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一种工业废弃物气化炉渣制备的陶粒支撑剂及制备工艺


技术摘要:
本发明属于陶瓷材料领域,主要涉及一种工业废弃物气化炉渣制备的陶粒支撑剂及制备工艺,所述的陶粒支撑剂由气化炉渣、粘土、页岩和/或烧结助剂为原料,进行混料、造粒、筛分和烧结即得,由以下质量分数的原料制成,气化炉渣:20%~50%,粘土:10%~40%,页岩:20%  全部
背景技术:
气化炉渣是在煤气化工业中产生的废渣,主要为煤在煤气化炉中不完全燃烧产生 的废渣。我国是煤资源生产大国,而煤气化又是提高其产值的重要工艺,因此近年来我国煤 气化废渣产量急剧增大,而主要处理手段为填埋和堆放。这导致形成了环境污染、用地紧 张、资源过度消耗的尖锐矛盾和紧张局面。因此,为实现环境保护和提高固废附加值,在我 国现有资源严重匮乏的情况下,开发含气化炉渣的资源化综合利用技术,对促进循环经济 和可持续发展及环境保护具有重要的战略意义和现实意义。陶粒支撑剂是具有不同规格、 能够满足一定性能指标,可用于石油工业深处支撑作业的一种高强度的陶瓷颗粒。对于陶 粒的研制,我国所采用的主要原料为高品位的矿产资源,通过添加烧结助剂采用烧结法制 备而成。传统的陶粒制备主要以高铝矾土、页岩、粘土等不可再生自然资源为原料经加工而 成,随着环境保护和资源综合利用政策的执行,寻找适宜的替代不可再生自然资源制备陶 粒的原料成为重要任务。目前为止未发现利用气化炉渣作为制备陶粒支撑剂原料的报道。
技术实现要素:
本发明提出一种工业废弃物气化炉渣制备的陶粒支撑剂及制备工艺。用以解决传 统的陶粒制备存在的原料资源紧张、环境污染、可持续发展问题。 为了实现上述任务,本发明采取如下技术方案: 一种工业废弃物气化炉渣制备的陶粒支撑剂,所述的陶粒支撑剂由气化炉渣、粘 土、页岩和/或烧结助剂为原料,进行混料、造粒、筛分和烧结即得。 具体的,由以下质量分数的原料制成,气化炉渣:20%~50%,粘土:10%~40%, 页岩:20%~50%,烧结助剂:0%~10%,气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和 为100%。 可选的,由以下质量分数的原料制成,气化炉渣质量分数为50%,原料中粘土质量 分数为15%,原料中页岩质量分数为25%,原料中烧结助剂质量分数为10%,所述的烧结助 剂为锰矿粉。 具体的,所述的陶粒支撑剂体积密度≤1.7g/cm3,视密度≤3g/cm3,69MPa应力条件 下破碎率≤9%,圆度和球度≥0.8,酸溶解度≤5wt%,浊度≤100FTU。 本发明所述的高炉气化炉渣制备的陶粒支撑剂的制备工艺,包括以下步骤: 步骤一:对气化炉渣、页岩进行破碎,并将气化炉渣、粘土、页岩、烧结助剂分别进 行粉磨; 步骤二:将气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂分别按以下质量分数称量,并混合;然 后添加结合剂在造粒机中使原料混合成球; 3 CN 111606692 A 说 明 书 2/5 页 步骤三:将球粒分别进行烘干,筛分、烧结即得; 所述的气化炉渣:20%~50%,粘土:10%~40%,页岩:20%~50%,烧结助剂: 0%~10%,气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100%。 进一步的,所述的结合剂为聚乙烯醇、糊精、羧甲基纤维素中单一组分或者复合组 分所得溶液,溶液中聚乙烯醇、糊精、羧甲基纤维素总质量占溶液总质量的0~5%。 进一步的,所述的烧结助剂为钾长石、白云石、方解石、锰矿粉、氧化铁中单一组分 或者复合组分。 进一步的,所述的原料中气化炉渣质量分数为40%,粘土质量分数为25%,页岩质 量分数为30%,烧结助剂质量分数为5%,气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和 为100%; 所述的烧结助剂为白云石、方解石组成的复合组分,以质量百分比计,烧结助剂中 白云石和方解石的质量比为1:1。 进一步的,所述的原料中气化炉渣质量分数为45%,粘土质量分数为20%,页岩质 量分数为30,烧结助剂质量分数为5%,气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为 100%; 原料中烧结助剂为钾长石与氧化铁组成的复合组分,其中钾长石和氧化铁的质量 比为1:4。 具体的,所述的烘干干燥温度为80℃~120℃,烧结温度为1100℃~1400℃,保温 时间为1.0h~3.0h。 本发明与现有技术相比具有以下优点: (1)本发明提出了一种陶粒支撑剂,该陶粒支撑剂使用废弃气化炉渣作为原料,实 现资源循环利用和环境保护;提高气化炉渣附加值、降低制备成本,制备过程简单经济、快 速节能;所制备的陶粒支撑剂性能满足行业标准要求。 (2)本发明提出了一种陶粒支撑剂的制备工艺,该工艺过程简单、经济节能,制备 工艺成本低。 附图说明 附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具 体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。 在附图中: 图1为本发明的制备工艺流程图; 以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
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