尾矿综合利用之尾矿轻骨料

一、尾矿轻骨料的生产原理

尾矿轻骨料主要是利用一些可膨胀性粘土质尾矿，如某些煤矸石、淘洗泥浆淤泥等，来生产陶粒、陶砂等轻混凝土用多孔骨料。某些尾矿中，若含有较多的珍珠岩、蛭石时，通过适当富集，可用来生产超轻保温用轻骨料。如若尾矿主要由多孔岩心组成，可直接筛选，用作混凝土的轻骨料。根据粒型特征，轻骨料一般分为圆球型、普通型和碎石型三类。其中，圆球型和普通型是通过尾矿经造粒或破碎后，利用烧胀原理焙烧而成的。碎石型可由多孔岩石型层矿直接筛选获得。

烧胀法生产陶粒的原理是，富含粘土公物的尾矿，可在高温下被逐渐软化，并具有—定的粘度，在外力作用下可以发生流动变形。同时，在此温度下，尾矿中的有机物氧化、碳酸盐分解、氧化铁还原、含水矿物脱水等化学反应所产生的气体，将产生膨胀压力。在气体压力作用下，只有一定粘度的软化粘土发生膨胀，总控制温度，恰好使得软化粘土膨胀，而气体又不能逸出，然后迅速冷却，即形成一种外壳致密坚硬、内部疏松多孔的轻质骨料。当其粒径大于或等于5mm时，称为陶粒叫，于5mm时称作陶砂。

为了使烧胀过程顺利实施，使获得的产品既质轻又高强，对于制作陶粒的粘土质尾矿，须具备如下条件：

(1)物质结构上，要求组成矿物应当颗粒细小、分布均匀。

(2)矿物成分上，以水云母质或水云母-蒙脱石质为最好，石英含量应尽量的低。

(3)物理性质上，要求能在1050-1200℃范围内，具有良好的膨胀性，膨胀率不小于200％，熔融温度不高于1300℃，软化温度范围不小于70℃，烧炸率较低。

(4)在化学成分上应符合表6-24、6-25所示的范围。

二、尾矿轻骨料的生产工艺流程

尾矿陶粒的生产工艺流程可参照普通陶粒生产。对于呈闭块状的矸石，可直接使用破碎机破碎成0.5-1.2cm的颗粒，制成料粒，生产普通型陶粒。对于呈粉末状或泥状的尾矿，则应先制成料球，生产圆球型陶粒。对于水分含量少的尾矿，可采用挤压成球机、成球滚筒、成球盘成球，对于泥浆状的尾矿，可采用喷雾法成球。料粒或料球的最佳尺寸，应根据设计产品的级配要求与膨胀试验所得到的平均膨胀率，事先推算出来。

制备好的料粒与料球，被送人干燥器进行干燥，排除裂隙水，控制成型含水率，并使料球获得必要的强度。然后将其人炉焙烧。

焙烧过程应采用两个阶段，首先以较慢的速度进行预热，达到200-300℃，以防止突然进入高温带引起炸裂。然后迅速格其投入高温烧成带进行烧胀，在高温带停留40-60s，即进入冷却带。焙烧设备可采用回转窑、立波尔窑、压差炉、冲天炉等。但现在多用烧制陶粒的专用设备——喷射炉进行焙烧。

喷射炉烧制陶粒的工作原理见图6-17。

烘干后的料粒或料球人炉以后，披上升的煤气流携带上扬、碰到炉壁后开始下降，后又被再次扬起，在此过程中被烧胀，大约40s后，停止燃料供应，判开间板，卸出陶粒，再进入下一个循环。为了使陶粒的强度继续提高，可在窖后再加一台冷却机。