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粉煤灰综合利用制新型建筑陶瓷技术 来源:[原创]省环资协会 作者:省环资协会 发表时间:2018/1/2 10:49:15 点击次数:167 

粉煤灰综合利用制新型建筑陶瓷技术

技术装备简介    

1.技术路线及说明:

采用干法制粉这一先进节能技术替代传统的喷雾干燥造粒,同时以粉煤灰为主要原料代替传统陶瓷产品粘土进行造粒,既实现产品的节能降耗,避免了对粘土的过分依赖,又实现了粉煤灰废弃物的综合利用。

1)粉煤灰由电厂出灰系统或储灰池运至粉煤灰料仓,料仓出料口为行星卸料器,直接对接闭式的筛分机进行筛分,将大颗粒杂质剔除;然后采用磁选的方法进行硅酸铝的提取;提取完成后的粉煤灰加入添加剂后进入粉磨机进行粉磨,经一定时间,物料研磨至要求粒度后加热除碳,在加热一定时间后冷却后的物料进入存储料仓A备用。提取设备采用水冷的方式进行降温,冷却水循环利用。

2)长石经烘干后进入粉磨机进行粉磨,粉磨达到一定粒度后进入提取机进行除铁以除去含铁杂质,然后进入存储料仓B备用。

3)原料白泥为块状,在烘干之前先进行粗破,白泥的含水量约在10-20%左右,烘干后利用粉磨机进行粉磨,粉磨达到一定粒度后进入提取机进行除铁以除去含铁杂质,然后进入存储料仓C备用。

4)将处理好的粉煤灰、长石、白泥以及添加剂按照配方的比例进行计量配料后送入混合机进行充分混合,为了减少包装时产生粉尘,在混合过程中喷入一定量NSI水混合物,使混合后的产品含水量达到3%-5%,混合后的物料经集料斗下方的漏斗打包。

5)坯料制备:VCM原料先送入料仓,料粉经料仓采用皮带输送机送入强制式搅拌机中,加水搅拌,使其含水量达到6%~7%,制成混合坯料。

6)压制成型:混合坯料采用皮带输送机送入压机压型,经压机制成砖坯,砖坯根据模具的尺寸,生产出不同规格的产品。废坯料则落入积料斗中,送回搅拌机中重新搅拌,供压砖机重新压制使用。

7)干燥:砖坯在辊道输送系统经去毛边(毛边全部回用)输送到辊道干燥窑进行干燥,采用了短距离的5层干燥窑炉系统,窑炉尺寸大道减少,热损耗低,干燥温度控制在低于200,干燥窑热能由烧成窑烟气余热提供。

8)施釉:干燥成型后用成品釉浆喷釉,少量需要补釉的位置采用淋釉。

9)烧成:施釉后的砖坯经过输送线进入辊道窑进行烧成。烧成燃料采用天然气,烧成窑炉前采用多层储胚器,保证了窑炉在压机故障检修时,不空窑,即保证了产品质量,有能设备和热能利用最大化。

10)抛光打磨:抛光磨边工序包括初磨、刮平、抛光、冲洗等过程。各过程均需边冲洗边作业,用水量较大。

11)抛光后的产品根据不同品种的需要进行打蜡,保证表面光洁度和防水性能。最后将抛光、打蜡后成品经检验合格后在包装车间进行包装。

2.
先进性:

本技术主要涵盖以下几个方面:


高掺量粉煤灰提取硅酸铝制备新型建筑陶瓷原料技术:粉煤灰的化学成分和性质与粘土有相似之处,利用粉煤灰代替粘土、部分石料等矿物原料来制备新型陶瓷原料替代传统的矿产资源原料,可以节约矿产资源。本项目技术,可以使粉煤灰掺量达到70%以上,制成新型陶瓷原料从而替代传统陶瓷原料中70%的自然矿产资源,节能、环保、变废为宝。

干法制粉先进工艺技术:粉煤灰本身细度很细不需要通过长时间的粉磨才能使用,可降低粉磨能耗;传统的陶瓷原料粉磨,采用球磨机和干燥塔,不仅会浪费大约水资源,干燥过程中还会产生大量污染物。本项目引进先进进口专业粉磨设备替代传统的球磨机、喷雾干燥塔,采用干法制粉工艺进行粉末制粉。干法制粉与湿法球磨喷雾干燥制粉工艺相比,直接减少了工艺的加水蒸发过程(球磨料浆含水35%—40%而又将其喷雾干燥至含水7%-8%的粉料),直接节水80%以上,与之相应的是蒸发这些水的用电、用燃料产生的排放等,还有湿法工艺中的大型设备球磨机与喷雾干燥塔及泥浆池等,既节约水、电等能源和矿产资源消耗,又保护了人类赖以生存的生态环境;为了满足需要,在处理粉煤灰的过程中将采用除杂、提取、一次造粒合格等先进工艺,确保处理后的粉煤灰符合要求;经过处理后的粉煤灰适用于生产陶瓷原材料打包封装,运输过程中尽可能的减少粉尘产生二次污染,本项目使用粉煤灰制成的陶瓷胚体原材料中有40%-70%的物料经过一次电厂的高温煅烧意味着我们在制成陶瓷胚体后瓷砖的烧成理论上将会比传统陶瓷烧成时间会短一些。配制好的陶瓷胚体原材料也适合直接进行销售给适用新工艺配套设备的生产厂家使用,不需要再建自己的原材料粉磨干燥工序。据多次试验分析,该项目使用干式制粉技术,经干法制粉过程混合后的新型陶瓷原料,含水量达到3%-5%,粉磨电耗34.2kW·h/t。与传统生产工艺相比,水能消耗降低80%,热能消耗降低19%,矿产资源消耗降低80%,综合生产成本降低15%

低塑性高掺量粉煤灰制备新型建筑陶瓷成型技术:粉煤灰为煤燃烧后的产物,不具备自然资源粘土的粘性,属于低塑性物质。采用粉煤灰作为新型建筑陶瓷主要生产原料,当粉煤灰添加量达到40%以上后,由于其低塑性的特性,一般压机设备无法将其压制成型;如果加大压力强行压制成型后,如果胚体中的排气不完全,少量的气泡就会影响整陶瓷块砖出现分层鼓包,产品质量就会出现质量不稳定性和产品破损率高的风险。引进国外先进模具不仅仅能够与传统压机改造后配套使用,还可使产品厚度从6mm-12mm任意调整,大大提高了建材产品的生产效率;研究设计出配方、添加剂,再加上先进的模具应用,实现低塑性高掺量粉煤灰制备新型建筑陶瓷粉料成型及烧成出符合标准的陶瓷产品。粉煤灰做为70%以上的掺量的产品,意味着有70%以上的原材料已经通过一次烧成后再加工的原材料,使得陶瓷的有害物质大大减少,性能更加优越;本项目制造的产品兼容了传统建筑陶瓷砖的所有优点,吸水率、硬度、耐磨度等各项性能指标均优于传统建筑陶瓷砖;本身粉煤灰的密度和传统陶瓷原材料料的比重就轻11%,且变废为宝、节能、环保。在上述研究的基础上,建立年产300万㎡新型建材产品示范生产线。
目前,该技术拥有4项国际发明专利使用权和6项国家发明专利,被誉为建材行业的一场绿色革命

3.
关键技术原理:
    
通过以当地电厂的粉煤灰经高科技处理制成的新型建材原料替代传统陶瓷粉料,并选用进口专业生产设备利用其生产制造新型建材产品。其产品在工业矿物质和建筑材料市场上更具价值,并且具有显著的可持续性,变废为宝,引起世界各国的高度关注,被政府和专家称赞为全球建材领域的一场绿色革命。在生产过程中,采用高速干粉粉磨机和干粉制粒机等新型设备替代传统的球磨机、喷雾干燥塔,减少了这两个传统陶瓷生产过程中高耗能、高污染生产环节。


该项目使用新型设备及国际领先水平的干法制粉工艺技术,新型设备、工艺简单连续,所需设备少、占地少、投资少、产量大、生产效率高、节能减排,可直接减少传统湿法工艺的加水蒸发过程。采用新型设备、工艺比传统的生产设备、工艺可直接节约用水80%以上,与之相应的是可以减少蒸发这些水的用电、用燃料及产生的排放等。使用清洁能源天然气作燃料,不仅能有效防止粉煤灰作为废弃物对环境的污染,大大降低传统生产过程中的水、电等能源资源消耗,还能有效节约矿产资源、保护人类赖以生存的生态环境,对建设和谐社会,促进经济、社会、人口、资源与环境协调发展意义重大。 

4.
产品类型及应用领域:
    
该技术生产的新型建筑陶瓷属于新型建材产品,可广泛应用于墙地装修。


适合推广的地区和领域  

国内外建材行业


已投产项目案例 


山东维统科技有限公司已于20145月建成粉煤灰制新型建材原料项目,项目投资1677万元,可实现年产新型陶瓷原料6.5万吨,消耗粉煤灰5万吨/年,实现年销售收入1810万元,税收123万元。项目可使水能消耗降低80%、矿产资源消耗降低80%、成本降低15%、节电30%,节能、环保、利废,对推动建材行业转型升级具有重要推进作用。


技术(装备)的经济技术指标       

从该技术的单位产品资源、能源消耗;单位产品成本与市场销售价格等方面描述
    
1.
单位产品资源:原料使用附近火力发电厂的粉煤灰为主的胚体原料,运输距离短,不占用自然不可再生资源。
主要能耗为粉磨混料系统及烧成成品消耗。
    
2.
能源消耗:采用本技术的单位产品综合能耗为267.3kgce/t;年用天然气烧成量为385万立方米,电能约1675.54 KWH
   
3.
单位产品成本与市场销售价格:由于本项目节能、节水、节电,且原材料粉煤灰较为便宜,使产品成本比传统工艺产品降低约15%;该产品各项指标均优于传统产品,且节能、环保,所以其市场价格比传统产品会高一些。

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