高硫煤矸石制備燒結空心磚技術研究.pdf

1、全國每年煤矸石排放總量約為1.7億t,約占全國工業(yè)廢渣排放量的1/4。其中含硫量大于2％的煤矸石稱為高硫煤矸石,約占煤矸石總量的15～20％。高硫煤矸石的堆放不僅占用大量的土地,而且由于自燃,排放出CO、CO2、SO2等大量有毒、有害氣體。在雨水淋濾作用下,許多有害物質滲透到地下水和土壤中,對周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響。目前,高硫煤矸石主要的利用途徑有處理含鎳廢水、制取硫磺和改良土壤性質等。
　　 沈陽城南地區(qū)是沈陽煤業(yè)集團的主

2、要煤炭生產(chǎn)基地,周圍分布四個礦區(qū),年產(chǎn)原煤400余萬噸,年排放煤矸石100萬噸以上。煤矸石中含硫量普遍大于2％,屬于高硫煤矸石。這些煤矸石的堆放不僅對周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響,而且嚴重危害當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)。實現(xiàn)煤矸石的無害化、資源化利用,是解決沈煤集團資源開發(fā)與環(huán)境保護的唯一出路,是實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
　　 煤矸石制磚是實現(xiàn)煤矸石綜合利用的有效途徑之一。煤矸石制磚的工藝要求矸石原料含SiO250％～70％,Al2O

3、315％～20％,Fe2O32％～3％,MgO<3％,S<1％。沈陽煤業(yè)集團煤矸石含硫量在2.78～5.21％之間,屬于高硫煤矸石,簡單的利用這樣的煤矸石制磚,在燒結過程中會排放出大量的SO2,不僅達不到國家關于SO2的工業(yè)排放標準,而且對生產(chǎn)設備造成嚴重的腐蝕破壞,急劇減少設備的使用壽命,從而使生產(chǎn)成本增加。
　　 本文通過理論分析和實驗研究,尋找出合理利用高硫煤矸石燒結制磚的方法。合理選取原料制備的破碎、粉碎工藝設備,將原料

4、粒度控制在0.2mm以下,使其達到適宜的可塑性和成型性能;篩選摻料種類和比例,以可塑性指數(shù)和強度等為主要指標調整、優(yōu)化配料方案;研究不同條件下不同種類的固硫劑的固硫機理,結合對原料燒結過程的綜合熱分析和X衍射,選擇以電石渣與石灰石混合為復配固硫劑。分析Ca/S比、溫度等因素對固硫效率的影響,確定最佳Ca/S比為2∶1,最佳燒結溫度為900～950℃。對產(chǎn)品裂紋和泛霜等問題進行研究分析,確定通過調整原料的顆粒級配可以消除有害成份對產(chǎn)品性能