尾礦綜合利用之尾礦輕骨料

一、尾礦輕骨料的生產原理

尾礦輕骨料主要是利用一些可膨脹性粘土質尾礦，如某些煤矸石、淘洗泥漿淤泥等，來生產陶粒、陶砂等輕混凝土用多孔骨料。某些尾礦中，若含有較多的珍珠巖、蛭石時，通過適當富集，可用來生產超輕保溫用輕骨料。如若尾礦主要由多孔巖心組成，可直接篩選，用作混凝土的輕骨料。根據粒型特征，輕骨料一般分為圓球型、普通型和碎石型三類。其中，圓球型和普通型是通過尾礦經造粒或破碎后，利用燒脹原理焙燒而成的。碎石型可由多孔巖石型層礦直接篩選獲得。

燒脹法生產陶粒的原理是，富含粘土公物的尾礦，可在高溫下被逐漸軟化，并具有—定的粘度，在外力作用下可以發生流動變形。同時，在此溫度下，尾礦中的有機物氧化、碳酸鹽分解、氧化鐵還原、含水礦物脫水等化學反應所產生的氣體，將產生膨脹壓力。在氣體壓力作用下，只有一定粘度的軟化粘土發生膨脹，總控制溫度，恰好使得軟化粘土膨脹，而氣體又不能逸出，然后迅速冷卻，即形成一種外殼致密堅硬、內部疏松多孔的輕質骨料。當其粒徑大于或等于5mm時，稱為陶粒叫，于5mm時稱作陶砂。

為了使燒脹過程順利實施，使獲得的產品既質輕又高強，對于制作陶粒的粘土質尾礦，須具備如下條件：

(1)物質結構上，要求組成礦物應當顆粒細小、分布均勻。

(2)礦物成分上，以水云母質或水云母-蒙脫石質為最好，石英含量應盡量的低。

(3)物理性質上，要求能在1050-1200℃范圍內，具有良好的膨脹性，膨脹率不小于200％，熔融溫度不高于1300℃，軟化溫度范圍不小于70℃，燒炸率較低。

(4)在化學成分上應符合表6-24、6-25所示的范圍。

二、尾礦輕骨料的生產工藝流程

尾礦陶粒的生產工藝流程可參照普通陶粒生產。對于呈閉塊狀的矸石，可直接使用破碎機破碎成0.5-1.2cm的顆粒，制成料粒，生產普通型陶粒。對于呈粉末狀或泥狀的尾礦，則應先制成料球，生產圓球型陶粒。對于水分含量少的尾礦，可采用擠壓成球機、成球滾筒、成球盤成球，對于泥漿狀的尾礦，可采用噴霧法成球。料粒或料球的最佳尺寸，應根據設計產品的級配要求與膨脹試驗所得到的平均膨脹率，事先推算出來。

制備好的料粒與料球，被送人干燥器進行干燥，排除裂隙水，控制成型含水率，并使料球獲得必要的強度。然后將其人爐焙燒。

焙燒過程應采用兩個階段，首先以較慢的速度進行預熱，達到200-300℃，以防止突然進入高溫帶引起炸裂。然后迅速格其投入高溫燒成帶進行燒脹，在高溫帶停留40-60s，即進入冷卻帶。焙燒設備可采用回轉窯、立波爾窯、壓差爐、沖天爐等。但現在多用燒制陶粒的專用設備——噴射爐進行焙燒。

噴射爐燒制陶粒的工作原理見圖6-17。

烘干后的料粒或料球人爐以后，披上升的煤氣流攜帶上揚、碰到爐壁后開始下降，后又被再次揚起，在此過程中被燒脹，大約40s后，停止燃料供應，判開間板，卸出陶粒，再進入下一個循環。為了使陶粒的強度繼續提高，可在窖后再加一臺冷卻機。