CN115893970A - 一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，属于节能环保、固废利用技术领域，解决石灰回转窑窑尾除尘灰固废再利用的技术问题，同时解决蒸压加气砼板材蒸养裂纹的技术问题，依次包括以下步骤：原料处理、配料及浇注、静养、拔钎、翻转脱模、切割和编组、蒸压养护、掰板及成品码垛。本发明一方面利用除尘灰的钙含量（20%‑40%）替代高钙生石灰制备加气砼砌块/板，实现了固废的再利用；另一方面，利用除尘灰在高温高压条件下消解的特性，解决了加气砼板材坯体与内部钢筋膨胀系数不匹配造成的蒸养裂纹的顽疾，提高了加气砼板材的成品质量。
Description
技术领域
本发明属于节能环保、固废利用技术领域，具体涉及的是一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法。
背景技术
活性石灰作为一种工业原料，广泛应用于钢铁、电石、氧化铝、金属镁、造纸、化工、有色矿山等诸多行业，其中钢铁行业需求占到约70％，回转窑作为活性石灰生产的主要窑型，是目前技术最成熟、推广范围最广泛的先进石灰窑。
回转窑所用燃料为烟煤粉，煤粉制备系统生产的烟煤粉由煤粉计量输送系统经管道送至窑前，通过烧嘴从窑头进入回转窑内燃烧。燃料燃烧产生的热烟气在焙烧和加热物料后与物料分解产生的废气一起由窑尾排出，经转运溜槽进入预热器中用于预热石灰石。高温烟气穿过物料层时发生热交换，将物料预热至800℃以上，经耐热钢推头依次将预热好的物料推出，经下料溜槽和转运溜槽进入回转窑尾部进行煅烧。预热石灰石后的烟气从预热器排出，经旋风除尘器除尘后的除尘灰通过斗提入储罐。由于除尘灰中含有煤粉、石粉等杂质，有效ACaO含量低（一般在20%-40%以下），无法满足钢铁等领域的要求，所以一般的处置方法为压制成块进行倾倒，导致资源浪费。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，本发明提供一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，利用石灰回转窑除尘灰中Ca的不稳定性，替代高钙生石灰制备蒸压粉煤灰加气砼砌块及蒸压加气混凝土板材，解决石灰回转窑窑尾除尘灰固废再利用的技术问题，同时解决蒸压加气砼板材蒸养裂纹的技术问题。
本发明的设计构思：
1、蒸压加气砼砌块/板材主要原材料为粉煤灰与生石灰，两者发生硅钙反应，得到轻质高强的硅酸盐制品。其中加气砼砌块中，生石灰的成本占总原料成本的50%-70%；
回转窑除尘灰的钙含量在30-40%之间，成分以CaO为主，虽低于常规使用的生石灰，但价格低廉（几乎无成本），可增加用量进而替代常规加气砼砌块/板用生石灰。
2、蒸压加气砼板材，内部配置钢筋网片或网笼，经过蒸压养护时，由于钢筋与坯体的膨胀系数不一致，在两者的连接处会出现蒸养裂纹；
回转窑除尘灰经过200-400℃的余热预加热，部分石粉介于CaCO3与CaO之间，稳定性差，在一般的温度下部分消解，仍有部分在高温高压下消解。此性质可为加气砼板材提供蒸养膨胀度，解决了蒸压加气砼板材蒸养裂纹的问题。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，包括以下步骤：
S1、原料处理：
1）、制备胶结料：回转窑除尘灰为粉末状或者颗粒状，通过罐车打入储罐内备用，高钙生石灰经过破碎入块料仓；将回转窑除尘灰与高钙生石灰按照质量比1:（1~5）混合球磨，并送入胶结料仓备用；转窑除尘灰与高钙生石灰的配比根据产品、除尘灰及高钙生石灰的指标进行调节，除尘灰的用量不能过大，否则将可能导致蒸养后坯体的膨胀；
2）、制备粉煤灰浆料：首先，将粉煤灰与水加入搅拌罐内，浆料中含水率为20%-40%，搅拌20分钟后输入储料罐继续搅拌1小时，矿渣粉与水充分溶解，制得粉煤灰浆料备用；
3）、制备水泥：电厂固废脱硫石膏与水充分搅拌，通过管道输入立方罐内混合搅拌，搅拌半小时后备用；
4）、制备铝粉悬浮液：铝粉与水按照质量比1:6混合后搅拌，制得铝粉悬浮液备用；
S2、配料及浇注：
首先，按照质量配比将步骤S1制备的粉煤灰浆料60~80份、水泥5~10份与胶结料20~50份加入浇注搅拌机中搅拌3-4分钟，与此同时通过蒸汽提高混合物料的温度至48℃~54℃；然后，按照质量配比将步骤S1制备的铝粉悬浮液0.08份加入浇注搅拌机中，搅拌20-50s；最后，将浇注搅拌机中的混合物料浇注入模具中，浇注温度为43℃~48℃，由摆渡车将模具送达指定插钎位，摆渡车自动停止，将钢筋网笼置入模具内的料浆中进行插钎作业；
S3、静养：摆渡车将插钎作业后的浆料及模具送入静养室依次进行发气、稠化和静养，静养室内温度为45℃~55℃，稠化时间为40分钟，静养时间为1~2小时；一般静养时间在1.5小时以内，如时间过长或者过短，可通过浇注温度、胶结料掺加量来及时调节，保证切割时间稳定，同时也要调整除尘灰与高钙生石灰的混合比例；
S4、坯体静养后硬化并达到切割强度后，摆渡车将模具送入拔钎位，由拔钎吊机进行自动拔钎作业，鞍架框连同钢钎自动吊放至组网平台上返回，自动清理钢钎、蘸蜡后待二次组网；拔钎后摆渡车将模具送入翻转脱模位自动脱模，脱模后模具送至侧板辊道位依次经过组模翻车、回模位、涂油机位后停止，涂油后继续前进，并运转至摆渡车上准备下一次浇注；
S5、切割和编组：脱模后坯体侧立，切割小车带动坯体连同侧板行走进行侧切、切槽、纵切和横切，完成六面切割，确认切割尺寸后釜前编组，切割好的坯体连同侧板吊运至翻转台上，由翻转台带动坯体进行坯体顶、底料清理回收，底皮清理后再由翻转台回翻使坯体侧立回到原来的侧板上；
S6、蒸压养护：首先抽真空0.5小时；其次，升温升压1小时，温度为174℃~200℃，压力为1.1MPa；再次，恒温恒压保持6小时；最后，降温降压2小时；釜后要及时测量坯体尺寸，以对前部除尘灰与高钙生石灰的掺加比例进行优化调整，从原料、生产过程、成品多方面确认除尘灰的添加比例，确保生产过程、成品质量的稳定受控；
S7、掰板及成品码垛：蒸压出釜后由釜后成品摆渡车送至回车道，分垛吊机将侧板连同成品吊放至侧板辊道位，由侧板辊道送至掰板机位进行自动掰分，人工检验质量并清理板与块间的废料，夹具天车分离板与块，砌块进入自动打包，板成品夹放至成品输送机上人工打包，叉车将板叉放至堆场进行码垛。
进一步地，当生产加气砼砌块时，石灰回转窑窑尾除尘灰与正常生石灰的质量比为1:（3~5），浆料中按照质量配比为：粉煤灰浆料60-80份，回转窑除尘灰10-25份，高钙生石灰10-15份，水泥5-10份，铝粉悬浮液0.6-1份；浇注温度为48℃-50℃。
进一步地，当生产加气砼板材时，为增加成品的膨胀系数，石灰回转窑窑尾除尘灰与正常生石灰的质量比为1:（1~3），浆料中按照质量配比为：粉煤灰浆料60-80份，回转窑除尘灰10-35份、高钙生石灰10-15份、水泥5-10份、铝粉悬浮液0.6-1份，浇注温度为50-54℃。为保证静养时间与成品质量，可根据生产调节浇注温度与生石灰添加量。
本发明利用石灰回转窑除尘灰主要解决的技术问题有以下三个：
1、成品膨胀量不容易受控。石灰回转窑除尘灰添加比例不合适，过量可能会造成成品体积膨胀，尺寸超出国标产生不合格品；掺加量少，不能为坯体提供足够的膨胀量，无法解决加气砼板蒸养裂纹的问题；
2、过程控制不容易受控。为保证成品足够的膨胀量，添加除尘灰时，浇注后稠化速度过慢，造成坯体出现塌模或者静养时间过长的现象；
3、成品强度可能降低。除尘灰本身活性钙含量在40%以下，与正常使用生石灰（活性钙含量在70%）存在较大差距，同比例替代将造成钙含量降低产生的强度下降的现象。
针对以上问题，解决的技术方案与措施如下：
1、针对膨胀量不受控：
（1）根据加气砼砌块、加气砼板的生产特点，除尘灰的掺加比例进行调整，加气砼砌块需要的膨胀量少，其与高钙生石灰的掺加比例在1:3至1:5；加气砼板需要更大的膨胀量，除尘灰与高钙生石灰的掺加比例在1:1至1:3；
（2）原料入厂检测、生产过程、成品多方面确认除尘灰的添加比例，确保生产过程、成品质量的稳定受控；
2、过程控制不受控：当除尘灰的掺加比例在1:1至1:3时，提高浇注温度至50-54℃；当除尘灰的掺加比例在1:3至1:5时，提高浇注温度至48-50℃，如仍存在静养时间长、坯体温度低的现象，适当增加混合料的掺加比例，增加料浆的稠化速度；
3、成品强度降低：由于稠化速度变慢，铝粉发气顺畅，气孔更加均匀，成品强度一般不会下降，一旦出现成品下降，可适当增加混合胶结料的掺加量，保证成品质量的合格。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
（1）、石灰回转窑除尘灰的资源化利用：利用除尘灰的钙含量（20%-40%）替代高钙生石灰制备加气砼砌块/板，实现了固废的再利用；
（2）、实现了节能降碳：节约了高钙生石灰的使用量，减少了石料开采，从而降低原料成本；利用除尘灰，也避免了块状生石灰的破碎、球磨，实现了节能降碳；
（3）、解决了加气砼板端头蒸养裂纹的问题：利用除尘灰在高温高压条件下消解的特性，解决了加气砼板材坯体与内部钢筋膨胀系数不匹配造成的蒸养裂纹的顽疾，提高了加气砼板材的成品质量；
（4）、降低了原料成本：除尘灰的低温慢速消解特性，在加气砼砌块/板稠化过程中，延缓了发气速度，降低了铝粉用量（10%以上），使成品内部气孔结构得到优化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，包括以下步骤：
S1、原料处理：
1）、制备胶结料：将回转窑除尘灰与高钙生石灰按照质量比1:3混合球磨，并送入胶结料仓备用；
2）、制备粉煤灰浆料：首先，将粉煤灰600Kg与水400Kg加入搅拌罐内，浆料中含水率为40%，搅拌20分钟后输入储料罐继续搅拌1小时，矿渣粉与水充分溶解，制得粉煤灰浆料备用；
3）、制备水泥：电厂固废脱硫石膏与水充分搅拌，通过管道输入立方罐内混合搅拌，搅拌半小时后备用；
4）、制备铝粉悬浮液：铝粉与水按照质量比1:6混合后搅拌，制得铝粉悬浮液备用；
S2、配料及浇注：
首先，按照质量配比将步骤S1制备的粉煤灰浆料72份、水泥12份与胶结料14份加入浇注搅拌机中搅拌3-4分钟，与此同时通过蒸汽提高混合物料的温度至48℃；然后，按照质量配比将步骤S1制备的铝粉悬浮液0.08份加入浇注搅拌机中，搅拌20-50s；最后，将浇注搅拌机中的混合物料浇注入模具中，浇注温度为43℃~48℃，由摆渡车将模具送达指定插钎位，摆渡车自动停止，将钢筋网笼置入模具内的料浆中进行插钎作业；
S3、静养：摆渡车将插钎作业后的浆料及模具送入静养室依次进行发气、稠化和静养，静养室内温度为45℃~55℃，稠化时间为40分钟，静养时间为1~2小时；
S4、坯体静养后硬化并达到切割强度后，摆渡车将模具送入拔钎位，由拔钎吊机进行自动拔钎作业，鞍架框连同钢钎自动吊放至组网平台上返回，自动清理钢钎、蘸蜡后待二次组网；拔钎后摆渡车将模具送入翻转脱模位自动脱模，脱模后模具送至侧板辊道位依次经过组模翻车、回模位、涂油机位后停止，涂油后继续前进，并运转至摆渡车上准备下一次浇注；
S5、切割和编组：脱模后坯体侧立，切割小车带动坯体连同侧板行走进行侧切、切槽、纵切和横切，完成六面切割，确认切割尺寸后釜前编组，切割好的坯体连同侧板吊运至翻转台上，由翻转台带动坯体进行坯体顶、底料清理回收，底皮清理后再由翻转台回翻使坯体侧立回到原来的侧板上；
S6、蒸压养护：首先抽真空0.5小时；其次，升温升压1小时，温度为174℃~200℃，压力为1.1MPa；再次，恒温恒压保持6小时；最后，降温降压2小时；
S7、掰板及成品码垛：蒸压出釜后由釜后成品摆渡车送至回车道，分垛吊机将侧板连同成品吊放至侧板辊道位，由侧板辊道送至掰板机位进行自动掰分，人工检验质量并清理板与块间的废料，夹具天车分离板与块，砌块进入自动打包，板成品夹放至成品输送机上人工打包，叉车将板叉放至堆场进行码垛。
当生产加气砼砌块时，浆料中按照质量配比为：粉煤灰浆料60-80份，回转窑除尘灰10-25份，高钙生石灰10-15份，水泥5-10份，铝粉悬浮液0.6-1份；浇注温度为48℃-50℃。
当生产加气砼板材时，浆料中按照质量配比为：粉煤灰浆料60-80份，回转窑除尘灰10-35份、高钙生石灰10-15份、水泥5-10份、铝粉悬浮液0.6-1份，浇注温度为50℃-54℃。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料处理：
1）、制备胶结料：将回转窑除尘灰与高钙生石灰按照质量比1:（1~5）混合球磨，并送入胶结料仓备用；
2）、制备粉煤灰浆料：首先，将粉煤灰与水加入搅拌罐内，浆料中含水率为20%-40%，搅拌20分钟后输入储料罐继续搅拌1小时，矿渣粉与水充分溶解，制得粉煤灰浆料备用；
3）、制备水泥：电厂固废脱硫石膏与水充分搅拌，通过管道输入立方罐内混合搅拌，搅拌半小时后备用；
4）、制备铝粉悬浮液：铝粉与水按照质量比1:6混合后搅拌，制得铝粉悬浮液备用；
S2、配料及浇注：
首先，按照质量配比将步骤S1制备的粉煤灰浆料60~80份、水泥5~10份与胶结料20~50份加入浇注搅拌机中搅拌3-4分钟，与此同时通过蒸汽提高混合物料的温度至48℃~54℃；然后，按照质量配比将步骤S1制备的铝粉悬浮液0.08份加入浇注搅拌机中，搅拌20-50s；最后，将浇注搅拌机中的混合物料浇注入模具中，浇注温度为43℃~48℃，由摆渡车将模具送达指定插钎位，摆渡车自动停止，将钢筋网笼置入模具内的料浆中进行插钎作业；
S3、静养：摆渡车将插钎作业后的浆料及模具送入静养室依次进行发气、稠化和静养，静养室内温度为45℃~55℃，稠化时间为40分钟，静养时间为1~2小时；
S4、坯体静养后硬化并达到切割强度后，摆渡车将模具送入拔钎位，由拔钎吊机进行自动拔钎作业，鞍架框连同钢钎自动吊放至组网平台上返回，自动清理钢钎、蘸蜡后待二次组网；拔钎后摆渡车将模具送入翻转脱模位自动脱模，脱模后模具送至侧板辊道位依次经过组模翻车、回模位、涂油机位后停止，涂油后继续前进，并运转至摆渡车上准备下一次浇注；
S5、切割和编组：脱模后坯体侧立，切割小车带动坯体连同侧板行走进行侧切、切槽、纵切和横切，完成六面切割，确认切割尺寸后釜前编组，切割好的坯体连同侧板吊运至翻转台上，由翻转台带动坯体进行坯体顶、底料清理回收，底皮清理后再由翻转台回翻使坯体侧立回到原来的侧板上；
S6、蒸压养护：首先抽真空0.5小时；其次，升温升压1小时，温度为174℃~200℃，压力为1.1MPa；再次，恒温恒压保持6小时；最后，降温降压2小时；
S7、掰板及成品码垛：蒸压出釜后由釜后成品摆渡车送至回车道，分垛吊机将侧板连同成品吊放至侧板辊道位，由侧板辊道送至掰板机位进行自动掰分，人工检验质量并清理板与块间的废料，夹具天车分离板与块，砌块进入自动打包，板成品夹放至成品输送机上人工打包，叉车将板叉放至堆场进行码垛。
2.根据权利要求1所述的一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，其特征在于：当生产加气砼砌块时，浆料中按照质量配比为：粉煤灰浆料60-80份，回转窑除尘灰10-25份，高钙生石灰10-15份，水泥5-10份，铝粉悬浮液0.6-1份；浇注温度为48℃-50℃。
3.根据权利要求1所述的一种石灰回转窑窑尾除尘灰的利用方法，其特征在于：当生产加气砼板材时，浆料中按照质量配比为：粉煤灰浆料60-80份，回转窑除尘灰10-35份、高钙生石灰10-15份、水泥5-10份、铝粉悬浮液0.6-1份，浇注温度为50℃-54℃。
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