本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用工业废渣原料配合烧结建筑骨料的生产工艺方法。
背景技术：
人造建筑骨料在我国已有半个多世纪的发展历程，骨料烧结技术方法日臻成熟。由于人造轻骨料具有轻质高强多功能的特点，且在生产中可大量消纳固体废弃物、江、河、湖、海的淤泥、工业和生活污泥,因此在建设“资源节约型”、“环境友好型”和发展循环经济的当今，得到了快速、持续和健康的发展。
轻骨料混凝土也以其轻质、高强、耐火、抗震的独特优势受到青睐。各地先后建成了一批轻骨料混凝土为主要结构的高层建筑，特别是在各类建筑需要加层时，轻骨料混凝土替代普通混凝土为主要结构成为首选，起到任何工程材料都无法替代的作用。
国内生产人工骨料的主要原料依各地的资源情况而定，在可能条件下尽量采用工业废渣如粉煤灰、煤矸石等，也有使用天然页岩、粘土、河底淤泥、海泥、污水处理后的污泥等。
我们在孟加拉国吉大港市承建了一个化工厂的维修改造项目，包括土建施工部分。从施工实践中，我们了解到当地建筑骨料缺乏石料资源，碎石依靠进口，关税和运输成本较高，价格昂贵。因此一般混凝土都采用土窑烧结红砖破碎以后作为粗骨料。建筑骨料缺乏石料的现实催生了我们利用当地资源(河泥、粘土、工业废渣)生产经济实用、品质较高的建筑骨料的思路，通过调查研究和实验，有了新的发明和创造，故而有了申请专利的行为。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种强度较高、密度较大，而且材料成本较低的烧结建筑骨料的生产工艺方法。
一种利用工业废渣原料配合烧结建筑骨料的生产工艺方法，包括如下步骤：
第一步，原料制备；①先将工业废渣分别进场堆积风干至水分8％以下，利用窑尾高温废气烘干破碎并按比例配合粉磨，粉磨细度至0.1MM以下储存；②取粘土，污泥：取荒地上的土壤及污泥分别进场堆积风干至水分8％以下，粘土及污泥破碎，破碎颗粒≤1.5mm存放；所述上述原料矿物主要是伊利石、水云母、蒙脱石、高岭石、沸石；其化学组分变化范围为:SiO248％～60％、Al2O312％～20％、Fe2O35％～9％、CaO3％～10％、MgO1％～3％、K2O+Na2O1％～5％、烧失量2％～10％；
第二步，均化陈化；所述的先将制备的物料根据成份分析和压力等级的不同调整配方，进入双轴搅拌机搅拌均匀，通过堆取料机进入储库分层平铺堆放，陈化24h～72h，使物料自身有机物质成分产生发酵作用，使大颗粒的物料松散，水分干湿度均匀，而且取料时沿堆积截面垂直取料；
第三步，造粒；使用对辊挤粒机对堆放陈化处理的粘土进行对辊造粒，或通过螺旋式挤压机进行挤压造粒，且成形粒状为圆柱状；粒径根据客户要求的产品规格确定，粒径直径10mm～50mm、柱长10mm～100mm之间；
第四步，煅烧；由第三步获得合格的粒胚送入回转窑内，经过烘干、预热、分解、煅烧等阶段合成骨料矿物，所述烘干预热带的温度梯度为150℃～650℃，骨料粒胚的水分彻底烘干蒸发，渐进升温至650℃～950℃，物料内部化合物逐步开始分解，形成游离子状，温度升至950℃～1200℃时，为高温煅烧带，物料在此温度下形成熔融玻璃状液相，生成铝酸盐等复合矿物烧结密实，形成实心颗粒的骨料产品；
第五步，冷却；所述的在高温状态下的骨料产品经过回转窑出料口出窑进入篦式冷却机内，所述的篦式冷却机的特点是，热交换效率高，物料冷却快，动力消耗低，利于废气集中使用和尾气的环保处理。在大风量进行热交换的工作状态下迅速冷却，以使高温下生成的复合盐等玻璃体结晶形成高强矿物骨料；冷却后的骨料产品进入筛分装置进行筛选分级；
第六步，筛分包装；所述的冷却后的骨料产品经分级筛设备进行筛选分级，可分成3mm～10mm，10mm～25mm，25mm～40mm，40mm～50mm等不同规格的产品，得到根据建筑市场要求相应规格的成品骨料，然后进行包装(也可入库储存，散装出售)，50mm以上物料破碎以后重新筛分，3mm以下物料可作为水泥厂混合材或建筑用砂子。
优选的，所述用的工业废渣原料为页岩或煤矸石、粘土、污泥；①利用页岩,煤矸石,粘土,污泥,工业废渣等多种原料配合烧结生成复合铝酸盐等矿物形成高强密实的建筑骨料；所述也可以只使用其中的(1-2)种材料生产；
②所述的在物料陈化过程中利用堆取料机对混合物料采取平铺直取的储存和取料的方式进行予均化，更加利于原料的成分均匀，保证了产品的质量稳定。
③所述的直接将物料压制成最适应混凝土制品中与水泥结合反应的圆柱体进行煅烧，并一次成品，有利于增加混凝土的强度；
④选择回转窑(旋窑)煅烧，机械运转可靠，有稳定的燃烧温度场，再加DCS控制系统形成稳定的热工制度，使得产品质量稳定，产量高，单位能耗低。而且对燃料的适应范围广，无论烟煤，柴煤，重油，天然气，只要发热量达到20000KJ以上均可使用。窑尾废气用于原料的烘干破碎及粉磨，更进一步降低能耗。
本发明的有益效果是：本发明原材料选取方便，可以非常有效的将页岩,煤矸石,粘土,污泥,工业废渣等利用好，而且生产出来的产品强度较高、密度较大，而且材料成本较低，环保，而且整个生产过程也比较简单，产品的市场前景应用广阔。
具体实施方式
优选例：本发明利用的工业废渣作为源料，且工业废渣优选采用粘土、页岩和煤渣三种原料配料，煅烧燃料使用无烟煤(也可使用烟煤)，烧制生产高强度建筑混凝土骨料，通过如下步骤实现：
1、备料：取荒山上的页岩送至现场综合料棚分区堆存，风干至水分≤8％，经反击式破碎机破碎,出料颗粒≤15mm，再输送至调配库储存备用。
2、取粘土进场入综合料棚分区堆存，风干至水分≤8％，经对滚式破碎机破碎以后输送至调配库储存备用。
3、煤渣(本次生产采用电厂外排煤渣,也可采用粉煤灰)直接汽车运输进场入综合料棚分区堆存,大块状物料与页岩共用一台反击式破碎机破碎,出料颗粒≤15mm。再输送至调配库储存备用。
4、粉磨：对上述物料进行化学成份分析，根据结果确定配料比例，将其中的页岩,煤渣通过计算机配料设备分别计量输送至一台HRM型立式辊磨机以及组合式选粉机组成的闭路系统进行粉磨。烘干烟气来自于回转窑窑尾高温废气，入口温度大约400度,当入磨物料粒度≤30mm，水份≤10％时，出磨物料细度≤100μm，水份为0.5％。出磨物料入库储存。
5、均化：将上述物料以及调配库存粘土通过质量控制系统再次按比例调控喂料，调配好的混合料经胶带输送机输送进入双轴搅拌机搅拌均匀，再经堆取料机进入储库分层平铺布料堆积，陈化24h～72h，使物料自身有机物质成分产生发酵作用，使大颗粒的物料松散，水分干湿度混合均匀。取料时沿堆积截面垂直取料进行予均化。以使入窑物料成份均匀。
6、造粒：使用螺旋式挤压机对堆放陈化和碾压塑化处理的粘土进行挤压造粒，成形粒状为圆柱状。粒径根据市场需求的产品规格确定，直径10mm～50mm、柱长10mm～100mm之间。
7、煤粉制备：采用一台MFB型烘干兼粉磨的风扫式煤磨。原煤水分≤10％；原煤粒度≤25mm；出磨煤粉水分≤1％；煤粉细度为80μm筛筛余2～6％。制备好的煤粉进入煤粉仓储存备用。
8、烧结：采用逆流式机械回转窑煅烧，煤粉燃烧器采用多通道、低NOX型。合格的粒胚经大倾角胶带输送机自窑尾送入回转窑内，经过烘干、预热、分解、煅烧等阶段合成骨料矿物。烘干预热带的温度梯度为150℃～650℃，骨料粒胚的水分彻底烘干蒸发，渐进升温至650℃～950℃，物料内部化合物逐步开始分解，形成游离子状，温度升至950℃～1200℃时，为高温煅烧带，物料在此温度下形成熔融玻璃状液相，生成铝酸盐等复合矿物烧结密实，形成实心颗粒的骨料产品。
立磨用热风从窑头罩上用耐热风机抽取，管道输送至原料制备的粉磨系统。
9、冷却；采用NC型控制流篦式冷却机，出冷却机物料温度为40℃+环境温度。自窑头罩出口的高温物料进入篦式冷却机内，在大风量操作进行热交换的工作状态下得到迅速冷却，使高温下生成的复合盐等玻璃体结晶形成高强矿物骨料。冷却后的骨料产品自冷却机出口进入筛分装置进行筛选分级。
10、筛分包装；冷却后的骨料产品进入震动式分级筛内进行筛选分级，可分成3mm～10mm，10mm～25mm，25mm～40mm，40mm～50mm等不同规格的产品，得到根据建筑市场要求相应规格的成品骨料，然后进行包装50mm以上物料破碎以后重新筛分，3mm以下物料可作为水泥厂混合材或建筑用砂子市场出售。
本发明实验中，利用工业废渣原料配合烧制建筑骨料的生产工艺方法，还包括如下步骤：
①利用粘土,页岩，煤渣原料配合烧结高强密实的建筑骨料。其中页岩原料不占用和浪费国家土地资源；煤渣可广泛采用任何工厂排出的燃烧炉渣或煤灰，合理地利用了工业废渣并且有效地保护了自然环境。
②在物料陈化过程中使用堆取料机对混合物料采用平铺直取的堆积和取出料方式进行予均化，使原料成分均匀，极大地提高了入窑物料的煅烧质量。
③粘土,页岩,煤渣采用计算机配料质量控制系统调控喂料，保证了配料精度。
④页岩、煤渣的烘干及粉磨采用HRM型立式辊磨机以及组合式选粉机组成的闭路系统进行粉磨，单位电耗低。烘干热源使用回转窑窑尾高温废气，有效地节约了能源。
⑤造粒采用螺旋式高强挤压成型，形成的胚粒内部结构密实，利于高温煅烧时矿物的物理化学反应。
⑥采用大倾角胶带输送机输送胚粒入窑，解决了含有水分的物料提升输送过程中因粘连而造成的堵塞问题，大倾角胶带输送占用面积小，提升角度可根据场地任意采用，机械运转速度慢，输送过程清洁环保。
⑦将无烟煤制备为煤粉燃料，既提高了燃烧效率(可达99％)，也扩大了生产对燃料的适用范围。
⑧选择逆流式回转窑煅烧，设备运转可靠。特别是采用多通道、低NOX型的煤粉燃烧器，燃烧效率高，再加上DCS控制系统操作形成稳定的热工制度，煅烧温度场稳定。单位产量高，能耗低。烧结的骨料强度高、密度大。质量稳定。
⑨采用NC型控制流篦式冷却机，使出窑物料在大风量工况下进行热交换，使高温下烧结生成的复合盐等矿物快速冷却而形成玻璃体结晶。骨料中的高强矿物形成稳定。
⑩骨料分级采用电磁震动式震动筛分级筛分，生产过程中机械磨损小，扬尘少，便于集中收尘处理。