污泥烧制陶粒(陶粒的制备方法) 尾矿烧制陶粒
一、概述 陶粒是一种质量较轻而强度较高的球状轻集料，其作用与浮石、火山凝灰岩、火山熔岩、石灰凝灰岩、冶金炉渣，燃料炉渣等相似，可掺合于水泥中制成轻质混凝土。 轻混凝土具有重量轻和导热性低的特点，用作保暖建筑物和高层建筑物的墙板和楼板具有一定的优越性。上海于1965年用粉煤灰陶粒混凝土建成了10000米2的五层楼试点住宅。 陶粒可分为轻、重两种：轻陶粒的容重为400～600公斤/米3，块状抗压强度极限25～100公斤/厘米2；重陶粒的容重为700～800公斤/米3，块状抗压强度极限50～200公斤/厘米2。 在城市，冶金炉渣和燃料炉渣是易得的集料，在矿山则有大量的尾矿可利用于烧制陶粒，作为轻质混凝土的集料。 二、利用尾矿烧制陶粒 1973年沈阳市第一建筑工程公司和辽宁工业建筑设计院，利用沈阳地区的尾矿粉掺配煤矸石制成，容重为640～1000公斤/米3，松散容重为420～700公斤/米3的陶粒。陶粒的外壳坚硬，内部有均匀细小而互不相通的蜂窝状孔洞，可用作配制各种用途的轻集料混凝土。 （一）原材料 1、尾矿粉 采用沈阳立新铁矿排渣场的废料。尾矿化学成分见表1，颗粒组成见表2。 表1 尾矿粉化学成分（重量%）
二氧化硅| 氧化铝 | Fe2O3 | 二氧化钛 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | 强热失量 | K2O | Na2O | 运营商 | SO3 | 五氧化二磷 | 76.830.87 | 18.33 | 0.23 | 0.45 | 0.59 | 1.40 | 0.20 | 0.05 | 0.05 | 0.02 | 0.11 |
表2 尾矿粉颗粒组成网眼尺寸(毫米)| 1.2 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | -0.075 | 累积筛余(%)0 | 2.1 | 4.7 | 9.25 | 62.15 | 98.95 |
2、煤矸石 煤矸石是煤矿生产中排出的废料。所用煤矸石系沈阳煤矿前屯二井所排出的泥质矸石，其化学成分见表3。 表3 煤矸石化学成分二氧化硅| 氧化铝 | Fe2O3 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | 强热失量 | 碳含量 | 46.9929.79 | 6.21 | 0.66 | 0.44 | 1.49 | 0.89 |
（二）工艺流程 工艺流程示意图见图1。 图1 工艺流程 （三）试验结果 1、实验室试验 通过多次试验，得出了一些比较理想的工艺操作参数，见表4。 4 工艺操作参数序列号| 名字 | 参数值 | 1234567891011煤矸石细度原料比(重量比)球团直径球团干燥温度球团干燥时间焙烧温度焙烧时间最佳膨胀温度范围焙烧气氛膨胀倍数陶粒颗粒容量 | < 0.25mm尾矿粉:脉石= 4 ~ 6 ∶ 6 ~ 4φ 5 ~ 20mm，200 ~ 400℃，20 ~ 40分钟，在1050 ~ 1250℃波动，1120 ~ 150℃适用于前屯2井的泥质脉石。8 ~ 12分钟，20 ~ 30℃，2 ~ 3，640 ~ 900公斤/立方米 |
2、回转窑焙烧试验 利用回转窑焙烧陶粒，回转窑内径600毫米，窑长12000毫米，安装斜度2%，窑转数2.16转/分。 尾矿粉用干燥坑烘干，矸石用球磨机磨细，人工配料与混合，圆盘成球机成球。所成料球强度高，含水15%，再用干燥坑干燥，入窑前料球水分5%。燃料用重柴油，燃烧器用高压喷嘴使油雾化，进行了两次试验，结果列于表5。 表5 回转窑焙烧试验结果测试序列号| 原材料的混合比例(%) | 进料速度(千克/小时) | 室内停留时间(分钟) | 高温带长度(米) | 窑内温度(℃) | 陶粒的松装密度(kg/m3) | 储备票据 | 尾矿粉脉石 | 黏土 | 热情 | 高温材料 | 魏尧 | Ⅰ※40 | 40 | 20 | 300 | 50~57 | 3~4 | 1330~1340 | 1050~1070 | 120~150 | 420~550 | 连续试射15小时 | Ⅱ※※57 | 43 | | 260~300 | 50~57 | 3~4 | | 1120~1140 | 160~200 | 630~700 | 试射8小时。 |
※所用矸石是沈北砖厂制砖用的混合煤矸石，它与尾矿粉配料成球焙烧，其粘土是沈阳立新铁矿附近的红粘土。 ※※采用前屯二井泥质矸石。 3、烧结机焙烧试验 用18米2烧结机试烧陶粒。点火器燃料为重油。 曾采用料球内掺煤粉、外掺小煤块（含煤量分别占料球重量的6%、8%、10%），料层厚度为150、180、200毫米，试烧都末获得成功。主要原因是由于料层厚，料球膨胀时无力使料层整体上升，只得向料球的空隙处膨胀，从而使阻力大大增加，造成通风不良，致使上层物料过烧和粘结，下层物料久烧。 后采用料球内外不掺煤，减薄料层厚度，在点火器下直接焙烧，获得了较好的效果。结果见表6。 表6 烧结机焙烧试验结果原料重量配比| 颗粒的粒径(毫米) | 材料厚度(毫米) | 驳船 | 台车速度(米/分钟) | 陶粒的松装密度(kg/m3) | 预热部分焙烧工段 | 尾矿粉脉石 | 长x宽(毫米) | 温度(℃) | 时间(分钟) | 长x宽(毫米) | 温度(℃) | 时间(分钟) | 一个一个 | 10~15 | 50~80 | 500×1500 | 800~900 | 2 | 1000×1500 | 1250~1270 | 三 | 0.3 | 560~700 |
注：陶粒无粘结现象，整个料层上升3厘米左右。 （四）陶粒物理力学性能 1、吸水率见表7。 表7 试验陶粒吸水率序列号| 测试类型 | 陶器的松装密度(kg/m3) | 吸水率(%) | 15分钟30分钟 | 1小时 | 1天 | 7天 | 123回转窑焙烧烧结机焙烧烧结机焙烧 | 395635700 | 76.66.6 | 98.38.3 | 138.38.3 | 221414 | 31 |
2、容器强度 见表8 表8 试烧陶粒容器强度序列号| 测试类型 | 陶粒的松装密度(kg/m3) | 容器强度(千克/平方厘米) | 压制深度2三 | 四 | 五 | 1234回转窑焙烧烧结机焙烧烧结机焙烧烧结机焙烧 | 395561635700 | 3.69.514.726.7 | 4.613.019.835.3 | 5.716.226.447.1 | 7.623.636.371.3 |
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