[发明专利]煤矸石砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加入多孔物质的煤矸石砖，具体涉及一种煤矸石砖。

背景技术

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。当前我国是粉煤灰排量较大的工业废渣之一。

煤矸石作为我国排放量最大的工业固体废弃物之一。目前在全国已累计堆存30多亿吨，占地约1.2×104公顷。而且每年煤矸石的排放量相当于当年煤炭产量的10％左右。年排放速度将大于1.6亿吨。堆放煤矸石不仅占用大量土地，而且污染环境，影响人们的生活和健康。另外，煤矸石山经常发生自燃，不仅浪费能源，而且产生大量烟尘和有害气体。自燃的煤矸石山在一定的条件下还会发生爆燃，还会诱发崩塌与滑坡，直接危害附近的建筑设施和人身安全。所以，砖厂开始利用煤矸石和粉煤灰烧制煤矸石砖。

在制备多孔煤矸石砖时，为了使煤矸石多孔砖孔洞率增加从而减少煤矸石砖的自重，并降低传热系数从而提高煤矸石砖的保温效果。公开号为CN104710189A的中国发明专利公开了一种煤矸石多孔砖用微孔成形剂及其微孔成形方法，其中，微孔成形剂包括的组分及其质量百分比如下：CaCO3为5-10％、Na2CO3为5-15％、稻灰为75-90％。方法步骤如下：步骤10、将煤矸石砖原料与微孔成形剂中混合并搅拌均匀，形成混合料，其中，微孔成形剂掺量为煤矸石砖原料质量的4.5％～5.5％，然后喷洒液剂使之可塑，该液剂为水。步骤20、将可塑的混合料进行塑性与烧制即可。

但是，由于在微孔成形剂中引入了CaCO3，在焙烧过程中CaCO3受热分解后形成CaO，而CaO引起的石灰爆裂现象会对砖体造成破坏。

发明内容

本发明意在提供一种煤矸石砖及其制备方法，通过加入成孔剂达到提高砖体内孔洞率的目的，同时通过改变成孔剂的组分和加工工艺，避免了砖体出现石灰爆裂现象。

本方案中的煤矸石砖，方案为：其组分及其质量份数如下，发热量在1800kJ/mol-2000kJ/mol的煤矸石60-70份、粉煤灰20-30份、卡松2-3份、磷酸二氢铝5-8份，还包括成孔剂4-6份，成孔剂组分及其质量份数如下，木屑2-5份、稻壳6-10份、纯碱20-30份、浮石30-40份，珍珠岩30-40份。

有益效果：以煤矸石和粉煤灰为骨料，加入卡松使砖具有防霉防菌的功能，加入磷酸二氢铝作为骨料的粘结剂，可以提高骨料的可塑性，提高挤出成型时砖坯的质量。煤矸石发热量在1800kJ/mol-2000kJ/mol可以在焙烧时节省燃料，同时避免发热量过高时烧砖过火。成孔剂选用木屑、稻壳、纯碱、浮石和珍珠岩，其中，浮石和珍珠岩利用其本身孔隙率大，质量轻的特点。纯碱在高温时分解产生二氧化碳，由于在焙烧时砖坯内部颗粒的表面被熔融的玻璃质覆盖，使得二氧化碳无法排除从而在砖坯内部形成气泡。木屑和稻壳由于具有较大的烧失量大，特别是在300-400摄氏度时，达到挥发分最大挥发速率。与纯碱高温分解时的温度不同，避免了成孔时的互相影响。所以，本方案中成品煤矸石砖具有较高的孔洞率，能有效降低砖体自身的总量，且由于孔洞率高还能降低传热系数从而达到保温的效果。

本方案中的煤矸石砖制备方法，方案为：由以下具体步骤制成：

(1)人工检测配料，使煤矸石的发热值在1800kJ/mol-2000kJ/mol，

(2)将煤矸石、粉煤灰、卡松和磷酸二氢铝混合后去除废铁，

(3)将混合后的混合料粗碎、粉碎、最后球磨机研磨至最大颗粒粒径小于1毫米，

(4)将成孔剂破碎研磨至最大颗粒粒径小于0.6毫米，

(5)将成孔剂和混合后的混合料混合再加入总重量比15％-20％的水，搅拌均匀后陈化3-5天，

(6)将陈化后的混合原料挤压成型，成型压力在2.5-3.5Mpa，控制成型水分为14％-16％，

(7)挤压成型的砖坯干燥脱水10-12h，干燥时控制气流温度为115-125摄氏度，脱水后的砖坯的含水率低于5％，

(8)将干燥后的砖坯送入焙烧室，在1000-1050摄氏度条件下焙烧成型，在1050摄氏度保温6h。