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          利用煤矸石生產耐火材料的途徑

          發布時間:2016-05-10

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          新聞要點

          1#煤矸石3#節能

          我國是耐火材料生產大國,耐火材料屬于資源型工業,應用煤矸石生產耐火材料不但減少開采礦石的人力物力,而且節能減排,保護環境。到目前為止,被耐火材料工業利用的煤矸石僅是一小部分,大部分沒有利用。因此必須對煤矸石進行系統的分析研究,在耐火材料中得到合理的應用。

          1、煤矸石做原料直接生產耐火材料

          (1)生產耐火黏土磚和半硅磚

          煤矸石煅燒后,選擇含量30%~44%的Al2O3制備黏土磚,含量15%~30%的Al2O3制備半硅磚。其生產工藝是:選料—破粉碎配料—混練—成型—干燥—燒成—產品。這兩種產品是耐火材料的傳統制品,產量最多,用量最大。

          (2)生產耐火纖維

          大同某耐火公司以煤矸石為原料,用電阻爐采用連熔連吹工藝,生產硅酸鋁耐火纖維。生產過程是:將煤矸石脫碳處理后經顎式式破碎機破碎,然后經六道工序,即配料、電阻爐熔融、噴吹成纖、針刺成毯、加熱處理、自動縱橫切割及包裝。硅酸鋁纖維是重要的隔熱保溫材料,是目前熱工設備用量最多的保溫材料之一。

          顎式破碎機

          (3)生產耐火澆注料和耐火噴涂料

          利用煤矸石(70%~80%)與硅微粉、鋁酸鈣水泥配料,制備高強耐堿澆注料,用于水泥窯預熱器、篦冷機等堿侵蝕嚴重及相似部位。

          2、利用煤矸石合成莫來石

          莫來石是Al2O3/SiO(2摩爾分數)比介于2∶1~1∶1的固溶體,有許多良好的性能:熔點高(1850℃),熱導率低,熱膨脹系數小,抗蠕變及抗熱震性能好,耐蝕性也好等。合成的方法主要有兩種:一是干法,將煤矸石粉碎、磨細與氧化鋁細粉,也可以與高鋁礬土熟料細粉配料,按Al2O3/SiO2為2.55計算配比,兩種料混合磨細,壓成坯體,煅燒后即形成莫來石料。二是濕法,將煤矸石,高鋁礬土熟料分別粉碎,煤矸石細粉與氧化鋁細粉配料,也可以是煤矸石細粉與高鋁礬土熟料細粉配料,也是按Al2O3/SiO2為2.55計算配比,分別稱量兩種料裝入球磨機中,加水濕磨,磨到一定細度后脫水、擠坯、干燥、煅燒后即成莫來石料。煤矸石與氧化鋁合成的莫來石的純度要高些,與高鋁礬土熟料合成的莫來石雜質多些,濕法合成料的質量要好些。

          球磨機

          3、利用煤矸石制取氫氧化鋁和氧化鋁

          氫氧化鋁和氧化鋁是耐火材料的主要原料,經過高溫煅燒或電熔可得到剛玉材料,是制造高級耐火材料,即剛玉磚、剛玉質澆注料等不定形耐火材料的原料。其制取方法如下。

          (1)用堿石灰燒結法提取氧化鋁

          用堿石灰燒結法提取氧化鋁并將殘渣直接煅燒為硅酸鹽水泥,同時將廢氣、廢液循還利用。其簡單的工藝流程是:煤矸石與石灰石分別粉碎—配料—混合共磨—加純堿和水—攪化—燒結—粉碎共磨—加水浸取—過濾分離—(殘渣高溫煅燒成硅酸鹽水泥熟料)鋁酸鈉溶液—通CO2進行碳化分解—Al(OH)3沉淀—干燥煅燒—工業氧化鋁。

          (2)采取酸鹽聯合法制備氫氧化鋁

          氧化鋁:其工藝的第一步是先制取硫酸鋁。硫酸鋁溶液—加入(NH4)2SO4和氨水—中和攪拌槽—Al2O3鹽析—過濾(除去濾液)—洗滌脫水—烘干—氫氧化鋁Al(OH)3。將氫氧化鋁在活化爐中煅燒—氧化鋁Al2O3。

          (3)制取高純氧化鋁微粉

          其過程為:煤矸石細粉—加鹽酸浸出—固液分離(分出SiO2殘渣)—通入Hce氣體鹽析提純—過濾洗滌(分離出濾液)—熱解—活化制鋁溶膠—制鋁凝膠—彌散分解—煅燒轉相—氧化鋁微粉。近年來對酸鹽聯合法從煤矸石中提取氧化鋁問題進行了大量研究,采集不同地域的煤矸石,對粉碎粒度不同、浸取的酸種不同(硫酸或鹽酸)、酸的濃度不同、浸取的溫度和時間也不同等工藝條件進行研究,得到不同的浸出率。

          4、利用煤矸石制取碳化硅

          碳化硅具有耐火度高、硬度大、強度高、體積穩定等特點,是重要的耐火原材料,無論是耐火制品,還是不定形耐火材料都大量應用碳化硅。

          5、利用煤矸石生產陶粒

          陶粒是生產輕質保溫制品的原料之一。選擇含碳量不高的炭質頁巖和選煤選出的煤矸石比較適合制備陶粒。其工藝過程是:將煤矸石經錘式破碎機破碎,再用球磨機磨細,配料(可與赤泥、粉煤灰、成孔劑和黏結劑配合),加水攪拌,成球造粒,干燥煅燒,冷卻后即為陶粒。有些質量非常均勻的硬質煤矸石,經破碎,篩分成所需要的粒度,這種原料塊也可稱為陶粒,工藝簡單。

          錘式破碎機

          可見,煤矸石是重要的耐火原料資源,充分利用煤矸石,不但節能減排,改善環境,還降低成本,提升效益,應引起煤炭和耐火材料部門的足夠重視。如果您有煤矸石破碎設備及研磨設備等方面的需求,歡迎咨詢紅星機器客服熱線:0371-67772626。

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