开元谈高强陶粒的工艺设备要点
与普通陶粒相比,高强陶粒要具有更好的孔结构和更低的吸水率,因此,就要使之达到理想的结构模型。高强陶粒的气孔应呈闭口圆球形,走私在2~50um之间且均匀分布,有针状莫来石晶体网络体生成,轻集料表层有一层厚的釉化层存在。为了达到这一技术要求,在生产工艺及质量控制方面,它也应具有不同与普通陶粒的特点。在国内外的研究和生产实践来看,工艺要点大致有以下几个方面。
一、原材料加工要点:高强陶粒的原材料如粉煤灰、页岩等,均应高细粉磨或超细粉磨,粉磨比表面积应达到400立方/千克以上。高强陶粒原料原材料的细度控制有利保证造粒质量,成球质量好,为焙烧创造了良好的条件。
二、造粒制球要点,要用到陶粒砂制粒锅,不同的陶粒原料,其造粒成球的方法也不同。从目前来看,高强陶粒的原料有三大类,其成球方法有三种,即:掺料塑性制粒法、破碎筛分法、磨细成球法,其中磨细成球是主要方法。
1、以粉煤灰为主要原料时,一般均采用磨细成球法。因为粉煤灰粒度较细,易于粉磨。它的塑性较差,不适合采用塑性制粒法。磨细成球是将原料计量后,按配比加入球磨机,经混合磨细至0.08mm筛筛余量小于10%,最好小于3%,即可制球。磨细料经预加水搅拌(含水率10%~12%),再用圆盘造粒机造粒,即陶粒砂制粒锅。因粉煤灰掺量多,成球效率较低,成球机产量明显下降。如采用高细或超细粉磨,塑性增加,可提高成球效果。为确保颗粒级配,宜选用2台或2台以上的制粒机配合。
目前我国大部分高强陶粒的生产,均采用这种磨细制粒的方法,这也是陶粒的主导性制粒工艺。
2、以页岩或页岩废矿尾为主要原料时,可采用破碎筛分法磨细成球法。采用破碎筛分法时颗粒大小的选择非常重要,如果大颗粒成分所占的比例太大,在一定湿度下,材料的黏性太大,不足以很好的成粒,气体大量地从黏土内向外渗透,在正常的膨胀阶段出现以前,气体就过快地释放出来;反之,如果颗粒小,而且细粒占的百分比太大,就很难成粒,在干燥和预热过程中,由于水分(化合水和结构水)损失,会出现炸死现象。故一般认为,大于0.05mm颗粒的成分应小于30%,其中大于2.5mm的成分应小于5%;小于0.55mm颗粒的成分应大于70%,其中小于0.05mm颗粒的成分应小于40%。
当采用磨细成球法时,将页岩或页岩尾矿破碎,烘干,磨细,掺加适量粉煤灰或煤矸石粉,再加适量助熔剂粉,即可预湿搅拌和造粒。通过调节配方和焙烧制度,可生产出各种等级的高强陶粒。成球水分为15%~18%,最高为22%,粒径为5~15mm,料球质量如密实度、粒型系数、颗粒级配等均较好。
当采用破碎筛分法时,将原料破碎、筛分、储存、计量后直接送入窑尾。通过调节焙烧制度也可生产高强陶粒,但受原料限制,难以生产强度标号30MPa以上的陶粒,而且小于4mm以下细粒(约占20%~30%)无法利用,浪费很大。
3、以黏土质原料为主要原料时,一般采用掺料塑性制粒法。这类原料可采用河道淤泥,海泥等废黏土质原料,也可采用黏土。配料时要掺入粉煤灰以提高陶粒咈度,另外为降低焙烧温度,还要加入一定量的助熔剂。助熔剂。助熔剂应预先磨细。三种料经计量配比,混炼搅拌、辊筒制粒或挤出后钢丝切割制粒。由于黏土塑性好,适宜于塑性制粒。这种方法不适合于粉煤灰等其他固体废弃物。
采用塑性造粒,需在现有工艺基础下对原料进行强化处理,特别对于由二种或二种以上相匹配的原料,更需要进行强化处理,否则保证不了原料的性能。处理方案可采用:配料->轮碾->搅拌->对辊->搅拌->制粒。
经过一道轮碾,一道对辊和二道搅拌处理后,一般均可满足均化要求。制粒若采用挤出制粒机,应带有强制切割装置。其制粒孔径控制在不大于10mm,即可满足制粒要求。
三、预热制度要点:在高温焙烧之前,生料球先进行陶粒砂回转窑的预热段,进行预热。预热的目的是减少料球突然进入高温区,因温度变化过于猛烈而导致料球的炸死,同时也是为使气体逐渐产生,为多余气体的排出和生料球表层的软化作准备。
预热时间应合理控制。由于各厂所采用的原料不同,造粒工艺不同,窑型也不同,所以预烧时间也不可能相同,应根据本厂的实际情况,通过实验来确定。
在一般情况下,高强陶粒的干燥、预热和超轻陶粒相比,要适当的延长时间,大约需延长8~12min。这样可以使料球在干燥过程中不产生开裂和粉碎,在预热过程中将有机质和碳酸盐等组分基本分解,使料球进行烧成带以后,不会造成过大的膨胀,只有一些微胀,以保证陶粒的高强。
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