本发明属于工业固废的回收利用
技术领域：
，具体涉及一种工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法。
背景技术：
：赤泥作为工业生产氧化铝的废弃物，每生产一吨氧化铝，同步产生1.5吨左右的赤泥。我国是氧化铝生产大国，每年排放的赤泥高达数百万吨，由于赤泥中的含碱量较高，同时含有少量氟化物、氧化铝等金属，赤泥多以液体输送，压滤堆存。同时由于自身氧化铁含量较高，通体红色，碱性大对于土壤和环境的污染危害大。如何将赤泥资源化利用是困扰业界特别是制铝企业的一大难题。煤矸石是采煤过程中排放的固体废物，是一种与煤混生的含碳量较低，比煤坚硬的黑灰色岩石。主要的成分二氧化硅、氧化铝、少量的氧化铁、微量的氧化钾、氧化钠等。中国历年已经存放的煤矸石高达1000m吨，并且每年继续排放100m吨，堆积占用大量的土地，并且容易自燃，风化粉碎产生大量的粉尘，污染空气和农田土壤。煤矸石目前的主要用处是用于生产水泥、煅烧高岭土、加工磨粉作为填充物。把赤泥和煤矸石两种工业废弃物协同处置结合利用生产陶粒砂，代替天然砂石，可以有效解决当前沙石供应紧张，沙石资源枯竭的现象。有利于保护江河湖坝，保护生态平衡，研究和开发再生资源的综合利用(如废石、尾矿、建筑垃圾等)，并与下游产品配套建设，减少运输成本和对环境的影响。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法，可以实现多种固废协同处理，将有害成分无害化处理，避免了对环境的污染，能够将赤泥、煤矸石有效的回收利用，同时减少了资源的浪费。本发明所述的工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法，包括以下步骤：(1)配料以赤泥和煤矸石为原料，所述赤泥和煤矸石的含水量均小于15％，其中所述煤矸石为粒径小于10cm的硬质煤矸石矿渣；(2)研磨将赤泥和煤矸石按配方比例混合后进行研磨，研磨至粒度小于100目的粉料；(3)造粒将步骤(2)得到的粉料投入连续式造粒机进行造粒，先造母粒，颗粒大小控制在0.15-0.5mm，然后将造好的母粒采用滚桶加湿喷粉进行二次造粒，制成粒径为2.5-10mm的半成品陶粒；(4)烘干将步骤(3)得到的半成品陶粒放入旋转式干燥器中利用烧结炉余热进行烘干；(5)布料向烘干后的半成品陶粒中添加碳粒，混合均匀后经布料器布料；(6)烧成将步骤(5)布料器中的半成品陶粒布入连续步进式烧结炉中进行烧制；(7)破碎将步骤(6)中得到的烧结产品经过制砂机破碎后，再经过多层筛分，得到不同粒径的陶粒砂成品，可分类使用在不同的领域。步骤(1)中所述的赤泥和煤矸石的质量比为80-60:20-40。步骤(2)中所述的研磨采用立磨研磨。立磨的优势是可以通入热风，原料中含有15％以下的水分不会影响到磨料。步骤(4)中所述的烘干温度为200-300℃，烘干至半成品陶粒含水量小于等于1％，便于烧成。步骤(5)中根据总体配料中所含热值的比例适当添加碳粒，优选地，碳粒的添加量为添加至半成品陶粒和碳粒配料中所含热值为300-600大卡/kg，所述的碳粒粒径为0.5-3mm。添加碳颗粒可以更好的燃烧，提供充足的热量步骤(6)中所述的烧制温度为1100-1150℃，烧制时间为2-4h。烧制后可以有效的将有害成分固化处理，形成陶瓷液相，减少放射性，保证产品的强度。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明能够将赤泥和煤矸石工业固废有效的回收利用，同时减少了资源的浪费。2、本发明采用内燃烧结工艺生产的陶粒砂产品具有良好的耐磨性、较低的吸水率、较高的强度和低的破碎率并且无泛霜冒碱现象，完全可以替代天然沙石和机制砂，具有广阔的发展前景和使用范围。3、本发明可以有效解决工业固废的量化处理、污染环境、堆存等问题，同时可以有效弥补天然河沙的资源供给减少，实现资源化的利用，变废为宝，创造绿色生态家园。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例1所述的工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法，包括以下步骤：(1)配料：原料为赤泥、煤矸石，经晾晒处理至含水量均小于15％，然后按以下质量百分比配料：赤泥80％，煤矸石20％；然后将称量后的原料混合均匀，得到混料；(2)研磨：将步骤(1)得到的混料利用立磨进行研磨过100目筛，筛余1.5wt％，取筛下物，得到粉料；(3)造粒：将步骤(2)得到的粉料输送至义科连续式造粒机进行造粒，先进行预混2min，然后加水造粒，得到含水量为8-10％的粒状物料，并将粒状物料过5目筛后将不同粒径的颗粒送入滚筒中二次喷湿加粉造粒，得到直径2.5-5.0mm的陶粒，陈腐储存达到混合及均化；(4)烘干：将步骤(3)制得的陶粒送入旋式烘干窑进行烘干，烘干窑的热量来源于烧成窑的余热，烘干1h，烘干温度220℃，至陶粒的含水量为1％；(5)布料：将步骤(4)得到烘干陶粒，外加入3wt％碳粒(粒径为0.5-3mm)混合均匀，经计算煤矸石的热值1000大卡，使得陶粒燃烧时综合热值达到380大卡的热量，布料于烧结炉中；(6)烧成：将步骤(5)的布料在步进式烧结炉中烧成，烧成温度为1100℃，烧成时间为2h，烧成后自然冷却。(7)破碎：将冷却后的烧结陶粒块破碎筛分，得到φ2.5-5.0mm陶粒砂产品。实施例2所述的工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法，包括以下步骤：(1)配料：原料为赤泥、煤矸石，经晾晒处理至含水量均小于15％，然后按以下质量百分比配料：赤泥60％，煤矸石40％；然后将称量后的原料混合均匀，得到混料；(2)研磨：将步骤(1)得到的混料利用立磨进行研磨过100目筛，筛余1.5wt％，取筛下物，得到粉料；(3)造粒：将步骤(2)得到的粉料输送至义科连续式造粒机进行造粒，先进行预混2min，然后加水造粒，得到含水量为8-10％的粒状物料，并将粒状物料过5目筛后将不同粒径的颗粒送入滚筒中二次喷湿加粉造粒，得到直径2.5-5.0mm的陶粒，陈腐储存达到混合及均化；(4)烘干：将步骤(3)制得的陶粒送入旋式烘干窑进行烘干，烘干窑的热量来源于烧成窑的余热，烘干45min，烘干温度300℃，至陶粒的含水量为1％；(5)布料：将步骤(4)得到烘干陶粒，外加入2wt％碳粒(粒径为0.5-3mm)混合均匀，经计算煤矸石的热值1000大卡，使得陶粒燃烧时综合热值达到520大卡的热量，布料于烧结炉中；(6)烧成：将步骤(5)的布料在步进式烧结炉中烧成，烧成温度为1150℃，烧成时间为1.5h，烧成后自然冷却。(7)破碎：将冷却后的烧结陶粒块破碎筛分，得到φ2.5-5.0mm陶粒砂产品。实施例3所述的工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法，包括以下步骤：(1)配料：原料为赤泥、煤矸石，经晾晒处理至含水量均小于15％，然后按以下质量百分比配料：赤泥70％，煤矸石30％；然后将称量后的原料混合均匀，得到混料；(2)研磨：将步骤(1)得到的混料利用立磨进行研磨过100目筛，筛余1.5wt％，取筛下物，得到粉料；(3)造粒：将步骤(2)得到的粉料输送至义科连续式造粒机进行造粒，先进行预混2min，然后加水造粒，得到含水量为8-10％的粒状物料，并将粒状物料过5目筛后将不同粒径的颗粒送入滚筒中二次喷湿加粉造粒，得到直径2.5-5.0mm的陶粒，陈腐储存达到混合及均化；(4)烘干：将步骤(3)制得的陶粒送入旋式烘干窑进行烘干，烘干窑的热量来源于烧成窑的余热，烘干50min，烘干温度240℃，至陶粒的含水量为1％；(5)布料：将步骤(4)得到烘干陶粒，外加入5wt％碳粒(粒径为0.5-3mm)混合均匀，经计算煤矸石的热值1000大卡，使得陶粒燃烧时综合热值达到600大卡的热量，布料于烧结炉中；(6)烧成：将步骤(5)的布料在步进式烧结炉中烧成，烧成温度为1140℃，烧成时间为1.5h，烧成后自然冷却。(7)破碎：将冷却后的烧结陶粒块破碎筛分，得到φ2.5-5.0mm陶粒砂产品。将实施例1-3中采用的工业固废赤泥和煤矸石材料进行成分分析，分析数据如表1所示。表1原料成分分析组分sio2al2o3te2o3tio2caomgok2ona2oil赤泥20.59.223.2/40.60.24//13.2煤矸石41.9724.260.501.060.170.150.360.0131.52将实施例1-3制备的陶粒砂产品进行性能检测分析，检测方法和数据见表2。表2实施例1-3陶粒砂产品性能上述表2数据是依据轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法标准检测，所得到的陶粒砂产品完全达到和超过国家标准的要求。当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本
技术领域：
的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。当前第1页12