陶粒砂是一種陶瓷顆粒產品，具有很高的壓裂強度，主要用於油田井下支撐，以增加石油天然氣的產量，屬環保產品。此產品利用優質鋁礬土、煤等多種原材料，陶瓷燒結而成，是天然石英砂、玻璃球、金屬球等中低強度支撐劑的替代品，對增產石油天然氣有良好效果。簡單的說，石油支撐劑陶粒砂的生產可以概括為破碎、配料、粉磨、制球、煅燒、煤粉製備、成品冷卻、篩分、包裝等工序。主要原料為高品位的鋁礬土。
基本介紹
- 中文名：陶粒砂生產線
- 外文名：ceramsiteproduction line
- 產品：陶粒砂
- 用途：生產陶粒砂
- 原料：高品位的鋁礬土
- 優點：生產速度快，安全，清潔
陶粒砂工藝,陶粒砂特點及套用,陶粒砂生產線設備,幾種常見陶粒砂生產線,頁岩陶粒砂生產線,粉煤灰陶粒砂生產線,選礦焙燒陶粒砂迴轉窯,陶粒砂生產線中水泥迴轉窯,
陶粒砂工藝
下面對石油支撐劑陶粒砂的生產工藝作簡單描述：
1、破碎：
開採的鋁礬土，塊度一般為300~500mm左右，含有少量的水分。一般採用顎式破碎機和錘式破碎機組成的二級破碎系統，將其粒度控制在≤8mm。
進廠後的鋁礬土，可以根據品位的不同，分開堆放。使用時根據指標搭配使用。在生產陶粒砂的過程中通常加入錳（Mn）元素以降低燒結溫度並將產品染成深色。目前國內大多廠家採用低品位(含量~50%)的錳礦或錳灰作為錳元素的來源。
2、配料：
鋁礬土、錳粉、回料等幾種物料，分別被輸送到各自的料庫，庫下設定調速皮帶秤實現物料自動配料計量。
3、粉磨：
一般採用烘乾兼粉磨的球磨機，配套高效選粉機，組成閉路系統。這樣粉磨的效率高。烘乾物料的熱風可以來自於迴轉窯的廢氣，做到餘熱利用；也可以設定專門的熱風爐。
4、制球：
出磨的生料粉在生料庫內儲存。一般設定2~3個庫，可以單獨出料，也可以多庫搭配出料。
生料粉被送入一個小料倉，料倉下設定螺旋計量裝置或者調速皮帶秤裝置，計量生料量。該生料進入盤式制球機。同時，採用流量計可以計量水的多少，由管道泵把水噴入盤式制球機裡面。制球機旋轉過程中，可以製成各種粒徑的料球。
料球出盤後，由皮帶機送入篩分裝置，合格的進入迴轉窯，過大的返回到原料粉磨流程。可以根據不同窯的產量，配備不同數量的盤式制球機。
該制球系統自動化程度高，工藝連續，配套袋式收塵器後，可以實現崗位粉塵達標，淨化崗位作業環境。
5、煅燒：
料球進入帶有一定斜度的迴轉窯進行煅燒，隨著迴轉窯的旋轉，料球向窯頭滾動，同時煤粉從窯頭噴入窯內燃燒，料球在迴轉窯內被煅燒成強度很高的陶粒砂。
煤粉燃燒器可以採用單風道噴煤管，簡單可靠，一次風量高；也可以採用多風道燃燒器，一次風量可以降低為煤粉燃燒所需風量的8%，提高了入窯二次風量，節能效果顯著。多風道燃燒器分為外軸流風、煤風、內軸流風等，火焰形狀非常容易調節。
煤粉的計量可以採用轉子式計量秤或者科氏力秤，精確控制下煤量，穩定窯內熱工制度。
6、煤粉製備：
煤粉的製備可以採用球磨或者立磨，可以從窯頭罩抽取熱風烘乾煤粉。採用動態選粉機可以任意調節煤粉細度，為煤粉的充分燃燒提供了條件。
7、成品冷卻：
陶粒砂的冷卻一般採用迴轉式冷卻機，工作簡單可靠，冷卻機的二次風完全入窯，配合多通道燃燒器的使用，更可以節約大量的能耗。出冷卻機的陶粒砂溫度很低，可以用手抓起來。
8、篩分：
出冷卻機的陶粒砂，可以直接輸送到多級振動篩，按要求分為多個粒徑品級。
陶粒砂產品規格
Ⅰ型0.45－0.9mm（20目－40目）高強度中密度
Ⅱ型0.9－1.25mm（16目－20目）高強度中密度
Ⅲ型1.0－1.70mm（12目－18目）高強度中密度
Ⅳ型0.224－0.65mm（40目－60目）高強度中密度
大塊返回原料破碎流程。
9、包裝
篩分後的陶粒砂，進入不同的圓倉，倉下設定電子計量磅秤，重量合格的袋裝成品，由縫包機封口後，堆放在成品庫房，以備發貨。
在流程中所有的揚塵點，均設定袋式收塵器，做到清潔生產。
陶粒砂特點及套用
陶粒，一般是用來取代混凝土中的碎石和卵石，是利用各類粘土、板岩、頁岩、煤矸石、及工業固體廢棄物等多種原料，經過陶瓷燒結而成。陶粒砂具有密度低、保溫隔熱、抗滲性優異、抗鹼集料反應性優異、吸水率低、抗凍性能和耐久性能好等眾多優點。特別是陶粒砂密度小，內部多孔，形態、成分較均一，且具一定強度和堅固性，因而具有質輕，耐腐蝕，抗凍，抗震和良好的隔絕性等多功能特點。陶粒砂是天然石英砂、玻璃球、金屬球等中低強度支撐劑的替代品，主要用於油田井下支撐，以增加石油天然氣的產量。還可以廣泛套用於建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門，套用領域廣泛。
陶粒砂生產線設備
目前我國陶粒的生產設備都採用的是工業迴轉窯。圓筒形的主窯體與水平呈3°左右的傾角放置在托滾上。物料在高的一端進入窯內，在窯體做迴轉運動的作用下，物料從高處(窯尾)滾落至低處(窯頭)，同時，在窯頭處，高壓風機將煤粉(或天然氣等其他燃料)噴入窯內，並使其充分燃燒，產生的熱量使物料發生物理和化學變化，產生膨脹現象，冷卻後既為陶粒。
陶粒砂生產線設備主要包括：原料貯存倉、降塵室、引風機、主窯體、噴煤系統、控制櫃等。其中原料倉下部的餵料器、窯體轉速和拱煤量均為無級調速，以便調整其工藝參數，在保證產品質量的前提下獲得最大的產量。
幾種常見陶粒砂生產線
頁岩陶粒砂生產線
頁岩陶粒是一種人造骨料，具有輕質、高強、保溫、隔音、抗震和耐火等優點，可用於各種建築物、橋樑、水產養殖砌體等。
頁岩陶粒設備技術參數
1、主要原材料：粉煤灰渣、煤矸石、尾礦粉等廢渣；
2、年設計產量：粉煤灰免燒陶粒2.5萬立方米，陶粒混凝土輕質空心砌塊3.5萬立方米，如更換模具可生產陶粒空心磚800萬塊或陶粒標準磚1000萬塊；
3、用地面積：約10～12畝；
4、單班定員：約20人；
5、總裝機容量：約70千瓦；
6、半機械化生產，生產過程中無廢氣、廢水、廢渣等產生，符合環保節能要求
頁岩陶粒的生產工藝如下：採礦 — 一次破碎 — 二次破碎 — 篩選 — 暫存 — 餵料 — 燒結 —成品分級篩選 —堆放—運輸（裝袋）。
在操作中，應注意餵料量、給煤量、窯體轉速、引風量它們之間的匹配關係，使它們調整到最佳的工藝狀態。用粉煤灰及其它工業廢渣生產套陶粒是許多相關人士多年研製的課題。如今高強、輕體粉煤灰陶粒已經成功問世，各項性能指標均優於頁岩和黏土陶粒。這其中除掌握其工藝要求外，外加劑也是影響其性能的主要原因。外加劑主要包括粘接劑、膨化劑和礦化劑等。不同成分的粉煤灰其外加劑成分也不盡相同。
頁岩陶粒設備產品特點
1、投資省，是建一座同設計產量的加氣混凝土生產線的八分之一左右；賺錢快，約半年可收回生產線投資。
2、主要原料採用粉煤灰渣、煤矸石、尾礦粉等工業廢渣，保護國土、不污染環境、節約能源。
3、機械設備性能良好、半機械化生產、工藝布置科學合理、操作維護方便、運行經濟、安全可靠。
4、建一條生產線可生產多樣化產品，更換模具就可分別生產陶粒空心砌塊、空心磚、標準磚等。
5、生產的陶粒混凝土磚塊具有強度高、重量輕、和砂漿吸附力強，使建築物可降低自重30～35%，節約鋼材20～50%，增大使用面積約5%；建築物整體結構強，保溫節能環保，隔音防火，耐酸鹼，耐腐蝕，建築成本低廉等性能大大優於加氣混凝土，特別是防震性能優良。1976年唐山大地震，天津的四棟陶粒混凝土大板建築基本完好，照常使用，但周圍的磚混凝土建築都有不同程度的破壞；1976年義大利費留利地區發生了裂度為9級的強烈地震，磚混凝土建築損壞率達40～60%，框架空心磚建築損壞33%，而陶粒砌塊建築損壞只有5%。
粉煤灰陶粒砂生產線
目前我國陶粒的生產設備都採用的是工業迴轉窯。圓筒形的主窯體與水平呈3°左右的傾角放置在托滾上。物料在高的一端進入窯內，在窯體做迴轉運動的作用下，物料從高處（窯尾）滾落至低處（窯頭），同時，在窯頭處，高壓風機將煤粉(或天然氣等其他燃料）噴入窯內，並使其充分燃燒，產生的熱量使物料發生物理和化學變化，產生膨脹現象，冷卻後既為陶粒。
生產粉煤灰陶粒對粉煤灰的技術要求如下：
1、細度：4900孔/M2篩餘量小於40%。若遇粗灰須與細灰摻合使用。（這裡用到的粉煤灰陶粒設備有成品篩等篩分設備）
2、殘餘含炭量：含炭量高可以減少固體燃料的摻入量，因而能節約燃料，但含炭量過高，即使不摻加固體燃料，仍然超過配合比要求，焙燒時會產生過燒。因而粉煤灰含炭量一般不宜高於10%，並希望含炭量穩定。
3、粉煤灰不應混有有害雜質，如塊狀煤渣、雜草等。
4、高溫性能：高溫變形溫度應為1200~1300攝氏度，軟化溫度為1500攝氏度左右。
5、化學成分，一般不受嚴格限制。但三氧化二鐵Fe2O3含量不宜大於10%，並希望含有較多的氧化鈉Na2O、氧化鉀K2O和較少的三氧化硫SO3。這是因為三氧化二鐵被還原時產生氧化亞鐵FeO，有顯著助熔作用，但氧化亞鐵過多，又會使焙燒溫度範圍減少，不利於焙燒控制。氧化鈉和氧化鉀不僅有助熔作用，使焙燒溫度降低，而且使焙燒溫度範圍較寬，有利於焙燒控制。三氧化硫多對設備和管道腐蝕嚴重。
粉煤灰陶粒設備工作原理：生產粉煤灰的生產工藝如下：原料（粉煤灰+定量的外加劑）混磨—制粒—燒脹—堆放—運輸（裝袋）。生產粉煤灰陶粒宜採用雙筒迴轉窯，即窯體的預熱段和乾燥段可單獨控制其轉速，以便根據原料的狀態控制其預熱時間。黏土陶粒近年來由於受到土地資源的限制，在某些地區已被禁止生產和使用。但有些地區可以利用河道淤泥、廢棄山土等進行生產。其工藝過程為：原料攪拌—制粒—篩選—燒結—堆放—運輸（裝袋）。在操作中應注意瞭望，防止物料在窯內結團而影響質量。
粉煤灰陶粒設備產品特點：生產陶粒的主體設備主要包括：原料貯存倉、降塵室、引風機、主窯體、噴煤系統、控制櫃等。其中原料倉下部的餵料器、窯體轉速和拱煤量均為無級調速，以便調整其工藝參數，在保證產品質量的前提下獲得最大的產量。
粉煤灰陶粒設備技術參數
1、主要原材料：粉煤灰渣、煤矸石、尾礦粉等廢渣；
2、年設計產量：粉煤灰免燒陶粒2.5萬立方米，陶粒混凝土輕質空心砌塊3.5萬立方米，如更換模具可生產陶粒空心磚800萬塊或陶粒標準磚1000萬塊；
3、用地面積：約10～12畝；
4、單班定員：約20人；
5、總裝機容量：約70千瓦；
6、半機械化生產，生產過程中無廢氣、廢水、廢渣等產生，符合環保節能要求。
製備煤灰陶粒生料球的設備比較多，主要有擠壓成球機、成球筒、對輥壓球機、成球盤等。目前國內普遍採用陶粒制粒鍋成球。它的主要優點是料球質量好、運轉可造、調節靈活，缺點是操作技術要求高，需要有熟練工人嚴格控制。
選礦焙燒陶粒砂迴轉窯
迴轉窯是指旋轉煅燒窯（俗稱旋窯），屬於建材設備類。迴轉窯按處理物料不同可分為水泥迴轉窯、冶金化工窯和石灰窯、陶粒迴轉窯、陶粒砂迴轉窯、金屬鎂迴轉窯、化工迴轉窯。
產品用途：迴轉窯是對散狀或物料進行加熱處理的熱工設備，廣泛套用於水泥建材、有色冶金、黑色冶金、耐火材料、化工原料和造紙領域。
產品特點：支持裝置：採用先進的主軸結構，設定有自動測溫裝置和電加熱裝置，同時備有流動支承供選擇；擋輪裝置：分為機械輪和液壓推力擋輪兩類。液壓擋輪裝置配有先進的液壓控制系統；傳動裝置：配單傳動或雙傳動。直流電機或變頻調速電機控制轉速，運轉可靠，節能高效；筒體輪帶墊板：輪帶下墊板有固定式，可調式及浮動墊板，具有結構簡單，維護更換方便，皛拆換不傷筒體等特點；密封裝置：根據窯型的不同設計有多種密封形式供選擇。氣缸壓緊端面密封、彈簧壓緊端面密封、重錘石墨塊密封、彈簧石墨塊密封、魚鱗片迷宮密封、軸向迷宮密封以及上述形式組合密封等，其特點是是對筒體竄動和擺動的適應能力強、密封效果好；窯頭罩：分固定式和活動式。
陶粒砂生產線中水泥迴轉窯
水泥迴轉窯是水泥熟料乾法和濕法生產線的主要設備。迴轉窯廣泛用於冶金、化工、建築耐火材料、環保等工業。該迴轉窯由筒體，支承裝置，帶擋輪支承裝置，傳動裝置，活動窯頭，窯尾密封裝置，噴煤管裝置等部件組成。迴轉窯的窯體與水平呈一定的傾斜，整個窯體由托輪裝置支承，並有控制窯體上下竄動的擋輪裝置，傳動系統除設定主傳動外，還設定了在主電源中源斷時仍能使窯體轉動，防止窯體彎曲變形的輔助傳動裝置，窯頭、窯尾密封裝置採用了先進的技術，保證了密封的可靠性。
迴轉窯結構堅固、運轉平穩、出窯產品質量高，並可為用戶提供先進的高效立筒預熱器、五級旋風預熱器。
迴轉窯除鍛燒水泥熟料外，還用來鍛燒粘土、石灰石和進行礦渣烘乾等;耐火材料生產中，採用迴轉窯鍛燒原料，使其尺寸穩定、強度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，鐵、鋁、銅、鋅、錫、鎳、鎢、鉻、銼等金屬以迴轉窯為冶煉設備，對礦石、精礦、中間物等進行燒結、焙燒。如:鋁生產中用它將氫氧化鋁焙燒成氧化鋁;煉鐵中用它生產供高爐煉鐵的球團礦;國外的“SL/RN法”、“Krupp法”用它對鐵礦石進行直接還原;氯化揮發焙燒法採用它提取錫和鉛等。選礦過程中，用迴轉窯對貧鐵礦進行磁化焙燒，使礦石原來的弱磁性改變為強磁性，以利於磁選。化學工業中，用迴轉窯生產蘇打，鍛燒磷肥、硫化鋇等。該法具有能耗低、用電少、不用硫酸和可利用中低品位磷礦的優點，很快得到推廣。
此外，在環保方面，利用水泥窯焚燒危險廢物、垃圾，這不僅使廢物減量化、無害化，而且將廢物作為燃料利用，節省煤粉，做到廢物的資源化。
