Может ли порошок из шлака угля заменить пепел сожжения? Какое оборудование используется для его приготовления?

Введение

Промышленность строительства и строительных материалов постоянно ищет экологически благоприятные и экономически эффективные альтернативы традиционным материалам. Пепел, образующийся в результате сгорания угля на электростанциях, на протяжении десятилетий широко используется в качестве дополнительного цементообразующего вещества в бетоне. Однако с глобальным переходом на более чистые источники энергии и сокращением объемов получаемого пепла ученые и инженеры исследуют возможные заменители этого материала. Одним из потенциальных вариантов замены пепла является угольный шлак – твердые отходы, образующиеся в процессе добычи и промывки угля. В данной статье рассматривается возможность использования порошка угольного шлака вместо пепла, а также необходимое оборудование для его приготовления.

Понимание угольных отложений и пылицы

Что такое пепел летучих пород (Fly Ash)?

Лётный пепел представляет собой мелкий порошок, получаемый из дымовых газов угольных электростанций. Он в основном состоит из диоксида кремния, диоксида алюминия, оксида железа и оксида кальция. В зависимости от своего химического состава лётный пепел классифицируется как класс F (низкий содержание кальция) или класс C (высокое содержание кальция). Лётный пепел улучшает работоспособность, долговечность и долгосрочную прочность бетона. Благодаря своим позолочным свойствам он способен вступать в реакцию с гидроксидом кальция в составе цемента, образуя дополнительные цементирующие соединения.

Что такое угольная шлаковая масса?

Угольный шлам – это неоднородный отход, получаемый в процессе добычи угля. Он состоит из различных минералов, включая глинистые породы, песчаник, сланцы и углеродистые вещества. Состав шлама сильно зависит от геологических условий месторождения угля. Традиционно угольный шлам считался отходом, который часто сваливали в большие кучи, что приводило к экологическим проблемам: занятию земель, самовозгоранию и загрязнению воды.

Может ли порошок из шлаков угля заменить пепел сгорания?

Химическое и минералогическое сравнение

Для того чтобы угольный ганг отлично заменил пепел, его химические и минералогические свойства должны быть сопоставимыми. Оба вещества относятся к группе алюминосиликатов, однако в сыром состоянии угольный ганг обычно содержит больше углерода и его реакционная способность ниже. Для повышения позоланной активности угольному гангу зачастую необходима термическая обработка путем кальцинации. При кальцинации при соответствующих температурах (обычно от 600 до 900°C) каолинит в угольном ганге превращается в метакаолин – высокореактивный позолан.

Исследования показали, что правильно обработанный порошок угольного шлака может обладать позолановыми свойствами, соответствующими или превышающими стандарты для пепла от сжигания угля. Ключевым фактором является контроль процесса кальцинирования и последующего измельчения с целью достижения желаемой тонкости и активности порошка.

Прочность бетона при эксплуатации

Исследования показывают, что бетон, содержащий порошок обжигнутого угольного шлака, может обладать сопоставимыми или даже лучшими механическими свойствами и долговечностью по сравнению с бетоном на основе пыли из вулканического пепла. Содержание метаколина способствует раннему увеличению прочности материала и повышению его устойчивости к химическим воздействиям. Однако из-за изменчивости состава сырого угольного шлака требуется строгий контроль качества в процессе производства для обеспечения стабильных характеристик бетона.

Экологические и экономические преимущества

Использование порошка угольной шлаковой массы предоставляет значительные преимущества с точки зрения охраны окружающей среды. Оно снижает нагрузку на окружающую среду, вызванную накоплением шлаковых отходов, и уменьшает потребность в пепле, который становится всё более дефицитным. С экономической точки зрения это позволяет повысить стоимость использования отходных материалов, что потенциально может снизить затраты на производство бетона, особенно в районах, расположенных рядом с угольными шахтами.

Основное оборудование для приготовления порошка угольной шлака

Преобразование сырой угольной шлаковой массы в высококачественный, реакционноспособный порошок, подходящий для использования в бетоне, требует ряда технологических этапов, включающих измельчение, обжиг и помол. Выбор подходящего оборудования имеет решающее значение для эффективного и экономически выгодного получения желаемого качества продукции.

1. Первичное дробление

Щебень из сырой угли обычно имеет крупные и неровные частицы. Для уменьшения размера щебня до удобного уровня (как правило, ниже 50 мм) перед дальнейшей обработкой используются первичные дробилки, такие как щековые дробилки.

2. Кальцинирование

Кальцинация является важным этапом для активации поzzолановых свойств. Для этого процесса обычно используются ротационные печи или печи с плавящимся слоем. Температура и время пребывания сырья в печи должны контролироваться со строгостью, чтобы достичь оптимального процесса образования метаколина без чрезмерного обжига.

3. Мельничное обработание и сортировка

После calcination (калинирования) материал необходимо измельчить в мелкий порошок. Точность измельчения и распределение размеров частиц являются ключевыми факторами, влияющими на реакционные свойства готового продукта. Именно здесь передовые измельчительные мельницы играют решающую роль.

Рекомендуемое оборудование для мельничения: SCM Ultrafine Mill

Для получения качественного порошка угольных отходов с постоянной степенью тонкости мы используем нашу…SCM Ultrafine MillЭто исключительный выбор. Эта мельница специально разработана для достижения ультратонкого измельчения, необходимого для полного реализования поzzоланического потенциала обжигаемых угольных отходов.

Почему стоит выбрать мельницу SCM Ultrafine?

• Высокая эффективность и экономия энергии:Средняя производственная мощность этого устройства в два раза превышает мощность обычных жетловых мельниц, а потребление энергии снижено на 30%, что позволяет значительно сэкономить на эксплуатационных расходах. Интеллектуальная система управления автоматически регулирует процесс производства, обеспечивая нужную степень однородности готовой продукции.
• Высокоточная классификация:Оснащен вертикальным турбинным сепаратором, что обеспечивает точное регулирование размера частиц (D97 ≤ 5 мкм) без примеси крупного порошка, в результате чего получается однородный и высокоэффективный продукт.
• Прочный дизайн:Шлифовальные ролики и кольца изготовлены из специальных материалов, устойчивых к износу, что в несколько раз увеличивает их срок службы. Инновационная конструкция винта без подшипников в шлифовальной камере обеспечивает стабильную и надежную работу устройства.
• Охрана окружающей среды:Интегрированная система сбора пыли с использованием импульсных методов превышает международные стандарты по эффективности. Дизайн звукоизолированной комнаты мельницы позволяет снизить уровень рабочего шума до 75 дБ, что создает более комфортные условия труда.

Технические характеристики

Серия SCM предлагает несколько моделей, подходящих для различных производственных задач – от маломасштабных экспериментов до крупномасштабного промышленного производства. Например, модель SCM1000 может обрабатывать 1,0–8,5 тонн в час при мощности основного двигателя в 132 кВт; при этом получаемый порошок имеет размер частиц от 325 до 2500 меш.

Альтернативное решение: Трёхвалковая мельница серии MTW

Для случаев, когда использование сверхтонкого продукта не является абсолютно необходимым, или для первоначального уменьшения размера перед последующим сверхтонким измельчением, у нас есть…Мельница серии MTW с трапециевидной формой стаканаПредлагается надежное и эффективное решение. Оно идеально подходит для производства порошка угольного шлака с размером частиц в диапазоне от 30 до 325 меш (0,045–0,6 мм).

Преимущества треугольной мельницы MTW

• Дизайн лопаты с антиизносными параметрами:Характерной особенностью устройства является сочетание лопастей лопаты, что снижает затраты на техническое обслуживание, а также изогнутая конструкция, увеличивающая срок службы шлифовальных роликов.
• Оптимизированное циркулирование воздуха:Изогнутый воздушный канал снижает потери энергии и повышает эффективность передачи, а его действие защищено высокопрочными защитными пластинами.
• Интегрированная шестеренчатая передача:Система передач с коническими зубчатыми колесами обеспечивает эффективность 98%, экономит место и снижает затраты на монтаж.
• Прочная конструкция корпуса:Устойчивый к износу волютный элемент с конструкцией, не препятствующей прохождению воздуха, повышает эффективность его сортировки и снижает затраты на техническое обслуживание на 30%.

Технические характеристики

Серия MTW включает в себя модели, такие как MTW175G, которая может обрабатывать от 9,5 до 25 тонн в час с использованием основного двигателя мощностью 160 кВт, что делает ее подходящей для производственных линий среднего и крупного масштаба.

Заключение

Порошок угольного шлака, после соответствующей обжига и тонкого помола, обладает значительным потенциалом как устойчивая и эффективная замена пыли от сгорания угля в применениях бетона. Его использование не только решает проблемы управления отходами, связанными с добычей угля, но и предоставляет надежный дополнительный цементирующий материал. Ключ к реализации этого потенциала заключается в применении современного и эффективного оборудования для переработки.

НашSCM Ultrafine MillВыделяется как лучший вариант для производства сверхтонкого, высокореактивного порошка, необходимого для достижения оптимальных показателей эффективности. Для случаев, когда требования к тонкости порошка менее строгие, или в рамках многоступенчатой системы измельчения, может использоваться иной метод.Мельница серии MTW с трапециевидным лопастным блокомПредлагается беспрецедентная эффективность и надежность. Инвестирование в правильные технологии крайне важно для преобразования угольной шлаковой массы из экологической проблемы в ценный ресурс для строительной индустрии.