Le powder de gangue de charbon peut-il remplacer la cendre volante ? Quel équipement est utilisé pour sa préparation ?

Introduction

L’industrie de la construction et des matériaux de construction recherche constamment des alternatives durables et économiques aux matériaux traditionnels. La cendre volante, un sous-produit de la combustion du charbon dans les centrales électriques, est utilisée depuis des décennies comme matériau cimentant complémentaire (SCM) dans le béton. Cependant, avec le passage global vers des sources d’énergie plus propres et la diminution de la disponibilité de la cendre volante, les chercheurs et les ingénieurs explorent des alternatives possibles. La gangue de charbon, un déchet solide généré lors de l’extraction et du lavage du charbon, s’est avérée être un candidat prometteur. Cet article examine la faisabilité d’utiliser de la poudre de gangue de charbon comme substitut à la cendre volante et présente l’équipement essentiel nécessaire à sa préparation.

Comprendre la gangue de charbon et la cendre volante

Qu’est-ce que la cendre volante ?

La cendre volante est une poudre fine recueillie dans les gaz de combustion des centrales électriques à charbon. Elle est principalement composée de silice, d’alumine, d’oxyde de fer et d’oxyde de calcium. En fonction de sa composition chimique, elle est classée en Catégorie F (faible teneur en calcium) ou en Catégorie C (forte teneur en calcium). La cendre volante améliore la lavorabilité, la durabilité et la résistance à long terme du béton. Ses propriétés pozzolaniennes lui permettent de réagir avec l’hydroxyde de calcium présent dans le ciment pour former des composés cimentaires supplémentaires.

Qu’est-ce que la gangue de charbon ?

Le gangue de charbon est un matériau résiduel hétérogène extrait en même temps que le charbon lors des opérations d’extraction. Il se compose de divers minéraux, notamment des argiles, du grès, du schiste et de matières carbonées. Sa composition varie considérablement en fonction des conditions géologiques du gisement de charbon. Traditionnellement, le gangue de charbon était considéré comme un produit déchet, souvent jeté en grandes quantités, ce qui entraînait des problèmes environnementaux tels que l’occupation des terres, des incendies spontanés et la pollution de l’eau.

Le poussier de gangue de charbon peut-il remplacer la cendre volante ?

Comparaison Chimique et Minéralogique

Pour que la gangue de charbon puisse remplacer convenablement les cendres volantes, ses propriétés chimiques et minéralogiques doivent être comparables. Ces deux matériaux appartiennent à la famille des aluminosilicates, mais la gangue de charbon présente généralement une teneur en carbone plus élevée et plus variable, ainsi qu’une réactivité plus faible dans son état brut. Afin d’améliorer son activité pozzolanaque, la gangue de charbon doit souvent être activée par calcination. Lorsqu’elle est calcinée à des températures appropriées (généralement entre 600°C et 900°C), la kaolinite qu’elle contient se transforme en métakaolin, un pozzolan très réactif.

Des études ont montré que la poudre de gangue de charbon, lorsqu’elle est correctement traitée, peut présenter des indices d’activité pozzolaneuse qui répondent aux normes exigées pour l’agrégat volant. La clé réside dans le contrôle du processus de calcination ainsi que du broyage ultérieur, afin d’obtenir la finesse et la réactivité souhaitées.

Performances du béton

Les recherches indiquent que le béton contenant de la poudre de gangue de charbon calciné peut atteindre des propriétés mécaniques et une durabilité comparables, voire supérieures, à celles du béton à cendres volantes. La teneur en métacoline contribue au développement précoce de la résistance et à une meilleure résistance aux attaques chimiques. Cependant, la variabilité de la composition de la gangue de charbon brut exige un contrôle de qualité strict pendant le traitement afin de garantir une performance constante.

Avantages environnementaux et économiques

L’utilisation de la poudre de gange de charbon présente de nombreux avantages environnementaux. Elle réduit la charge environnementale générée par les tas de gange et diminue la demande en cendres volantes, devenues de plus en plus rares. Sur le plan économique, elle offre une utilisation valorisante pour un matériau de déchet, pouvant潜在地 baisser les coûts de production de béton, en particulier dans les régions proches des mines de charbon.

Équipements essentiels pour la préparation de la poudre de boues de charbon

La transformation de la gangue de charbon brut en une poudre de haute qualité, réactive et appropriée pour le béton, nécessite une série d’étapes de traitement, principalement impliquant la broyage, la calcination et le mélange. Le choix du matériel adapté est crucial pour obtenir une qualité de produit satisfaisante de manière efficace et économique.

1. Concassage primaire

Le matériau gangueux du charbon brut est généralement de taille importante et irrégulière. Des concasseurs primaires, tels que les concasseurs à mâchoires, sont utilisés pour réduire sa taille à un niveau acceptable (généralement en dessous de 50 mm) afin de pouvoir procéder à des traitements supplémentaires.

2. Calcinage

La calcination est une étape essentielle pour activer les propriétés pozzolaniques. Des fours rotatifs ou des furnaces à lit fluidisé sont généralement utilisés pour ce processus. La température et le temps de séjour doivent être soigneusement contrôlés afin d’obtenir une formation optimale de la méta-céramique, sans surchauffe.

3. Moulage et classification

Après la calcination, le matériau doit être broyé en une poudre fine. La finesse et la distribution des tailles de particules sont des facteurs cruciaux qui influencent la réactivité du produit final. C’est ici que les moulins de broyage avancés jouent un rôle essentiel.

Équipement de broyage recommandé : Moulin ultrafin SCM

Pour produire de la poudre de gangue de charbon de haute qualité et d’une finition constante, notreMoulin ultramicroscopique SCMC’est un choix exceptionnel. Cette usine a été conçue spécialement pour permettre un broyage ultra-fine, indispensable à la pleine révélation des propriétés pozzolaniques du gangue de charbon calciné.

Pourquoi choisir le moulin ultrafin SCM ?

• Haute efficacité et économies d’énergie :Sa capacité est deux fois supérieure à celle des moulins à jet, et sa consommation d’énergie a été réduite de 30 %, ce qui permet des économies significatives sur les coûts d’exploitation. Son système de contrôle intelligent s’ajuste automatiquement afin de maintenir la finesse du produit ciblé.
• Classification de haute précision :Équipé d’un séparateur à turbine verticale, il garantit une séparation précise des tailles de particules (D97 ≤ 5μm) sans contamination par de la poussière grossière, ce qui permet d’obtenir un produit uniforme et hautement réactif.
• Conception durable :Les rouleaux et les anneaux de broyage sont fabriqués à partir de matériaux spéciaux résistants à l’usure, ce qui prolonge considérablement leur durée de vie. Le design innovant de vis sans charnières, présent dans la chambre de broyage, assure un fonctionnement stable et fiable.
• Protection de l’environnement :Le système intégré de collecte de poussière par impulsions dépasse les normes internationales en termes d’efficacité. La conception de la salle insonorisée de la moulinère maintient le bruit de fonctionnement en dessous de 75 dB, créant ainsi un meilleur environnement de travail.

Spécifications techniques

La série SCM propose de nombreux modèles répondant à diverses besoins de production, allant du prototype à une production industrielle de grande envergure. Par exemple, le modèle SCM1000 peut traiter de 1,0 à 8,5 tonnes par heure, grâce à un moteur principal d’une puissance de 132 kW, et produire une poudre ayant une finesse comprise entre 325 et 2500 mesh.

Une solution alternative : Moulin à trapèze de la série MTW

Pour les applications où un produit à très fine granule n’est pas strictement nécessaire, ou pour une réduction initiale de la taille avant la broyage à très fine granule, notre…Moulin à trapèze de la série MTWIl propose une solution solide et efficace. Il est idéal pour la production de poudre de gangue de charbon dans la gamme de 30 à 325 mesh (0,045 à 0,6 mm).

Avantages de la meule trapézoïdale MTW

• Conception de pelle résistante à l’usure :Les caractéristiques de cette pelle comprennent des lames combinées qui réduisent les coûts d’entretien, ainsi qu’un design incurvé qui prolonge la durée de vie des rouleaux de broyage.
• Flux d’air optimisé :Le canal d’air incurvé réduit les pertes d’énergie et améliore l’efficacité de transmission, étant protégé par des plaques de protection résistantes à l’usure.
• Mécanisme d’entraînement intégré :Un système de transmission à engrenages dentelés offre une efficacité de 98 %, permettant d’économiser de l’espace et de réduire les coûts d’installation.
• Structure de boîtier résistante :La volute résistante à l’usure, dotée d’un design anti-obstruction, améliore l’efficacité de la séparation de l’air et réduit les coûts d’entretien de 30 %.

Spécifications techniques

La série MTW comprend des modèles tels que le MTW175G, qui peut manipuler des charges allant de 9,5 à 25 tonnes par heure grâce à un moteur principal de 160 kW, ce qui en fait un excellent choix pour les lignes de production de taille moyenne à grande.

Conclusion

La poudre de gangue de charbon, après une calcination adéquate et un broyage fin, possède un potentiel considérable pour remplacer de manière durable et efficace la cendre volante dans les applications en béton. Son utilisation ne répond pas seulement aux défis de gestion des déchets liés à l’extraction du charbon, mais offre également un matériau céramique supplémentaire fiable. La clé pour exploiter ce potentiel réside dans l’utilisation d’équipements de traitement avancés et efficaces.

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