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矸石是我国排放量最大的工业固废之一,不仅占用大量农田土地,而且严重污染环境。随着国家日益严格的环保要求和资源循环利用政策的推动,矸石的综合利用成为亟待解决的问题。
瑞隆欣环保能源科技开发有限公司位于陕西省榆林市榆神工业区,公司主营矸石制砖业务。为解决榆神地区矸石消纳问题,瑞隆欣积极响应国家和当地政府号召,建设了一条日产5万块标准砖的自动化矸石制砖产线,可年消纳矸石60万吨,在当地矸石处理领域起到了示范性作用。为进一步提高矸石制砖生产稳定性,解决各煤矿矸石发热量波动问题,瑞隆欣经过多方考察与试验测试,于2023年引进天津美腾科技股份有限公司的TDS智能干选机,对矸石进行脱碳分选,分选后矸石发热量稳定,同时回收劣质煤,既提高了制砖产线稳定性和不同煤矿矸石适应性,又增加了销售收益。
型号:TDS-16-300-S2
处理能力:160 t/h.台
处理粒度:300-40mm
选后块矸石发热量
200-300大卡
块末矸制砖胚料混合发热量
300-400大卡
劣质煤发热量>2000大卡
劣质煤回收率85-95%
选后矸石
劣质煤
矸石和黏土砖原料的化学组成具有很大的相似性,且矸石中含有部分可燃有机质、具有一定发热量。生产矸石砖是矸石资源化规模利用的重要途径,既能实现固废利用,又能节约土地、减少碳排放,服务区域经济社会发展。
传统矸石制砖工艺存在两大痛点——原材料发热量难以控制和氧化钙含量高,对矸石制砖有以下影响:
原材料发热量过高或过低
1
当矸石发热量过低时,影响烧成温度及能耗;
2
发热量过高时,则易于造成超热焙烧,导致坯体变形、产生黑心、玻化度不够等负面影响且降低成品砖的抗冻性。
氧化钙含量高
1
砖体开裂:氧化钙在遇水后会发生化学反应生成氢氧化钙,体积膨胀。这可能导致砖体内部产生应力,从而引起砖体开裂,影响砖的质量和强度;
2
耐久性降低:由于砖体容易开裂,会使其耐久性下降,在使用过程中更容易受到外界环境的侵蚀和破坏;
3
降低砖的抗压强度:过多的氧化钙反应产生的膨胀应力可能破坏砖体的内部结构,从而降低砖的抗压强度,使其难以满足使用要求;
4
影响砖的外观:可能导致砖的表面出现裂缝、剥落等缺陷,影响其外观质量。
原材料发热量高的难题,常用的解决办法是向矸石中添加低发热量材料如白矸或黏土等(目前国家已禁止使用黏土制砖及作为制砖配料),为保证掺配比例和均匀性需投入较多成本;原材料发热量低时,需添加煤粉等提高发热量,造成能耗增加,成本上升。
传统制砖工艺,处理氧化钙含量高的矸石有如下几种方式:
1
添加其他适当配料,将氧化钙含量稀释到符合要求,一般要求氧化钙含量小于2%;
2
增加煅烧时间和温度:在制砖的煅烧过程中,适当提高煅烧温度和延长煅烧时间,有助于氧化钙与其他成分反应,降低其不利影响;
3
添加一些化学添加剂,促进氧化钙的反应或与之结合,从而降低其在制品中的有害作用。
上述方式虽然能够一定程度解决原料指标波动问题,但是增加了制砖的工序和复杂程度,造成制砖成本的增加和质量控制困难。
为解决传统矸石制砖行业痛点,美腾科技利用自研的智能干选技术,提出了新的矸石制砖工艺:+50/25mm块矸石TDS脱碳脱钙分选+末矸混合制砖胚料。
矸石的发热量一般在600-1200大卡,直接用于制砖发热量偏高,利用TDS智能干选机对矸石进行分选,可将矸石发热量稳定在300-400大卡,处于最佳制砖发热量区间,同时可产出发热量2000大卡左右的劣质煤产品。既稳定了原材料的发热量,又回收了劣质煤,提高了企业经济效益,提高了资源利用率。
对于氧化钙含量高的矸石,同样可以通过TDS智能干选机将高钙矸石排出,选后矸石氧化钙含量可稳定降至4%或者2.5%以下。
项目改造前
瑞隆欣属于榆林地区实力强劲的矸石制砖企业,制砖工艺先进,产线自动化程度高,产品广受市场青睐。为严格把控产品质量,瑞隆欣不得不投入不菲的生产成本用于化验和配料等工作,以解决不同煤矿矸石发热量偏高和波动问题。
项目改造后
针对瑞隆欣现场问题,美腾科技通过智能干选技术协助瑞隆欣解决原料发热量高的问题。通过对TDS智能干选机进行针对性的优化和算法调整后,稳定的将瑞隆欣原料矸石发热量降低到300-400大卡之间,同时分选出了部分劣质煤产品。保证瑞隆欣矸石砖质量的同时,又增加了部分劣质煤产品,进一步提高了该公司的收益。
该项目于2023年9月投产,至今已稳定运行约一年,设备运行状态稳定,指标稳定可靠,获得了用户的高度认可。
这一项目的成功实施,不仅推动了矸石的综合利用与资源化进程,还促进了企业的绿色转型与可持续发展。未来,美腾科技将继续在工矿智能化领域深耕,以科技创新为动力,推动矸石等固废资源的综合利用与产业化发展。
在科技与创新的引领下,我们有理由相信,矸石这一曾经的工业固废将焕发出新的生机与活力,成为推动绿色发展的重要力量!
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