煤矸石烧结砖生产技术论文
如果以煤矸石代替黏土制砖，则既不耗能也不需挖土毁田，还利用了煤炭工业排放的废料-----煤矸石;下面是小编整理了煤矸石烧结砖生产技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
煤矸石烧结砖生产技术论文篇一
利用废弃煤矸石制砖技术浅析
摘要：煤矸石是一种固体废弃物，又是一种宝贵的资源。本文针对煤矸石的化学成分、物理特性和发热值等特点，介绍了煤矸石制砖技术
方法和工艺流程。
关键词：煤矸石制砖
中图分类号：P618文献标识码： A
煤炭是我国长期最主要的能源，其资源非常丰富，2013年产量已超过37亿吨。随着煤炭生产的不断扩展，煤矸石的产生量与日俱增，煤矸石产生量按原煤产量的15%计，每年煤矸石至少增加5.55亿吨，历年积存下来的煤矸石已超过45亿吨，占地40万亩以上，而且仍在继续增加。这样大量的煤矸石已严重地污染了环境，并侵占了大量的土地和农田，破坏了土地资源.如不加紧有效利用，将影响煤炭工业的正常发展，影响周围环境质量。近年来，国内外许多专家学者对于煤矿资源的开采、利用、环境、生态及可持续发展问题均有系统的研究，并提出了绿色开采技术体系，其中对于煤矸石的利用就是
该系统主要措施之一。
1、煤矸石的来源及主要成份
1.1煤矸石的来源及产生情况
煤矸石是夹在煤层中，与煤伴生的岩石。是采煤和选煤过程中排出的废弃物。其产生的途径有以下三种：a在井简与巷道掘进过程中，开凿排出的煤矸石;b.在采煤和煤巷掘进过程中，由于煤层中夹有矸石或削下部分煤层顶底板，使运到地面中的煤炭中含有煤矸石。c.洗煤厂产生的洗矸和少量人工挑选的拣矸。煤矸石的来源及产生
情况见表1。
表1 煤矸石的来源及产生情况见表
1.2煤矸石的主要成分
煤矸石的化学成分是煤矸石煅烧后灰渣的成分，其化学成分和粘土相似，可用于筑路、生产烧结砖及非烧结砖、混凝土制品、砌筑砂浆材料和陶粒等轻骨料。有的煤矸石含硅较高。可作为硅质原料，用作水泥原料和混合材料等。煤矸石的组成和性质是选择利用途径和指导生产的重要依据。煤矸石的主要化学成分为铝和硅的氧化物。此外，还占有微量元素和稀有元素 Be、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、V、Zn、In、
Bi、Gk等，有的还含有放射性元素。
煤矸石的化学成分比较
2、煤矸石带来的环境问题
煤矸石作为固、液、气三害俱全的工业废料，它的长期堆放不仅浪费了资源，占压了大量的土地，而且污染了水源、土壤和周围的环
境，严重影响了矿区居民的生态生活条件。
煤矸石随着煤炭开采或洗选出来后，堆于井口附近，长此已久，就形成了矸石山，这些矸石山大多紧邻居民区，占压了大量的生活用地和建筑用地，以及大量的林地和耕地。据有关部门统计，目前我国历年累计堆放的煤矸石总积存量约为45亿t，年排出量3亿t，规模较大的矸石山将近1600座，占用土地约1.5万hm2，并且堆积量还以1.5～2.0倍的速度增加。这不仅破坏了矿区的生态环境，而且影响
了矿区的自然景观，引发了一系列社会和自然问题。
煤矸石堆放污染水源煤矸石中含有Si、Cu、Zn、Pb、S、Fe、等有害元素经过长期雨、雪淋漓溶解，把煤矸石中部分有害元素随地表径流转入江、河、湖和地下水中，造成水中有害元素含量增加，在煤矸石自燃区还产生了自然硫、雄黄、氯化铵、硫铵石、无水芒硝、水硫酸铝石、六水镁矾等矿物，这些矿物质受雨水淋溶，会使矿区水
质硬化，污染水源。
煤矸石堆放污染土壤煤矸石中除含有SO2、SiO2、A1203、Fe、Mn等常量元素外，还有少量有毒重金属如HPh、Ga、Ti、Sn、V等，煤矸石经风吹、日晒、雨淋等分化作用，部分元素浸入土壤中，造成土壤污染。同时，煤矸石中的SO2和SO3，等硫化物遇水发生化学反应，
使土壤慢慢酸化，破坏土壤肥力，使植物不能生长。
煤矸石堆放污染空气露天堆放的煤矸石，日积月累，使矿区悬浮物大大增加。煤矸石自燃，排出大量的CO、SO2、SO、NO2等有害
气体和烟尘，严重污染矿区的空气质量。
煤矸石山失稳引起重力灾害煤矸石山的稳定性，受矸石堆基础岩土体的抗剪强度特性、本身的结构、石堆的形状和基础岩土体孔隙的水压力等因素所制约[2]。煤矸石的堆放的自然安息角为38。～40。，超过这个角度范围或在人为开挖以及降雨量强度达到60mrrdh口时容易引发重力灾害，如泥石流、滑坡、坍塌等造成人员伤亡和财产损失。在煤矸石内部，空隙较大，与空气接触氧化产生大量热量，尤其在夏季高温闷热的情况下，容易使煤矸石山内部发生爆炸，严重威胁
到矿区居民生命财产安全。
3、利用废弃煤矸石制砖
本文主要介绍利用煤矸石制砖的工艺过程。
我国利用煤矸石制砖，利用煤矸石自身的发热量提供的热能来完成干燥和焙烧的工艺过程，基本不需外加燃料，仅在煤矸石发热量较低时才向煤矸石中参入少量煤炭。只是煤矸石烧制砖的工艺比粘土制砖工艺增加了一道粉碎工序。风化后的煤矸石添加少量的胶结材料和激活剂生产的煤矸石砖，具有独特力学性质和抗冻性等优点均达到G
B5101-85规定的100#标准。
利用煤矸石制砖包括用煤矸石生产烧结砖和作烧砖内燃料。
泥质和碳质煤矸石质软、易粉碎，是生产煤矸石砖的理想原料。用煤矸石粉料压制成的坯料.要求塑性指数在7～l7之间，塑性指数过高的，要掺加瘦化剂;塑性指数过低的.砖坯子不能成型，焙烧后的废品率也高。煤矸石的发热量要求在2l00～4200KJ/kg之间，发热量过
低需加煤.以免砖欠烧;发热量过高时易造成砖过火。
煤矸石制砖是以煤矸石为主要原料，煤矸石一般占坯料重量的80%以上，有的全部以煤矸石为原料，有的外掺拂腾炉渣或少量粘土。该生产工艺是将煤矸石破碎后，配以适当的石灰按粘土砖或蒸气养护砖的生产工艺加工而成。除煤矸石需要粉碎外，其工艺与粘土砖生产工艺基本相同。图1是以自燃煤矸石和沸腾炉渣为原料生产煤矸石蒸
养砖的生产工艺流程。
固体原料经破碎、粉磨，并与水按比例混合搅拌.待石灰消解后压成坯体，利用沸腾锅炉提供蒸气，在养护室内进行蒸气养护制成蒸养砖。如果采用生矸石为原料的制品，称为内燃砖。用煤矸石作烧砖内燃料制砖生产工艺与用煤作燃料基本相同，只是增加了煤矸石的粉碎工序。内燃砖要求在原料上严格控制Ca0等有害物质的量，保持热值稳定，保证原料细度与水量要求均匀.严格控制升温条件。一般每块砖(坯重约2.4Kg)只需要热值3.97×103～5.016×103Kj/kg。超过此值，称为超内燃砖。生产煤矸石砖只要保持热值稳定，搞好余热利用.采用热值2.09×103―4.18×l03KJ/kg的煤矸石就能满足焙烧
需要的热量。煤矸石砖规格和性能与普通粘土砖相同。
从图1可看出.煤矸石制砖的工艺过程和粘土砖相似.主要包括原料的破碎、粉碎、混合料的加工和成型、砖坯干燥和焙烧等工序。原料的粉碎通常采用颚式破碎机、反击式破碎机、风选锤式破碎机、风选球磨机等。由于煤矸石粉料的浸水性差，一般均采用二次搅拌或蒸汽搅拌使成型水份在泥料中均匀分布，以改善泥料塑性，成型水份一般为l5～20%。煤矸石砖的成型有湿塑法和半干压法两种，湿塑法采用各种型号的螺旋机挤出砖坯，半干压法可采用夹板压砖坯成型或锤成型，但后者很少采用。焙烧过程与粘土砖基本相同，只是煤矸石砖内的可燃物多，发热量高，要相应延长恒温时间。生产煤矸石砖技术成熟、产品质量好，有较好的经济效益。
煤矸石作为砖内燃料，在我国已有较长的历史，应用非常广泛.生产技术成熟，节能效果显著。
我国煤矸石砖的标号都在150以上，容重一般为l400～1650kg/m3，抗冻、耐酸、碱等性能都比较好，可以代替粘土砖使用。我国目前有700多家工厂生产煤矸石砖，每年生产煤矸石砖l30多亿块，相当于少挖农田7000多亩，少用煤炭240多万吨。每块砖的成本一般在0.16元左右。
4、结束语
煤矸石的利用要坚持“因地制宜，积极利用”的指导思想。提高我国煤矸石综合利用技术水平，加强对各地煤矸石成分、结构、特性等基础研究，积极提高煤矸石利用的效率和科技含量，以及煤矸石的经济附加值和有效成分的综合利用率。减轻矿区的大气污染和地下水的污染，还可以减少土地占用，又能回收有价值资源。
参考文献：
[ 1 ]王广金 ，煤矸石的开发利用是可持续发展的一项重大内容[J].中国物资再生，1999，(12)：32-33
[ 2 ].周翠红，常红，煤矸石综合利用技术综述 [J]. 选煤技术，2007，(2)61-64
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[ 4 ]尚凤梅， 浅谈煤矸石的综合利用[J]. 山东煤炭科技，2003，(1)：7-9
[ 5 ]赵国智，李仲学，刘峰，煤矸石作铁路路基的技术经济分析[J]. 中国煤炭，2006，(3)：55-57
作者简介：
1、刘鹏(1978~)，男，陕西蓝田人，副教授，注册安全工程师，2003年毕业于西安科技大学采矿工程专业，现在兰州资源环境职业技术学院从事采矿工程及煤矿安全工程教学、科研。
2、连国桢(1961~)，男，甘肃天水市甘谷人，高级工程师，国家注册安全工程师，从事安全生产管理与安全科技和执行技术规范工作研究。
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