利用煤矸石生產(chǎn)內(nèi)燃磚的探索

趙 華，趙姝蓉

（1．恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院建工系，湖北 恩施 445000；2．湖北民族學(xué)院醫(yī)學(xué)院，湖北 恩施 445000）

利用煤矸石生產(chǎn)內(nèi)燃磚的探索

趙 華1，趙姝蓉2

（1．恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院建工系，湖北 恩施 445000；2．湖北民族學(xué)院醫(yī)學(xué)院，湖北 恩施 445000）

利用工業(yè)廢料生產(chǎn)普通磚或砌塊等新型墻體材料，是我國(guó)墻體材料改革的發(fā)展趨勢(shì)之一。這一舉措不僅使工業(yè)廢料得到了綜合利用，也保護(hù)環(huán)境；而且給生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。符合節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。本文就武陵地區(qū)煤矸石的綜合利用——生產(chǎn)煤矸石內(nèi)燃磚做了生產(chǎn)性試驗(yàn)探索。

煤矸石；內(nèi)燃磚；探索

利用煤矸石做內(nèi)燃磚國(guó)外早在20世紀(jì)80年代就開始研究。由于煤矸石塑性及熱值低而且成分波動(dòng)大，煤矸石磚質(zhì)次價(jià)高的問題未能解決，所以一直沒有廣泛地推廣應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，粉磨設(shè)備推陳出新，均化手段日趨完善，煤矸石磚的質(zhì)量有了大幅度提高，已趕上或超過黏土磚、粉煤灰磚等燒結(jié)磚和蒸壓灰砂磚、爐渣磚等非燒結(jié)磚，同時(shí)節(jié)省了大量能源，改善了環(huán)境。

武陵地區(qū)的煤炭資源較為豐富，煤礦眾多。強(qiáng)化開采后煤矸石產(chǎn)量隨之增加，天長(zhǎng)日久造成堆放不斷擴(kuò)大，占用大量田地。為了變廢為寶，綜合利用，我們就恩施州長(zhǎng)林煤礦煤矸石山的煤矸石制內(nèi)燃磚做了生產(chǎn)性試驗(yàn)。煤矸石內(nèi)燃磚的試驗(yàn)過程如下。

1 煤矸石的取樣及理化指標(biāo)分析

為了確保試驗(yàn)的代表性和普遍性，我們?cè)诿喉肥讲扇￠g距為15m的網(wǎng)絡(luò)取樣法，加工后的煤矸石劃分網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，再按四分法取樣5kg，進(jìn)行理化指標(biāo)測(cè)試，結(jié)果如下：平均發(fā)熱量1036kJ?kg-1，塑性指數(shù)LP=6.65，化學(xué)成分見表1。

表1 煤矸石代學(xué)成分 /%

從測(cè)試數(shù)據(jù)來看，塑性指數(shù)偏低，全部用煤矸石直接成型效果較差。就化學(xué)成分來講，SiO2較高，可以直接使用。就其發(fā)熱量來講，雖然低，但為了節(jié)約能源，是可以代替一部分燃料的，不足部分，外加燃料補(bǔ)充。

2 黏土的取樣及理化指標(biāo)的測(cè)試

取樣方法同上。黏土是使用飛龍水泥廠土源的黏土，紅色，自然含水率6.16%，塑性指數(shù)LP=19.78，見表2。

表2 黏土化學(xué)成分 /%

3 混合料的理化指標(biāo)的測(cè)試

這次生產(chǎn)性探索試驗(yàn)分兩組進(jìn)行。第一組80%煤矸石，20%黏土；第二組90%煤矸石，10%黏土?；旌狭系木C合性能可以直接判斷燒成效果，結(jié)果見表3。

表3 兩組混合料的綜合性能指標(biāo)

從以上測(cè)試的數(shù)據(jù)可知，含80%煤矸石的混合料各項(xiàng)指標(biāo)都合格，燒成效果應(yīng)該是比較理想的；而含90%煤矸石的混合料化學(xué)成分合格，但塑性指數(shù)、干燥收縮率偏低，造成成型困難、燒成困難。所以最終決定選擇含80%的煤矸石的混合料進(jìn)行焙燒試驗(yàn)。

4 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、工藝流程及有關(guān)參數(shù)的選擇

（1）實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：分別在立新建材廠和東升建材廠進(jìn)行焙燒試驗(yàn)。

（2）制磚工藝流程簡(jiǎn)圖：

（3）有關(guān)工藝參數(shù)選擇

預(yù)熱時(shí)間：4.5h，預(yù)熱帶長(zhǎng)度為15m。燒成帶長(zhǎng)度為7m，火行速度：1.1m?s-1。保溫時(shí)間：4.5h。焙燒溫度：930～1020℃，降低30℃（通常950～1050℃）。

外加煤與內(nèi)燃計(jì)算在內(nèi)，通?？偀岷闹笜?biāo)：2508kJ/塊。按重量比80%煤矸石，內(nèi)燃料占熱耗2056kJ/塊，外加煤應(yīng)占熱耗452kJ/塊，即154kg標(biāo)煤/萬塊。實(shí)際用外加煤是174kg標(biāo)煤/萬塊，也就是說內(nèi)燃煤矸石實(shí)際燃燒部分為：88.16%。

5 焙燒性能及成品檢驗(yàn)

（1）燒成收縮率：δ燒=1.65%；

（2）總收縮率：δ總=5.56%；

（3）外觀檢驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 外觀檢驗(yàn)結(jié)果

（4）強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果

（5）吸水率檢驗(yàn)：立新建材廠：10.6%；東升建材廠：10.1%。

（6）抗凍性試驗(yàn)：凍融循環(huán)15次，質(zhì)量損失1.55%（規(guī)定值＜2%），無缺棱掉角，無裂紋，合格。

（7）泛霜檢驗(yàn)：中等以下，合格。

（8）石灰爆裂檢驗(yàn)：無超標(biāo)準(zhǔn)爆裂點(diǎn)。

（9）成品磚含硫：SO3=0.64%（規(guī)定值＜1%），合格。

6 分析

總的來說，含80%煤矸石磚的生產(chǎn)性探索試驗(yàn)是成功的，成品檢驗(yàn)均符合成品磚GB 5101—2003要求，合格。

利用煤矸石做內(nèi)燃制磚的生產(chǎn)性探索性試驗(yàn)，其結(jié)果是成果可行的。但因煤矸石化學(xué)成分不均勻，熱值波動(dòng)大，要利用煤矸石做內(nèi)燃燃料制磚，首先應(yīng)解決煤矸石的均化問題，其次需加強(qiáng)生產(chǎn)控制和完善燒成制度問題。

[1] 魏鴻漢.建筑材料[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.147-160.

[2] GB5101—2003.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)普通磚[S].

[3] 孟薇.煤矸石的綜合利用[R].中國(guó)煤炭資源網(wǎng)，2007.

Exploratory Production of Coal Gangue Brick

ZHAO Hua1， ZHAO Shu-rong2
（1.Department of Construction Engineering， Enshi Vocational and Technical College， Enshi 445000， China;2.Medical College， Hubei University for Nationalities， Enshi 445000， China）

Using industrial waste to produce new wall materials， such as common brick or block， was one of the trends of our wall material reform. It was not only making use of the industrial waste， but also protected the environment. At the same time it would bring about great economic benefits. An exploratory production of coal gangue brick which was applied the coal gangue in Wuling area was carried out.

coal gangue; brick; explore

X 752

A

1671-9905（2010）09-0042-02

2010-04-21