关于煤矸石、粉煤灰烧结砖研讨.doc

关于煤矸石、粉煤灰生产烧结砖 我们把煤矸石、粉煤灰用来作为烧结砖的主要原料，实在不是因为它们是制砖的好东西，而是因为它们是数量最大的而且最没用的工业污染废弃物。特别是“禁实”后，用它们做用粘土的替代品，有着环保节能、节土、节地等方面的综合积极意义。但是都给我们的工艺生产技术，以及工装设备带来许多新的难题，尤其是高掺量制砖。 我们分别谈一下煤矸石和粉煤灰生产烧结砖的一些问题。因为煤矸石与粉煤灰作为制砖原料性能上差别很大，有的方面甚至根本不一样。所以它们的生产工艺及设备差别也很大。 先谈一下煤矸石做砖。 一、不是所有的煤矸石都可以直接用来制砖： 1．从制砖原料的矿物成份来看： 人类制造砖瓦的历史已经有几千年了。但过去长久以来，无论是中国还是世界其他各国制砖的原料都是粘土，烧结后成为坚固的材料。这是因粘土原料是以高岭石、伊利石（水云母）等粘土矿物为主，在高温焙烧后生成新的莫来石晶（3Al2O3?2SO2）。而莫来石是一种硬质的、抗化学侵蚀的物相，其细长的晶体结构使制品的强度增高，是使烧结砖瓦制品最终获得较高机械强度的主要原因。焙烧过程从950℃开始产生。到1300℃可最终完成其晶体稳定成份。同时粘土中含有长石和细粉状的石英。粘土原料在塑性状态下，长石和石英起着成型后的产品中控制收缩和变形的填充料的作用。在焙烧阶段，长石则是一种助熔剂，易玻化，补偿了耐火粘矿物和惰性石英不易溶融的不足。而石英除了惰性填充料外，它还起着提供干燥和焙烧过程中坯体强度的作用。 根据这个道理，能够用来烧结的原料应该是具有的粘土特点，即含有高岭石、伊利石（水云母）等粘土矿物及长石、石英非粘土矿物这几种基本矿物的物质。一般粘土矿物总量应占到50%左右。 那么，除粘土之外，自然界还具有和粘土矿物成份类似的物料，那就是页岩。页岩在远古时代曾就是粘土，是疏松的粘土经过自然界长期的成岩作用而形成的，具有薄片状或薄页状原理构造的粘土岩，它的主要矿物成分有高岭石、伊利石、胶岭石、拜 来石、并常含有石英、长石、云母等碎屑混入物。 页岩比粘土硬，但比一般岩石软。 按所含杂质不同页岩分为：钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、油页岩、泥岩、碳质页岩等。 按成岩作用不同又可分如下表所示的几种为（页岩是一种沉积岩，沉积岩的成岩作用有两种，一种的物理成岩作用；另一种是物理和化学混合成岩作用。）煤矸石是含有碳的页岩，它也有两类不同成岩原因形成的煤矸石： 物 理 沉 岩 作 用 粘 土 沉 积 岩 泥质页岩煤矸石 深灰色、灰黄色、片状结构、伊利石页岩不完全理解、易风化、易碎、适用制砖。 炭质页岩煤矸石 黑色、黑灰色层状结构、含碳粘土页岩、油脂光泽、易风化、易碎、适用制砖。 砂质页岩煤矸石 深灰色、灰白色、含泥炭质石英粉砂岩、块较大、风化较慢、较难碎、较适用制砖。 物理化学成岩作用 碎屑、砾岩沉积岩_____砂岩煤矸石 黑灰色、深灰色。含砂质、泥质、石英砂岩。较硬、椭圆、不风化、难碎，不适用制砖。 化学沉积岩____ 石灰岩煤矸石 灰色，粗糙坚硬，较脆，块大、不易风化、难碎，不适用制砖。 可见，和不是每一种粘土、页岩拿来就做砖一样，煤矸石也不是全都可以轻易用来做砖： 煤矸石有的属粘土性含碳页岩，适于制砖，有的是非粘土性质的含碳页岩（特别是物理化学成岩的矸石），是不适合制砖的，起码不适合高掺量烧结砖，更不适合全煤矸石烧结砖。 2.从原料的化学成分来看： 大家都知道，烧结砖的原料的化学成分有一定基本要求： SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO Mgo SO3 K2(Na2)O 烧结量 适宜 55-70 3-10 10-25 0-15/10 0-5 0-3 适量 3-15 允许 45-80 2-15 5-30 0-15/10 0-5 0-3 适量 3-15 道理很简单，原因很清楚。就是再好的粘土其化学成分组成严重背离上述要的范围也是很难做出合格的砖，当然煤矸石也是如此，我们公司实验室近几年先后做全国各地近200个煤矸石试样也确实证明这一点。 化学成分中主要是SiO2和Al2O3两种成分。一是量要够，各自占的百分比要适合上述表的范围，相差能太远，比如Al2O3过多则烧成温度高，较困难。再如SiO2、Al2O3总量少了就形不成足够量的莫来石晶相。二是硅、铝比要合适（谈不上合理），一般要求硅:铝比大于2.5。 我们实际生产中因为煤矸石中化学成分组成严重不当两不能制砖的情况很多，特别是掘进矸，洗矸要相对好些。比如：抚顺某厂的煤矸石，SiO2仅为28.85%