煤矸石燒結磚生產技術論文

　　如果以煤矸石代替黏土製磚，則既不耗能也不需挖土毀田，還利用了煤炭工業排放的廢料-----煤矸石;下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　篇一

　　利用廢棄煤矸石制磚技術淺析

　　摘要：煤矸石是一種固體廢棄物，又是一種寶貴的資源。本文針對煤矸石的化學成分、物理特性和發熱值等特點，介紹了煤矸石制磚技術

　　方法和工藝流程。

　　關鍵詞：煤矸石制磚

　　中圖分類號：P618文獻標識碼： A

　　煤炭是我國長期最主要的能源，其資源非常豐富，2013年產量已超過37億噸。隨著煤炭生產的不斷擴充套件，煤矸石的產生量與日俱增，煤矸石產生量按原煤產量的15%計，每年煤矸石至少增加5.55億噸，歷年積存下來的煤矸石已超過45億噸，佔地40萬畝以上，而且仍在繼續增加。這樣大量的煤矸石已嚴重地汙染了環境，並侵佔了大量的土地和農田，破壞了土地資源.如不加緊有效利用，將影響煤炭工業的正常發展，影響周圍環境質量。近年來，國內外許多專家學者對於煤礦資源的開採、利用、環境、生態及可持續發展問題均有系統的研究，並提出了綠色開採技術體系，其中對於煤矸石的利用就是

　　該系統主要措施之一。

　　1、煤矸石的來源及主要成份

　　1.1煤矸石的來源及產生情況

　　煤矸石是夾在煤層中，與煤伴生的岩石。是採煤和選煤過程中排出的廢棄物。其產生的途徑有以下三種：a在井簡與巷道掘進過程中，開鑿排出的煤矸石;b.在採煤和煤巷掘進過程中，由於煤層中夾有矸石或削下部分煤層頂底板，使運到地面中的煤炭中含有煤矸石。c.洗煤廠產生的洗矸和少量人工挑選的揀矸。煤矸石的來源及產生

　　情況見表1。

　　表1 煤矸石的來源及產生情況見表

　　1.2煤矸石的主要成分

　　煤矸石的化學成分是煤矸石煅燒後灰渣的成分，其化學成分和粘土相似，可用於築路、生產燒結磚及非燒結磚、混凝土製品、砌築砂漿材料和陶粒等輕骨料。有的煤矸石含矽較高。可作為矽質原料，用作水泥原料和混合材料等。煤矸石的組成和性質是選擇利用途徑和指導生產的重要依據。煤矸石的主要化學成分為鋁和矽的氧化物。此外，還佔有微量元素和稀有元素 Be、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、V、Zn、In、

　　Bi、Gk等，有的還含有放射性元素。

　　煤矸石的化學成分比較

　　2、煤矸石帶來的環境問題

　　煤矸石作為固、液、氣三害俱全的工業廢料，它的長期堆放不僅浪費了資源，佔壓了大量的土地，而且汙染了水源、土壤和周圍的環

　　境，嚴重影響了礦區居民的生態生活條件。

　　煤矸石隨著煤炭開採或洗選出來後，堆於井口附近，長此已久，就形成了矸石山，這些矸石山大多緊鄰居民區，佔壓了大量的生活用地和建築用地，以及大量的林地和耕地。據有關部門統計，目前我國曆年累計堆放的煤矸石總積存量約為45億t，年排出量3億t，規模較大的矸石山將近1600座，佔用土地約1.5萬hm2，並且堆積量還以1.5～2.0倍的速度增加。這不僅破壞了礦區的生態環境，而且影響

　　了礦區的自然景觀，引發了一系列社會和自然問題。

　　煤矸石堆放汙染水源煤矸石中含有Si、Cu、Zn、Pb、S、Fe、等有害元素經過長期雨、雪淋漓溶解，把煤矸石中部分有害元素隨地表徑流轉入江、河、湖和地下水中，造成水中有害元素含量增加，在煤矸石自燃區還產生了自然硫、雄黃、氯化銨、硫銨石、無水芒硝、水硫酸鋁石、六水鎂礬等礦物，這些礦物質受雨水淋溶，會使礦區水

　　質硬化，汙染水源。

　　煤矸石堆放汙染土壤煤矸石中除含有SO2、SiO2、A1203、Fe、Mn等常量元素外，還有少量有毒重金屬如HPh、Ga、Ti、Sn、V等，煤矸石經風吹、日晒、雨淋等分化作用，部分元素浸入土壤中，造成土壤汙染。同時，煤矸石中的SO2和SO3，等硫化物遇水發生化學反應，

　　使土壤慢慢酸化，破壞土壤肥力，使植物不能生長。

　　煤矸石堆放汙染空氣露天堆放的煤矸石，日積月累，使礦區懸浮物大大增加。煤矸石自燃，排出大量的CO、SO2、SO、NO2等有害

　　氣體和煙塵，嚴重汙染礦區的空氣質量。

　　煤矸石山失穩引起重力災害煤矸石山的穩定性，受矸石堆基礎岩土體的抗剪強度特性、本身的結構、石堆的形狀和基礎岩土體孔隙的水壓力等因素所制約[2]。煤矸石的堆放的自然安息角為38。～40。，超過這個角度範圍或在人為開挖以及降雨量強度達到60mrrdh口時容易引發重力災害，如泥石流、滑坡、坍塌等造成人員傷亡和財產損失。在煤矸石內部，空隙較大，與空氣接觸氧化產生大量熱量，尤其在夏季高溫悶熱的情況下，容易使煤矸石山內部發生爆炸，嚴重威脅

　　到礦區居民生命財產安全。

　　3、利用廢棄煤矸石制磚

　　本文主要介紹利用煤矸石制磚的工藝過程。

　　我國利用煤矸石制磚，利用煤矸石自身的發熱量提供的熱能來完成乾燥和焙燒的工藝過程，基本不需外加燃料，僅在煤矸石發熱量較低時才向煤矸石中參入少量煤炭。只是煤矸石燒製磚的工藝比粘土製磚工藝增加了一道粉碎工序。風化後的煤矸石新增少量的膠結材料和啟用劑生產的煤矸石磚，具有獨特力學性質和抗凍性等優點均達到G

　　B5101-85規定的100#標準。

　　利用煤矸石制磚包括用煤矸石生產燒結磚和作燒磚內燃料。

　　泥質和碳質煤矸石質軟、易粉碎，是生產煤矸石磚的理想原料。用煤矸石粉料壓制成的坯料.要求塑性指數在7～l7之間，塑性指數過高的，要摻加瘦化劑;塑性指數過低的.磚坯子不能成型，焙燒後的廢品率也高。煤矸石的發熱量要求在2l00～4200KJ/kg之間，發熱量過

　　低需加煤.以免磚欠燒;發熱量過高時易造成磚過火。

　　煤矸石制磚是以煤矸石為主要原料，煤矸石一般佔坯料重量的80%以上，有的全部以煤矸石為原料，有的外摻拂騰爐渣或少量粘土。該生產工藝是將煤矸石破碎後，配以適當的石灰按粘土磚或蒸氣養護磚的生產工藝加工而成。除煤矸石需要粉碎外，其工藝與粘土磚生產工藝基本相同。圖1是以自燃煤矸石和沸騰爐渣為原料生產煤矸石蒸

　　養磚的生產工藝流程。

　　固體原料經破碎、粉磨，並與水按比例混合攪拌.待石灰消解後壓成坯體，利用沸騰鍋爐提供蒸氣，在養護室內進行蒸氣養護製成蒸養磚。如果採用生矸石為原料的製品，稱為內燃磚。用煤矸石作燒磚內燃料制磚生產工藝與用煤作燃料基本相同，只是增加了煤矸石的粉碎工序。內燃磚要求在原料上嚴格控制Ca0等有害物質的量，保持熱值穩定，保證原料細度與水量要求均勻.嚴格控制升溫條件。一般每塊磚***坯重約2.4Kg***只需要熱值3.97×103～5.016×103Kj/kg。超過此值，稱為超內燃磚。生產煤矸石磚只要保持熱值穩定，搞好餘熱利用.採用熱值2.09×103―4.18×l03KJ/kg的煤矸石就能滿足焙燒

　　需要的熱量。煤矸石磚規格和效能與普通粘土磚相同。

　　從圖1可看出.煤矸石制磚的工藝過程和粘土磚相似.主要包括原料的破碎、粉碎、混合料的加工和成型、磚坯乾燥和焙燒等工序。原料的粉碎通常採用顎式破碎機、反擊式破碎機、風選錘式破碎機、風選球磨機等。由於煤矸石粉料的浸水性差，一般均採用二次攪拌或蒸汽攪拌使成型水份在泥料中均勻分佈，以改善泥料塑性，成型水份一般為l5～20%。煤矸石磚的成型有溼塑法和半乾壓法兩種，溼塑法採用各種型號的螺旋機擠出磚坯，半乾壓法可採用夾板壓磚坯成型或錘成型，但後者很少採用。焙燒過程與粘土磚基本相同，只是煤矸石磚內的可燃物多，發熱量高，要相應延長恆溫時間。生產煤矸石磚技術成熟、產品質量好，有較好的經濟效益。

　　煤矸石作為磚內燃料，在我國已有較長的歷史，應用非常廣泛.生產技術成熟，節能效果顯著。

　　我國煤矸石磚的標號都在150以上，容重一般為l400～1650kg/m3，抗凍、耐酸、鹼等效能都比較好，可以代替粘土磚使用。我國目前有700多家工廠生產煤矸石磚，每年生產煤矸石磚l30多億塊，相當於少挖農田7000多畝，少用煤炭240多萬噸。每塊磚的成本一般在0.16元左右。

　　4、結束語

　　煤矸石的利用要堅持“因地制宜，積極利用”的指導思想。提高我國煤矸石綜合利用技術水平，加強對各地煤矸石成分、結構、特性等基礎研究，積極提高煤矸石利用的效率和科技含量，以及煤矸石的經濟附加值和有效成分的綜合利用率。減輕礦區的大氣汙染和地下水的汙染，還可以減少土地佔用，又能回收有價值資源。

　　參考文獻：

　　[ 1 ]王廣金，煤矸石的開發利用是可持續發展的一項重大內容[J].中國物資再生，1999，***12***：32-33

　　[ 2 ].周翠紅，常紅，煤矸石綜合利用技術綜述 [J]. 選煤技術，2007，***2***61-64

　　[ 3 ]劉江，煤矸石的理化效能研究[J]. 煤炭技術，2008***5***

　　[ 4 ]尚鳳梅，淺談煤矸石的綜合利用[J]. 山東煤炭科技，2003，***1***：7-9

　　[ 5 ]趙國智，李仲學，劉峰，煤矸石作鐵路路基的技術經濟分析[J]. 中國煤炭，2006，***3***：55-57

　　作者簡介：

　　1、劉鵬***1978~***，男，陝西藍田人，副教授，註冊安全工程師，2003年畢業於西安科技大學採礦工程專業，現在蘭州資源環境職業技術學院從事採礦工程及煤礦安全工程教學、科研。