本申請涉及陶粒砂生產(chǎn)工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，煤矸石資源化利用已成為煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)的煤矸石處理方法主要包括填埋、堆放、簡單破碎再利用等。隨著技術(shù)的發(fā)展，煤矸石制備陶粒砂的工藝逐步成熟，主要通過破碎、制粒、煅燒等工序?qū)⒚喉肥D(zhuǎn)化為油井壓裂支撐劑?，F(xiàn)有技術(shù)中采用人工經(jīng)驗(yàn)判斷進(jìn)行工藝參數(shù)調(diào)整，通過實(shí)驗(yàn)室離線檢測評估產(chǎn)品質(zhì)量，整個生產(chǎn)過程缺乏實(shí)時監(jiān)控和智能化控制手段。同時，傳統(tǒng)的機(jī)械分選方法對煤矸石的分選效率較低，制粒過程中物料性能波動大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：首先，煤矸石原料分選過程依賴人工經(jīng)驗(yàn)判斷，缺乏精確的在線檢測和智能分類手段，導(dǎo)致原料質(zhì)量波動較大；其次，制粒工藝參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整缺乏科學(xué)依據(jù)，往往采用固定參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，無法適應(yīng)不同批次原料的性能差異；再次，產(chǎn)品質(zhì)量檢測主要依靠人工抽樣和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，檢測周期長，難以及時發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題；最后，整個生產(chǎn)過程缺乏數(shù)據(jù)的采集、分析和反饋機(jī)制，無法實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整和產(chǎn)品質(zhì)量的動態(tài)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法及系統(tǒng)，用于針對現(xiàn)有煤矸石制備陶粒砂工藝中原料分選效率低、制粒參數(shù)控制不精確、質(zhì)量檢測滯后等問題，實(shí)現(xiàn)煤矸石陶粒砂生產(chǎn)過程的精確控制和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提升。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，包括：通過射線成像裝置獲取煤矸石物料特征數(shù)據(jù)，利用智能識別算法對所述物料特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，根據(jù)識別結(jié)果通過高壓噴吹裝置進(jìn)行分離，得到高純度分選煤矸石原料；根據(jù)所述高純度分選煤矸石原料的粒度特性，采用多級破碎裝置進(jìn)行級聯(lián)破碎，經(jīng)渦流選粉系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化分級，得到煤矸石粉體；將所述煤矸石粉體按照預(yù)設(shè)氧化物比例與鋁礬土混合，加入定量高嶺土，通過智能配料系統(tǒng)進(jìn)行精確配比，得到均勻混合配料；對所述均勻混合配料通過雙重旋轉(zhuǎn)制粒系統(tǒng)進(jìn)行造粒，控制預(yù)定含水量，在攪拌與旋轉(zhuǎn)協(xié)同作用下進(jìn)行成型，得到高圓球度生料球；利用窯尾余熱對所述高圓球度生料球進(jìn)行梯級熱量利用，經(jīng)預(yù)定溫度煅燒處理，通過冷卻系統(tǒng)降溫，得到初步陶粒砂產(chǎn)品；對所述初步陶粒砂產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測，通過壓力測試系統(tǒng)檢測強(qiáng)度，經(jīng)分級系統(tǒng)進(jìn)行粒度分選，得到改性陶粒砂

3、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)系統(tǒng)，包括：

4、采集模塊，用于通過射線成像裝置獲取煤矸石物料特征數(shù)據(jù)，利用智能識別算法對所述物料特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，根據(jù)識別結(jié)果通過高壓噴吹裝置進(jìn)行分離，得到高純度分選煤矸石原料；

5、分級模塊，用于根據(jù)所述高純度分選煤矸石原料的粒度特性，采用多級破碎裝置進(jìn)行級聯(lián)破碎，經(jīng)渦流選粉系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化分級，得到煤矸石粉體；

6、混合模塊，用于將所述煤矸石粉體按照預(yù)設(shè)氧化物比例與鋁礬土混合，加入定量高嶺土，通過智能配料系統(tǒng)進(jìn)行精確配比，得到均勻混合配料；

7、控制模塊，用于對所述均勻混合配料通過雙重旋轉(zhuǎn)制粒系統(tǒng)進(jìn)行造粒，控制預(yù)定含水量，在攪拌與旋轉(zhuǎn)協(xié)同作用下進(jìn)行成型，得到高圓球度生料球；

8、煅燒模塊，用于利用窯尾余熱對所述高圓球度生料球進(jìn)行梯級熱量利用，經(jīng)預(yù)定溫度煅燒處理，通過冷卻系統(tǒng)降溫，得到初步陶粒砂產(chǎn)品；

9、檢測模塊，用于對所述初步陶粒砂產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測，通過壓力測試系統(tǒng)檢測強(qiáng)度，經(jīng)分級系統(tǒng)進(jìn)行粒度分選，得到改性陶粒砂。

10、本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案中，通過在煤矸石陶粒砂生產(chǎn)工藝中引入射線成像裝置和智能識別算法對物料特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，結(jié)合高壓噴吹裝置實(shí)現(xiàn)了煤矸石原料的高效分選，大幅提高了原料品質(zhì)的穩(wěn)定性，為后續(xù)加工提供了質(zhì)量可控的基礎(chǔ)物料，同時采用多級破碎裝置和渦流選粉系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化分級，確保了物料粒度分布的均勻性和穩(wěn)定性，而通過智能配料系統(tǒng)對煤矸石粉體、鋁礬土和高嶺土進(jìn)行精確配比，實(shí)現(xiàn)了物料組分的精確控制，進(jìn)而采用雙重旋轉(zhuǎn)制粒系統(tǒng)對混合配料進(jìn)行造粒，通過攪拌與旋轉(zhuǎn)的協(xié)同作用保證了生料球的圓球度和均勻性，再利用窯尾余熱對生料球進(jìn)行梯級熱量利用和預(yù)定溫度煅燒處理，不僅降低了能耗，還確保了產(chǎn)品的物理性能，最后通過壓力測試系統(tǒng)和分級系統(tǒng)對產(chǎn)品進(jìn)行全面質(zhì)量檢測和分級，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量的可控性和一致性，實(shí)現(xiàn)了從原料到成品的全程自動化智能控制，顯著提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，減少了人工干預(yù)和經(jīng)驗(yàn)判斷帶來的誤差，同時實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用。

技術(shù)特征：

1.一種基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，所述通過射線成像裝置獲取煤矸石物料特征數(shù)據(jù)，利用智能識別算法對所述物料特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析，根據(jù)識別結(jié)果通過高壓噴吹裝置進(jìn)行分離，得到高純度分選煤矸石原料，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述高純度分選煤矸石原料的粒度特性，采用多級破碎裝置進(jìn)行級聯(lián)破碎，經(jīng)渦流選粉系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化分級，得到煤矸石粉體，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，所述將所述煤矸石粉體按照預(yù)設(shè)氧化物比例與鋁礬土混合，加入定量高嶺土，通過智能配料系統(tǒng)進(jìn)行精確配比，得到均勻混合配料，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，所述對所述均勻混合配料通過雙重旋轉(zhuǎn)制粒系統(tǒng)進(jìn)行造粒，控制預(yù)定含水量，在攪拌與旋轉(zhuǎn)協(xié)同作用下進(jìn)行成型，得到高圓球度生料球，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，所述利用窯尾余熱對所述高圓球度生料球進(jìn)行梯級熱量利用，經(jīng)預(yù)定溫度煅燒處理，通過冷卻系統(tǒng)降溫，得到初步陶粒砂產(chǎn)品，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，所述對所述初步陶粒砂產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測，通過壓力測試系統(tǒng)檢測強(qiáng)度，經(jīng)分級系統(tǒng)進(jìn)行粒度分選，得到改性陶粒砂，包括：

8.一種基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及陶粒砂生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于煤矸石的陶粒砂生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法及系統(tǒng)。該方法包括：通過射線成像裝置和智能識別算法對煤矸石進(jìn)行分類分析，由高壓噴吹裝置分離得到高純度原料；經(jīng)多級破碎和渦流選粉系統(tǒng)制得煤矸石粉體；將粉體按比例與鋁礬土和高嶺土混合配比；采用雙重旋轉(zhuǎn)制粒系統(tǒng)造粒成型得到生料球；利用窯尾余熱進(jìn)行煅燒處理和冷卻；對產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度檢測和粒度分選，得到改性陶粒砂。本申請實(shí)現(xiàn)了煤矸石陶粒砂生產(chǎn)過程的精確控制和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提升。

技術(shù)研發(fā)人員：黃建國,范曉雷,王磊魁,胡燈紅,許強(qiáng),秦姣姣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鋅芯碳和（長治）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15