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关于煤矸石、粉煤灰烧结砖

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（3Al2O32SO2）。

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：

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：

SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgoSO3K2(Na2)O烧结量适宜

55-703-1010-250-15/100-50-3适量3-15允许45-802-

155-300-15/100-50-3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%，Al2O为16.43（硅铝比为

1.76）。而烧失量为40.81%，这是我们公司这几年所做全国各地

200多个样品中（矸石）SiO2含量最少的一个典例之一，还有一