利用劣質(zhì)煤矸石生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燒結(jié)磚的要點(diǎn)

利用劣質(zhì)煤矸石生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燒結(jié)磚的要點(diǎn)：

一、首先對(duì)煤矸石進(jìn)行化學(xué)、物理性能檢測(cè)和燒結(jié)熱工試驗(yàn)。

主要檢測(cè)的項(xiàng)目有化學(xué)成分組成、發(fā)熱量、塑性指數(shù)、干燥敏感性系數(shù)、顆粒級(jí)配、硬度、干燥線收縮、焙燒線收縮、燒成溫度、燒成溫度范圍、燒成后吸水率、石灰爆裂試驗(yàn)和泛霜試驗(yàn)等，必要時(shí)檢測(cè)礦物成分組成。

通過分析檢測(cè)和試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，確定該煤矸石是否可以用于生產(chǎn)燒結(jié)磚；可以生產(chǎn)什么磚（實(shí)心磚、空心磚還是空心砌塊等）；以及采用什么工藝、設(shè)備、窯爐來生產(chǎn)，切不可盲目建廠生產(chǎn)。

需要強(qiáng)調(diào)的是，在測(cè)定煤矸石的塑性指數(shù)時(shí)，需把全部試樣破碎到1mm以下，然后用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀檢測(cè)。這是因?yàn)橥环N物料，顆粒的大小對(duì)該物料的塑性影響很大。例如某地的頁巖，粉碎到1mm以下時(shí)測(cè)得的塑性指數(shù)是7.2，同樣這種頁巖粉碎到0.5mm以下時(shí)測(cè)定的塑性指數(shù)是11.2，差別很大。

實(shí)驗(yàn)室確定破碎顆粒1mm以下，比較接近實(shí)際生產(chǎn)物料破碎控制粒度（2mm）。如果實(shí)驗(yàn)室也把物料顆粒放大到2mm，容易造成測(cè)定儀平衡錐下落時(shí)被較大顆粒擋住受阻，造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)。

另外，煤矸石發(fā)熱量的測(cè)定方法目前沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際工作中都是按照按GB/T 213-2003《煤的發(fā)熱量測(cè)定方法》測(cè)定。不可用工業(yè)法測(cè)定，因?yàn)楣I(yè)法是利用經(jīng)驗(yàn)公式檢測(cè)計(jì)算，針對(duì)不同的煤種有不同的應(yīng)用公式，一般都不適用煤矸石。

二、使用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚必然是內(nèi)燃焙燒工藝。

如果煤矸石化學(xué)成分和物理性能均適合制磚，那它的發(fā)熱量就成為決定生產(chǎn)工藝技術(shù)的主要因素。當(dāng)其發(fā)熱量在450×4.17kj/kg左右，比較適合生產(chǎn)全煤矸石、全內(nèi)燃燒結(jié)磚，不需摻配其他物料和燃料。如果發(fā)熱量較高，則成為超內(nèi)燃焙燒了，但全煤矸石制磚原料的發(fā)熱量最高不可超過600×4.17kj/kg。

對(duì)超內(nèi)燃焙燒，則需要改進(jìn)生產(chǎn)工藝，延長(zhǎng)焙燒時(shí)間，并且要根據(jù)發(fā)熱量超值的多少專門設(shè)計(jì)適當(dāng)加長(zhǎng)的焙燒隧道窯，在窯頭窯尾均應(yīng)設(shè)置兩道窯門，并酌情設(shè)計(jì)安裝余熱回收系統(tǒng)、煙氣再燃系統(tǒng)、增加煙氣哈風(fēng)調(diào)控系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)、急冷助燃系統(tǒng)、窯外鼓風(fēng)系統(tǒng)、窯底平衡降溫系統(tǒng)、富余熱量排放系統(tǒng)等，控制制品在低溫燃燒階段和燒成溫度范圍內(nèi)將坯體內(nèi)的過多可燃物緩慢燃盡，方能夠確保生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品（產(chǎn)品強(qiáng)度可達(dá)WU20以上）。

如果煤矸石發(fā)熱量過低，則需在制坯原料中摻配適量原煤或中煤，或窯外補(bǔ)充投煤（不推薦窯外投煤，因?yàn)闀?huì)增加煙氣顆粒物濃度）。

如果煤矸石發(fā)熱量過高，則要摻配適量可以用來制磚的沒有發(fā)熱量的物料，比如頁巖、黏土、過火煤矸石等。如果沒有可摻配的物料，可視煤矸石的具體情況篩選、風(fēng)選、浮選或低溫燃燒脫碳后，再按混合后發(fā)熱量450×4.17kj/kg左右摻配使用，解決發(fā)熱量過高的問題。

三、煤矸石多為塊狀巖石，一般塑性指數(shù)都較低（含有蒙脫石的例外），采用濕塑擠出成型較為困難，可以通過以下幾種辦法解決：

1、提高煤矸石的破碎細(xì)度。

生產(chǎn)普通磚將原料破碎到極限顆粒2mm以下，生產(chǎn)大孔洞率薄壁產(chǎn)品為1mm以下。先機(jī)械破碎、過篩，然后將部分篩上大顆粒料再用磨機(jī)細(xì)磨到0.5mm以下，與篩下細(xì)料混合，增加混合料中的細(xì)小顆粒，并且顆粒級(jí)配合理，可大大提高混合料塑性指數(shù)。

2、選用硬擠出真空成型機(jī)。

近幾年我國(guó)磚瓦生產(chǎn)裝備的技術(shù)、性能、質(zhì)量都發(fā)展很快，磚瓦成型真空擠出機(jī)擠出壓力可以達(dá)到4.0MPa以上，坯體成型水分可以低到13%。對(duì)塑性指數(shù)小到5的原料都可以擠出高質(zhì)量的坯體，可適用塑性指數(shù)相對(duì)較低的煤矸石。

3、摻配適量塑性高的物料。

有條件的話，摻配適量塑性高的物料，比如淤泥、頁巖、黏土等，是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效提高物料塑性的措施。對(duì)多種物料摻配混合使用，一是要摻配比例合理恰當(dāng)，計(jì)量準(zhǔn)確；二是要保證各種物料混合均勻，特別是密度差別較大的多種物料，除使用攪拌機(jī)等常用設(shè)備外，還應(yīng)使用輪碾機(jī)、圓盤篩式擠料機(jī)等強(qiáng)制混合揑練設(shè)備。

4、對(duì)泥料蒸汽加熱擠出成型。

在真空擠出成型之前的泥料攪拌機(jī)上增加蒸汽加熱系統(tǒng)，加熱后的泥料塑性明顯提高，不但保證成型坯體外觀和內(nèi)在質(zhì)量，還可以降低擠出機(jī)負(fù)荷，縮短濕坯干燥時(shí)間。蒸汽可在隧道窯上安裝余熱鍋爐獲得。

5、對(duì)泥料兩次真空練泥處理。在泥料進(jìn)入真空擠出成型磚機(jī)之前，將泥料輸送入真空練泥機(jī)（真空攪拌擠出機(jī)）先進(jìn)行一次抽真空揑練，然后再輸送到真空磚機(jī)擠出成型。經(jīng)過多次抽真空處理的泥料塑性可提高，擠出成型的坯體密度增大，濕坯強(qiáng)度提高，外觀質(zhì)量明顯提高。

四、生產(chǎn)全煤矸石優(yōu)質(zhì)燒結(jié)磚選擇一次碼燒工藝，應(yīng)采用隧道干燥室和隧道焙燒窯單獨(dú)分設(shè)的“煙熱分離”技術(shù)，便于生產(chǎn)當(dāng)中分別調(diào)整和控制坯體的干燥過程和焙燒過程，可避免制品產(chǎn)生裂紋等缺陷，保證產(chǎn)品質(zhì)量，并且易于焙燒煙氣治理的達(dá)標(biāo)。

五、全內(nèi)燃煤矸石燒結(jié)磚選用一次碼燒工藝，坯體多層疊壓碼垛，易在疊壓層面產(chǎn)生黑斑壓花，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

除采用“低溫慢燒”工藝外，可在濕坯碼垛之前在坯體頂上面撒一層薄砂，增加坯體疊摞之間的空隙，便于空氣流通而減輕壓花產(chǎn)生?；蚋呐黧w立著碼垛為臥著碼垛，使壓花產(chǎn)生在坯體成型鋼絲切割大面上，保證條、頂面沒有壓花而不影響使用外觀。

六、劣質(zhì)煤矸石往往含有許多對(duì)制磚有害的物質(zhì)，極易造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，常見的有制品石灰爆裂和泛霜現(xiàn)象。

石灰爆裂是因?yàn)槊喉肥泻?/span>方解石、石灰石等礦物，焙燒后成生石灰（CaO）,出窯后吸收空氣中的水分生成熟石灰【Ca(OH)2】,同時(shí)體積劇烈膨脹而破壞磚體。對(duì)這種煤矸石需粉碎到粒徑小于2mm,并且把剛出窯產(chǎn)品立即飽和浸水，即可有效防止制品石灰爆裂，保證優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量。

泛霜多為煤矸石中含硫物質(zhì)和一些金屬氧化物在焙燒過程中反應(yīng)生成的硫酸鎂、硫酸鈉等可溶鹽，吸水后溶解，又在干燥過程中隨水分移到磚表面，水分蒸發(fā)后在磚表面析出結(jié)晶物，形成一層白色粉末，影響產(chǎn)品外觀。并且可溶無機(jī)鹽脫水結(jié)晶會(huì)體積膨脹，給磚建筑砌體造成一定的損害。

對(duì)此，可通過強(qiáng)化原料粉碎，提高原料細(xì)度和適當(dāng)延長(zhǎng)焙燒及保溫時(shí)間，使可溶無機(jī)鹽生成不溶于水的硅酸鹽，或把無機(jī)鹽“燒死”而不易溶水析出，減輕或杜絕泛霜現(xiàn)象。

七、關(guān)于煤矸石磚斷面的“黑心”。

內(nèi)燃磚打開斷面，中間一般都是黑色的，煤矸石磚更是明顯。造成的原因一個(gè)是焙燒溫度及時(shí)間都不夠，焙燒欠火，磚坯內(nèi)部所含燃料沒有燃盡。另一個(gè)原因是焙燒帶升溫較快，表層過早燒結(jié)，空氣進(jìn)不去磚坯內(nèi)部缺氧高溫“過火”燃燒，磚坯內(nèi)氧化物多生成低價(jià)鐵而顯黑色?？赏ㄟ^控制升溫速度、延長(zhǎng)低溫焙燒時(shí)間等措施，使窯內(nèi)空氣充分進(jìn)入坯體，坯體內(nèi)外的可燃物盡量足氧燃燒，可減少過火黑心磚，杜絕欠火黑心磚。

八、對(duì)其他某些化學(xué)成分、物理性能以及礦物組成較特殊的劣質(zhì)煤矸石，也可按我們現(xiàn)在研發(fā)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，選用針對(duì)性的相關(guān)措施解決處理后，均可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)燒結(jié)磚。

利用劣質(zhì)煤矸石替代黏土、頁巖等受保護(hù)的資源，采用我們已經(jīng)掌握的成熟的生產(chǎn)工藝技術(shù)生產(chǎn)燒結(jié)磚，能夠生產(chǎn)達(dá)到或超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5101《燒結(jié)普通磚》、GB13544《燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊》各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)磚。可實(shí)現(xiàn)大量處理煤矸石，并且不產(chǎn)生尾料、廢渣等二次固體廢棄物；可實(shí)現(xiàn)廢棄資源有價(jià)值、有效的利用 ，徹底消除煤矸石對(duì)環(huán)境的污染 。

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