比的3%-15%，可使原有的陶粒强度增加至2-6倍。

本发明在烧制陶粒胚料的过程中，通过在回转窑进料口与上一烘干机出料口之间设置投料传送带，并且在投料传送带上设置密封罩，以此来保证回转窑烧制陶粒过程中其内部保持负压环境，根据回转窑的烧制情况来调整投料传送带的传送速度，当回转窑烧制陶粒运行参数发生问题时，停止陶粒的投加，此时不断堆积在投料传送带表面的陶粒胚料使得投料传送带受到的重力越来越大，直至超过弹簧升降装置所能承受压力的临界阈值，此时弹簧升降装置被压缩，带动投料传送带下降，投料传送带与密封罩之间形成的空隙使得陶粒从空隙孔落下至投料传送带两侧下方的陶粒回转箱内部，当回转窑恢复正常工作时，保持投料传送带低俗运行，陶粒回转箱内部的陶粒从回转窑进料口与投料传送带上的陶粒共同投加至回转窑内部，保持与正常状态下的投加速度一致，这样既解决了陶粒胚料在回转窑出现问题时不断堆积的问题，同时还能够精准的控制陶粒胚料的投加速度，使得回转窑能够源源不断的接受陶粒的投加；并且本发明中的投料传送带以及密封罩等设备成本低，结构简单，能够有效解决陶粒投加量以及投加速度控制的问题；通过使用稻壳粉等秸秆作为燃料烧纸陶粒，使得农业废弃物能够得到充分地使用，减少了资源的浪费，同时选取粉煤灰作为本发明的添加剂材料代表，表明了大量的农作物废弃物作为烧纸陶粒的添加剂，可以使得陶粒烧制的效果更好，并且农作物废弃物可以再生，既保护了环境，并且使得生产成本变低，一举多得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的使用工农业废弃物制作陶粒的工艺的工艺流程图；

图2为本发明提供的使用工农业废弃物制作陶粒的工艺的原料除杂脱水的具体工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1-2，本发明为一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，包括以下步骤：

S1、原料制备：按重量份计选取如下成分除杂后平铺放置于空旷平台表面进行自然干燥，污泥20-30份，石英砂尾矿20-30份，河海边淤泥10-20份，粉煤灰10-30份，工农业废弃物20至50份，氧化铝膨胀剂0至8份。其内部的含水率直至到较低水平，再将原材料放置于100-120℃电热鼓风干燥箱中烘干至恒重备用；

S2、破碎筛分：经过自然风干脱水的各原材料通过铲车运输至破碎机碎化筛分，使用颚式破碎机分别将干燥恒重的原材料进行粉碎，再使用100目的筛网对粉碎后的原材料进行筛分，其中河道底泥通过20目的筛网进行筛分；

S3、混料：筛分完成的工业废弃物和不同体积比的植物废弃物或农业废弃物原料通过双轴搅拌机拌和均匀，混料通过传送带传送至陈化料堆放场，铲车将陈化完全的混料投入进料漏斗使物料均匀投放至对辊造粒机内部进行造粒；

S4、造粒：通过对辊造粒机对原料造粒成型为直径15mm的圆柱形陶粒胚料，破损或者不符合规格的胚料通过圆柱形滚筒筛筛分，将大小合适的陶粒胚料放置于100-150℃内的烘干机内烘干2小时；

S5、预热烧结：将混有稻壳、稻草的秸秆打成粉，通过喷射机将稻壳粉不间断的喷向回转窑炉内，使炉内的温度在烧制过程中始终保持1200℃-1500℃的高温，在回转窑内部设置自动感应监测装置，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，自动停止陶粒胚料的投加，同时在回转窑的进料口位置设置投料输送带，输送带一端回转窑的进料口弹性密封连接，输送带底部各拐角分别设置弹簧升降装置，停止陶粒胚料投加时，逐渐降低投料输送带输料速度，此时投料输送带表面的陶粒胚料逐渐堆积，重量超过弹簧承受的临界阈值时，投料输送带下降与密封罩分离，陶粒胚料从投料输送带两侧与密封罩产生的缝隙掉入预设置的胚料回转箱内部，直至回转窑恢复正常，重新升高投料输送带，恢复正常的投料作业，通过投料传送带将陶粒放入回转窑内部，利用窑尾的余热进行预热，预热温度控制300-350℃，以不超过35℃/min的升温速率升高回转窑温度对生料球进行烧制成陶粒，烧制温度控制在1200-1500℃；

S6、冷却：烧制完毕后采用回转窑冷却筒对陶粒进行冷却，以20℃每小时的温降速度，冷却温度逐渐由1500℃降至50-200℃，冷却时间不超过四天，最终完成陶粒制作。

其中，河道底泥除杂脱水的具体工艺流程包括以下步骤：根据海河淤泥的含水量不同或污水处理的淤泥含水量不同，根据其含胶凝成份的多少掺杂不同比例的植物废弃物，成球。固体废弃物需要加入一定比例的胶凝材料做为掺入植物废弃物的条件，

S1.1、河道底泥通过泥浆泵泵入振动筛经过快速振动后去除石子、贝壳等大颗粒杂质；

S1.2、除杂后的河道底泥通过输泥管道输送至搅拌桶中加入聚丙烯酰胺搅拌；

S1.3、搅拌后的河道底泥进入板框压滤机进行压滤脱水，脱水后的泥饼堆放在空旷平台数日将含水率降至20%以下。

其中，聚丙烯酰胺用于调理河道底泥，对不同河道底泥预先进行试验以确定凝聚剂投加量，投加量控制于河道底泥干重的1-4%之间。

其中，步骤S5中的投料输送带配置有可调节投加速率的计量装置以此保证投料定量，同时投料传送带顶部设置有密封罩，密封罩的一端与进料口固定连接，进料口配置有可实时显示物料投加状况的在线监视模块。

其中，自动感应监测装置具有自动联机停机功能，运行参数包括温度、压力、窑转速以及烟气中氧含量，或是当回转窑内部烟气排放超过标准设定阈值时，自动感应监测装置自动停止物料的投加。

其中，原料制备、破碎筛分、混料、造粒、预热烧结以及冷却步骤之间物料传送通过传送皮带进行输送，传送皮带输送速度为0.3±0.2m/s。

其中，回转窑出口烟气中的氧含量保持在6%-10%之间，回转窑运行过程中处于负压状态，避免有害气体逸散，同时在回转窑内部配置烟气净化装置以及报警装置；回转窑在预热段的窑体转速为2r/min，烧制过程中窑体转速为4r/min；所述回转窑预热以及烧制过程中使用到的燃料为壳粉，壳粉存储在壳粉仓内部，壳粉仓底部设置螺旋输送机，将壳粉输送至燃烧器管道，通过风机将壳粉吹到回转窑内部进行燃烧，所述回转窑窑体内部通过风机的风速和风量来改变壳粉的投入量，从而控制窑内温度，其中风机风量为0-20000m³/h可调；回转窑的窑尾烟气通过设置于窑尾的沉降室进行灰尘沉降，在进入到水膜除尘器进行除尘，最后通过风机从将达标的烟气排放至空气中；所述回转窑全长60至120米，其中包括预热段30米，以及烧制段20米，日产量150㎡，烧制陶粒容重范围为450±80kg/m³。

投料输送带一端用以连接回转窑的进料口，另一端用以连接上一步骤中使用到的烘干机，当烘干机内部将陶粒胚料烘干后，通过投料传送带将陶粒胚料传送至回转窑内部，为了保证回转窑在烧制过程中的密封性，从而在投料传送带顶部设置“∩”形状的密封罩，密封罩的长度与投料输送带的长度一致，因此密封罩的一端固定在烘干机的出料口上，其另一端固定在回转窑的进料口上，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，此时的回转窑不再接受陶粒胚料的投加，但是烘干机内部的仍源源不断的对陶粒胚料进行烘干，烘干后仍继续传送至回转窑；由于进料口关闭，投料传送带上的陶粒胚料不断堆积，重量超过弹簧升降装置的弹性极限，弹簧被投料传送带压制收缩，导致投料传送带下降与密封罩产生缝隙，因此堆积的陶粒胚料通过缝隙掉落至传送带两侧下方的胚料回转箱内部，胚料回转箱内部将胚料进行暂时存储，同时胚料回转箱直接与回转窑的进料口通过料管连接，当回转窑恢复正常投料时，降低投料传送带的运转速度，即降低了投料传送带的投料速度以及投料量，与胚料回转箱共同对回转窑进行投料，此时每分钟投料量与正常工作状况相同不变，直至胚料回转箱内部的胚料完全被投加完毕后，恢复投料传送带的正常传送速度，这样解决了陶粒胚料堆积的问题。

实施例一

S1、原料制备：按重量份计选取如下成分除杂后平铺放置于空旷平台表面进行自然干燥，污泥20份，石英砂尾矿20份，河道底泥10份，粉煤灰10份，降低其内部的含水率直至到较低水平，再将原材料放置于100-120℃电热鼓风干燥箱中烘干至恒重备用；

S2、破碎筛分：经过自然风干脱水的各原材料通过铲车运输至破碎机碎化筛分，使用颚式破碎机分别将干燥恒重的原材料进行粉碎，再使用100目的筛网对粉碎后的原材料进行筛分，其中河道底泥通过20目的筛网进行筛分；

S3、混料：筛分完成的原料通过双轴搅拌机拌和均匀，混料通过传送带传送至陈化料堆放场，铲车将陈化完全的混料投入进料漏斗使物料均匀投放至对辊造粒机内部进行造粒；

S4、造粒：通过对辊造粒机对原料造粒成型为直径15mm的圆柱形陶粒胚料，破损或者不符合规格的胚料通过圆柱形滚筒筛筛分，将大小合适的陶粒胚料放置于100-150℃内的烘干机内烘干2小时；

S5、预热烧结：将混有稻壳、稻草的秸秆打成粉，通过喷射机将秸秆粉不间断的喷向回转窑炉内，使炉内的温度在烧制过程中始终保持1200℃-1500℃的高温，在回转窑内部设置自动感应监测装置，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，自动停止陶粒胚料的投加，同时在回转窑的进料口位置设置投料输送带，输送带一端回转窑的进料口弹性密封连接，输送带底部各拐角分别设置弹簧升降装置，停止陶粒胚料投加时，逐渐降低投料输送带输料速度，此时投料输送带表面的陶粒胚料逐渐堆积，重量超过弹簧承受的临界阈值时，投料输送带下降与密封罩分离，陶粒胚料从投料输送带两侧与密封罩产生的缝隙掉入预设置的胚料回转箱内部，直至回转窑恢复正常，重新升高投料输送带，恢复正常的投料作业，通过投料传送带将陶粒放入回转窑内部，利用窑尾的余热进行预热，预热温度控制300-350℃，以不超过35℃/min的升温速率升高回转窑温度对生料球进行烧制成陶粒，烧制温度控制在1200℃；

S6、冷却：烧制完毕后采用回转窑冷却筒对陶粒进行冷却，以20℃每小时的温降速度，冷却温度逐渐由1500℃降至50-200℃，冷却时间不超过四天，最终完成陶粒制作，所制得的陶粒表观密度为1.40kg/m³，空隙率为36%，破损率为0.72%，吸水率为8%。

实施例二

S1、原料制备：按重量份计选取如下成分除杂后平铺放置于空旷平台表面进行自然干燥，污泥25份，石英砂尾矿25份，河道底泥15份，粉煤灰15份，降低其内部的含水率直至到较低水平，再将原材料放置于100℃电热鼓风干燥箱中烘干至恒重备用；

S2、破碎筛分：经过自然风干脱水的各原材料通过铲车运输至破碎机碎化筛分，使用颚式破碎机分别将干燥恒重的原材料进行粉碎，再使用100目的筛网对粉碎后的原材料进行筛分，其中河道底泥通过20目的筛网进行筛分；

S3、混料：筛分完成的原料通过双轴搅拌机拌和均匀，混料通过传送带传送至陈化料堆放场，铲车将陈化完全的混料投入进料漏斗使物料均匀投放至对辊造粒机内部进行造粒；

S4、造粒：通过对辊造粒机对原料造粒成型为直径15mm的圆柱形陶粒胚料，破损或者不符合规格的胚料通过圆柱形滚筒筛筛分，将大小合适的陶粒胚料放置于100-150℃内的烘干机内烘干2小时；

S5、预热烧结：在回转窑内部设置自动感应监测装置，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，自动停止陶粒胚料的投加，同时在回转窑的进料口位置设置投料输送带，输送带一端回转窑的进料口弹性密封连接，输送带底部各拐角分别设置弹簧升降装置，停止陶粒胚料投加时，逐渐降低投料输送带输料速度，此时投料输送带表面的陶粒胚料逐渐堆积，重量超过弹簧承受的临界阈值时，投料输送带下降与密封罩分离，陶粒胚料从投料输送带两侧与密封罩产生的缝隙掉入预设置的胚料回转箱内部，直至回转窑恢复正常，重新升高投料输送带，恢复正常的投料作业，通过投料传送带将陶粒放入回转窑内部，利用窑尾的余热进行预热，预热温度控制300℃，以不超过35℃/min的升温速率升高回转窑温度对生料球进行烧制成陶粒，烧制温度控制在1500℃；

S6、冷却：烧制完毕后采用回转窑冷却筒对陶粒进行冷却，以20℃每小时的温降速度，冷却温度逐渐由1500℃降至50-200℃，冷却时间不超过四天，最终完成陶粒制作，所制得的陶粒表观密度为1.14kg/m³，空隙率为41%，破损率为0.09%，吸水率为15%。

对比例一

对比例一与实施例一相似，区别在于对比例一制作陶粒的原料去除粉煤灰，最终所制得的陶粒表观密度为1.8kg/m³，空隙率为29%，破损率为0.25%，吸水率为12%。

需要说明的是，在本对比例中，陶粒熔融，表面具有明显的玻璃化现象，其表观密度高，吸水率低。

对比例二

对比例二与实施例二相似，区别在于对比例二制作陶粒的原料去除粉煤灰，最终所制得的陶粒表观密度为1.5kg/m³，空隙率为35%，破损率为0.14%，吸水率为0.07%。

需要说明的是，在本对比例中，陶粒的形态良好，表面形成釉皮，但其表观密度仍较高，这是由于原料内氧化硅与氧化铝含量不足，导致陶粒强度不够。

从上述若干实施例与若干对比例可以看出，两个实施例中的陶粒表观密度均低于两个对比例的表观密度，说明当陶粒的组分中含有粉煤灰时，陶粒具有更优的性能，同时根据各原材料在温度变化时物质发生的改变将预热温度维持在300-350℃之间，并且高温烧制陶粒的温度维持在1200-1500℃之间；升温速率直接影响了陶粒釉质层的形成和气体成分产生的变化量，也间接影响了陶粒内部孔洞的形成从而影响陶粒整体性能 ， 所 以选取20℃/min-40℃/min 作为后续最佳烧制条件的升温速率范围；四种实验原材料化学成分组成及含量与传统陶粒制作原料成分较相似，但每种原材料的所含物质有多有少，并不一致，通过适当比例调整，可得到符合陶粒制作标准的最佳配方组合；通过对不同原料配比在不同烧制条件下生产出陶粒的性能进行比较可知。四种原材料较佳配比范围分别为污泥20-30份，石英砂尾矿20-30份，河道底泥10-20份，粉煤灰10-30份；较佳烧制条件与热力学分析结果一致，分别是预热温度在350℃，烧胀温度在1500℃。后续最佳工艺参数的确定实验可在此基础上开展；1200℃是河道底泥陶粒膨胀到致密化阶段的临界温度，在此温度下烧制的陶粒满足轻质高强的要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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定。

Claims (9)

1.一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、原料制备：按重量份计选取如下成分除杂后平铺放置于空旷平台表面进行自然干燥，污泥20-30份，石英砂尾矿20-30份，河道底泥10-20份，粉煤灰10-30份，工农业废弃物20至50份，氧化铝膨胀剂0至8份，其中，氧化铝膨胀剂用量不包括0份，其内部的含水率直至到较低水平，再将原材料放置于100-120℃电热鼓风干燥箱中烘干至恒重备用；

S2、破碎筛分：经过电热鼓风干燥箱烘干的各原材料通过铲车运输至破碎机碎化筛分，使用颚式破碎机分别将干燥恒重的原材料进行粉碎，再使用100目的筛网对粉碎后的原材料进行筛分，其中河道底泥通过20目的筛网进行筛分；

S3、混料：筛分完成的原料通过双轴搅拌机拌和均匀，混料通过传送带传送至陈化料堆放场，铲车将陈化完全的混料投入进料漏斗使物料均匀投放至对辊造粒机内部进行造粒；

S4、造粒：通过对辊造粒机对原料造粒成型为直径15mm的圆柱形陶粒胚料，破损或者不符合规格的胚料通过圆柱形滚筒筛筛分，将大小合适的陶粒胚料放置于100-150℃内的烘干机内烘干2小时；

S5、预热烧结：将混有稻壳、稻草的秸秆打成粉，通过喷射机不间断的喷向回转窑炉内，使炉内的温度在烧制过程中始终保持1200℃-1500℃的高温，在回转窑内部设置自动感应监测装置，当回转窑内部运行参数偏离预设值时，自动停止陶粒胚料的投加，同时在回转窑的进料口位置设置投料输送带，输送带一端与回转窑的进料口弹性密封连接，输送带底部各拐角分别设置弹簧升降装置，停止陶粒胚料投加时，逐渐降低投料输送带输料速度，此时投料输送带表面的陶粒胚料逐渐堆积，重量超过弹簧承受的临界阈值时，投料输送带下降与密封罩分离，陶粒胚料从投料输送带两侧与密封罩产生的缝隙掉入预设置的胚料回转箱内部，直至回转窑恢复正常，重新升高投料输送带，恢复正常的投料作业，陶粒回转箱内部的陶粒从回转窑进料口与投料输送带上的陶粒共同投加至回转窑内部，通过投料输送带将陶粒放入回转窑内部，利用窑尾的余热进行预热，预热温度控制300-350℃，以不超过35℃/min的升温速率升高回转窑温度对生料球进行烧制成陶粒，烧制温度控制在1200-1500℃；

S6、冷却：烧制完毕后采用回转窑冷却筒对陶粒进行冷却，以20℃每小时的温降速度，冷却温度逐渐由1200-1500℃降至50-200℃，冷却时间不超过四天，最终完成陶粒制作。

2.根据权利要求1所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述原料除杂脱水的具体工艺流程包括以下步骤：

S1.1、河道底泥通过泥浆泵泵入振动筛经过快速振动后去除石子、贝壳大颗粒杂质；

S1.2、除杂后的河道底泥通过输泥管道输送至搅拌桶中加入聚丙烯酰胺搅拌；

S1.3、搅拌后的河道底泥进入板框压滤机进行压滤脱水，脱水后的泥饼堆放在空旷平台数日将含水率降至20%以下。

3.根据权利要求2所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述聚丙烯酰胺用于调理河道底泥，对不同河道底泥预先进行试验以确定凝聚剂投加量，投加量控制于河道底泥干重的1-4%之间。

4.根据权利要求3所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述步骤S5中的投料输送带配置有可调节投加速率的计量装置以此保证投料定量，同时投料输送带顶部设置有密封罩，密封罩的一端与进料口固定连接，所述进料口配置有可实时显示物料投加状况的在线监视模块。

5.根据权利要求4所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述自动感应监测装置具有自动联机停机功能，所述运行参数包括温度、压力、窑转速以及烟气中氧含量，或是当回转窑内部烟气排放超过标准设定阈值时，自动感应监测装置自动停止物料的投加。

6.根据权利要求5所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述原料制备、破碎筛分、混料、造粒、预热烧结以及冷却步骤之间物料传送通过传送皮带进行输送，传送皮带输送速度为0.3±0.2m/s。

7.根据权利要求6所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述回转窑出口烟气中的氧含量保持在6%-10%之间，所述回转窑运行过程中处于负压状态，避免有害气体逸散，同时在回转窑内部配置烟气净化装置以及报警装置；所述回转窑在预热段的窑体转速为2r/min，烧制过程中窑体转速为4r/min。

8.根据权利要求1所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述回转窑的窑尾烟气通过设置于窑尾的沉降室进行灰尘沉降，再进入到水膜除尘器进行除尘，最后通过风机将达标的烟气排放至空气中。

9.根据权利要求1所述的一种使用工农业废弃物制作陶粒的工艺，其特征在于，所述回转窑全长60至120米，其中包括预热段30米，以及烧制段20米，日产量150㎡，烧制陶粒容重范围为450±80kg/m³。

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