[发明专利]专用土体稳定剂资源化处理煤矸石制造的免烧砖

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，具体地，涉及采用专用土体稳定剂资源化处理煤矸石制造的免烧砖。

背景技术

我国是全球煤炭开采量最大的国家，2015 年煤炭产量达 37.5 亿吨，占全球煤炭产量的 47%。煤矸石是煤炭的一种共伴生矿物，产生于煤炭的开采和洗选加工过程。其热值一般低于 6.3 MJ/kg，含有 氧化铝、氧化铁和氧化硅等无机灰分，总含量达到煤矸石总量的 60%～95%，因难以利用而成为一种工业固体废弃物。一般地，每生产1吨原煤会产生 0.15～0.2吨煤矸石。2012 年，我国煤矸石产生量达 6.5 亿吨，约占全国工业固废产生量的 40%。大量煤矸石露天堆放，已形成 2600 余座煤矸石山，累积堆存量达 50 多亿吨，占地 20 余万亩，成为我国积存量和年产量最大、占用堆积场地最多的一种工业废弃物。煤矸石的大量堆放带来了非常严重的社会、环境和经济问题。大量土地的占用，造成耕地、林地等面积的减少；因自燃产生有毒有害气体，有毒有害元素也会随着雨水淋溶和渗滤而污染地下水体和土壤，对生态环境造成严重危害；而且，煤炭企业每年还需要投入大量资金用于解决煤矸石土地的征用、矸石山的污染以及应对山体滑坡和泥石流等自然灾害等问题。

作为大宗固体废弃物之一，煤矸石是一种没有充分利用的资源。犹太经典《塔木德》中说：“世界上没有废物，只是放错了地方。”在这个世界上没有无用的东西，任何无用的东西都是可以利用的，都能寻找到它存在的价值和用途。煤的伴生矿一煤矸石也是如此。我国作为全世界第一的产煤大国，具有全世界最大堆存量的煤矸石，对于煤矸石的资源化利用，变废为宝，充分利用其潜在的资源价值可有效保障矿区的土壤、大气、地下水、地表水等环境要素的质量安全，并可改善矿区生态环境，以保证现代煤矿企业的绿色可持续发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种采用专用土体稳定剂资源化处理煤矸石制造的免烧砖，所述免烧砖的制备材料包括90-97重量份的煤矸石粉、3-10重量份的水泥、8-10重量份的水以及0.01-0.1重量份的土体稳定剂，所述土体稳定剂由100重量份的水，1-15重量份的表面活性剂，0.1-10重量份的硼酸或硼酸盐组成。

所述水泥为425#普通硅酸盐水泥。

所述土体稳定剂的pH值被调整至8-11。

所述煤矸石粉的粒径不大于2mm。

所述表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、硬脂酸盐、烷基醚羧酸盐、丁基奈磺酸盐中一种或几种。

所述免烧砖的制备材料还包括0.1-1重量份的烷基二酸。

所述烷基二酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸中的一种或几种。

一种免烧砖的制备方法，包括以下步骤：

将煤矸石粉碎至不大于2mm的粒径；

将3-10重量份的水泥、8-10重量份的水与90-97重量份的煤矸石在第一混料仓中混合3-15分钟，得到水泥煤矸石混料；

将得到的水泥煤矸石混料与0.01-0.1重量份的土体稳定剂在第二混料仓中混合3-15分钟，得到免烧砖混合料；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

传统方法将煤矸石作为骨料制标准砖，需大量掺入水泥，成型后必须经过“蒸养”才能达到强度标准。不但要大量消耗能源，污染环境，还大量消耗原生资源（水泥），单砖成本高。本发明采用专用的土体稳定剂，仅仅采用煤矸石作为免烧砖的主体材料，制备的免烧砖具有很好的抗压强度和耐水性。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

一种采用专用土体稳定剂资源化处理煤矸石制造的免烧砖，所述免烧砖的制备材料包括90-97重量份的煤矸石粉、3-10重量份的水泥、8-10重量份的水以及0.01-0.1重量份的土体稳定剂，所述土体稳定剂由100重量份的水，1-15重量份的表面活性剂，0.1-10重量份的硼酸或硼酸盐组成，所述水泥为425#普通硅酸盐水泥。所述土体稳定剂的pH值被调整至8-11。所述煤矸石粉的粒径不大于2mm。

所述表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、硬脂酸盐、烷基醚羧酸盐中一种或几种。