利用煤矸石生產內燃磚的探索

趙 華，趙姝蓉

（1．恩施職業技術學院建工系，湖北 恩施 445000；2．湖北民族學院醫學院，湖北 恩施 445000）

利用煤矸石生產內燃磚的探索

趙 華1，趙姝蓉2

（1．恩施職業技術學院建工系，湖北 恩施 445000；2．湖北民族學院醫學院，湖北 恩施 445000）

利用工業廢料生產普通磚或砌塊等新型墻體材料，是我國墻體材料改革的發展趨勢之一。這一舉措不僅使工業廢料得到了綜合利用，也保護環境；而且給生產企業帶來了巨大的經濟效益。符合節能減排、可持續發展戰略。本文就武陵地區煤矸石的綜合利用——生產煤矸石內燃磚做了生產性試驗探索。

煤矸石；內燃磚；探索

利用煤矸石做內燃磚國外早在20世紀80年代就開始研究。由于煤矸石塑性及熱值低而且成分波動大，煤矸石磚質次價高的問題未能解決，所以一直沒有廣泛地推廣應用。隨著科學技術的發展，粉磨設備推陳出新，均化手段日趨完善，煤矸石磚的質量有了大幅度提高，已趕上或超過黏土磚、粉煤灰磚等燒結磚和蒸壓灰砂磚、爐渣磚等非燒結磚，同時節省了大量能源，改善了環境。

武陵地區的煤炭資源較為豐富，煤礦眾多。強化開采后煤矸石產量隨之增加，天長日久造成堆放不斷擴大，占用大量田地。為了變廢為寶，綜合利用，我們就恩施州長林煤礦煤矸石山的煤矸石制內燃磚做了生產性試驗。煤矸石內燃磚的試驗過程如下。

1 煤矸石的取樣及理化指標分析

為了確保試驗的代表性和普遍性，我們在煤矸石山采取間距為15m的網絡取樣法，加工后的煤矸石劃分網絡點，再按四分法取樣5kg，進行理化指標測試，結果如下：平均發熱量1036kJ?kg-1，塑性指數LP=6.65，化學成分見表1。

表1 煤矸石代學成分 /%

從測試數據來看，塑性指數偏低，全部用煤矸石直接成型效果較差。就化學成分來講，SiO2較高，可以直接使用。就其發熱量來講，雖然低，但為了節約能源，是可以代替一部分燃料的，不足部分，外加燃料補充。

2 黏土的取樣及理化指標的測試

取樣方法同上。黏土是使用飛龍水泥廠土源的黏土，紅色，自然含水率6.16%，塑性指數LP=19.78，見表2。

表2 黏土化學成分 /%

3 混合料的理化指標的測試

這次生產性探索試驗分兩組進行。第一組80%煤矸石，20%黏土；第二組90%煤矸石，10%黏土。混合料的綜合性能可以直接判斷燒成效果，結果見表3。

表3 兩組混合料的綜合性能指標

從以上測試的數據可知，含80%煤矸石的混合料各項指標都合格，燒成效果應該是比較理想的；而含90%煤矸石的混合料化學成分合格，但塑性指數、干燥收縮率偏低，造成成型困難、燒成困難。所以最終決定選擇含80%的煤矸石的混合料進行焙燒試驗。

4 實驗地點、工藝流程及有關參數的選擇

（1）實驗地點：分別在立新建材廠和東升建材廠進行焙燒試驗。

（2）制磚工藝流程簡圖：

（3）有關工藝參數選擇

預熱時間：4.5h，預熱帶長度為15m。燒成帶長度為7m，火行速度：1.1m?s-1。保溫時間：4.5h。焙燒溫度：930～1020℃，降低30℃（通常950～1050℃）。

外加煤與內燃計算在內，通常總熱耗指標：2508kJ/塊。按重量比80%煤矸石，內燃料占熱耗2056kJ/塊，外加煤應占熱耗452kJ/塊，即154kg標煤/萬塊。實際用外加煤是174kg標煤/萬塊，也就是說內燃煤矸石實際燃燒部分為：88.16%。

5 焙燒性能及成品檢驗

（1）燒成收縮率：δ燒=1.65%；

（2）總收縮率：δ總=5.56%；

（3）外觀檢驗結果見表4。

表4 外觀檢驗結果

（4）強度檢驗結果見表5。

表5 強度檢驗結果

（5）吸水率檢驗：立新建材廠：10.6%；東升建材廠：10.1%。

（6）抗凍性試驗：凍融循環15次，質量損失1.55%（規定值＜2%），無缺棱掉角，無裂紋，合格。

（7）泛霜檢驗：中等以下，合格。

（8）石灰爆裂檢驗：無超標準爆裂點。

（9）成品磚含硫：SO3=0.64%（規定值＜1%），合格。

6 分析

總的來說，含80%煤矸石磚的生產性探索試驗是成功的，成品檢驗均符合成品磚GB 5101—2003要求，合格。

利用煤矸石做內燃制磚的生產性探索性試驗，其結果是成果可行的。但因煤矸石化學成分不均勻，熱值波動大，要利用煤矸石做內燃燃料制磚，首先應解決煤矸石的均化問題，其次需加強生產控制和完善燒成制度問題。

[1] 魏鴻漢.建筑材料[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.147-160.

[2] GB5101—2003.中華人民共和國國家標準燒結普通磚[S].

[3] 孟薇.煤矸石的綜合利用[R].中國煤炭資源網，2007.

Exploratory Production of Coal Gangue Brick

ZHAO Hua1， ZHAO Shu-rong2
（1.Department of Construction Engineering， Enshi Vocational and Technical College， Enshi 445000， China;2.Medical College， Hubei University for Nationalities， Enshi 445000， China）

Using industrial waste to produce new wall materials， such as common brick or block， was one of the trends of our wall material reform. It was not only making use of the industrial waste， but also protected the environment. At the same time it would bring about great economic benefits. An exploratory production of coal gangue brick which was applied the coal gangue in Wuling area was carried out.

coal gangue; brick; explore

X 752

A

1671-9905（2010）09-0042-02

2010-04-21