[發明專利]一種赤泥煤矸石燒結磚的生產工藝

無效

• 申請號: 201210002015.2
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102557576A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 王海鄰;賀玉曉;宋慧波;趙秋芳;王長征;尹國勛
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C04B18/30
• 代理公司: 安陽市智浩專利代理事務所 41116
• 代理人: 張智和

技術領域

????本發明涉及利用有害廢渣赤泥和煤矸石制作建筑用磚的工藝方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁工業生產過程中產生的固體粉狀廢棄物，由于它的pH值很高又含有氟化物，故屬有害廢渣。在我國赤泥累積堆存量高達數千萬噸，赤泥的堆存不僅占用大量的土地和農田、耗費較多的堆場建設和維護費用，而且赤泥中的氟化物、堿等污染物在雨水和沖灰水的浸泡和淋溶作用下會大量溶出，經包氣帶滲入含水層，進而污染地下水，影響生態環境和人體健康。此外，干化赤泥形成的粉塵到處飛揚，破壞生態環境，造成大氣污染。

粘土磚作為應用量最大、最廣的建筑材料，可是粘土磚的生產很大程度上是以毀壞可耕種的土地、不可再生的能源、過度的消耗以及環境污染為代價的。因此，尋找粘土的替代材料或新的墻體材料刻不容緩。

煤矸石是洗煤廠的洗矸、煤炭生產中的手選矸、半煤巷和巖巷掘進中排出的煤和巖石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。我國的煤礦和洗煤廠產生大量的廢棄物煤矸石堆積如山，占用大量土地資源。

發明內容

?????本發明是為了將有害廢渣赤泥和煤矸石得到利用，達到消除污染和制作成建筑用材的目的。

???本發明的技術方案為：采用的原料是赤泥和煤矸石，它們間所占重量分別為20～30%和70～80%；其制作工藝流程為：配料→破碎過篩→加水攪拌→陳化→成型→干燥→預熱→燒制→冷卻→浸水。所用的原料赤泥為自然風干后的赤泥。風干的赤泥破碎后過0.6～0.8㎜孔徑篩，煤矸石破碎后過3.0㎜孔徑篩。攪拌時加原料總重量12～16%重量的水。干燥時磚坯含水率在4～4.5%間，預熱時初始溫度在100～120℃間，時間為25～35?min。

本發明的有益效果是：本發明利用赤泥和煤矸石為原料生產燒結磚，生產的燒結磚各項指標達到《燒結普通磚》(GB5101-2003)一等品標準。本發明一方面解決了赤泥大規模綜合利用的問題，同時解決了煤矸石綜合利用問題，且可創造良好的經濟效益，達到環境保護和社會效益的雙贏。

具體實施方式

????例1.稱取自然風干后的赤泥1.0噸，破碎后過0.6～0.8㎜孔徑篩，再稱取煤矸石4.0噸破碎后過3.0㎜孔徑篩，然后均勻混合放入攪拌機并加0.6噸水進入攪拌，之后的工藝為：

（1）陳化：?將配好的物料陳化1~2天，以促進混合料中的水分充分遷移，潤濕原料顆粒，讓水分在原料顆粒周圖形成水膜，改善混合料的物理性質，特別是提高混合料的干燥性能與塑性指數。

（2）成型：將陳化好的物料用制磚磨具成型，成型壓力控制在6MPa。

（3）?干燥：將壓制好的磚坯自然放置2天，然后將磚坯在60℃下進行烘干。入窯配體殘余含水率控制在4%～4.5%。總的要求是先慢后快，只有先慢，坯子表面的水分蒸發速度才能與內部水分移動速度相適應，否則坯子表面會產生大量網狀裂紋。

（4）預熱：磚坯干燥完成后，即可進入預熱階段，預熱階段溫度為110℃左右，預熱時間為30min左右。此階段，預熱是為了將磚坯中的自由水分全部排出。如果坯體殘余含水率高，升溫快，勢必產生應力，使坯體開裂。在預熱帶后期坯體溫度從450℃～700℃叫做高溫預熱帶，其中在550～600度的階段中大量二氧化硅發生晶形轉換，體積劇烈膨脹，此時不可升溫過快，以免出現裂紋。

（5）燒制：焙燒階段是整個制備工藝中最重要的一步，它直接影響到燒結磚制品的各項性能指標，由于升溫速度、焙燒溫度（即燒結溫度）、焙燒時間（即保溫時間）和冷卻速度是影響燒結磚性能的關鍵因素。如果控制不當，升溫和冷卻速度會造成磚體開裂，保溫時間不夠則造成磚體內礦物相互反應不夠完全，不能使熔融的液相流入骨料顆粒間，降低磚塊強度。到達燒結溫度后燒制2小時。

（6）冷卻：隨后冷卻降溫，注意溫度從600℃降至500℃的階段，游離的二氧化硅又要產生晶形轉化，顆粒體積收縮，容易產生裂紋。500℃以下可快速自然冷卻。

（7）浸水：為解決石灰爆裂問題，將燒制好的磚塊放置在水中浸泡半天，使磚中的CaO迅速消解成膏狀Ca(OH)₂?,并隨水從磚內部的毛細微孔自行排出,因而對磚產生的脹應力就很小,就不會造成石灰爆裂。

例2.?稱取自然風干后的赤泥1.25噸，破碎后過0.6～0.8㎜孔徑篩，再稱取煤矸石3.75噸破碎后過3.0㎜孔徑篩，然后均勻混合放入攪拌機并加0.7噸水進入攪拌，之后的工藝與例1相同。

例3.?稱取自然風干后的赤泥1.5噸，破碎后過0.6～0.8㎜孔徑篩，再稱取煤矸石3.5噸破碎后過3.0㎜孔徑篩，然后均勻混合放入攪拌機并加0.8噸水進入攪拌，之后的工藝與例1相同。?