一种煤矸石砌块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤矸石砌块，其特征是制备步骤包括：1)配料，物料重量配比如下：煤矸石为70％～72％、电石渣为12％～14％、水为15％～17％；2)粉碎；3)搅拌；4)陈化，将搅拌好的混合料放在圆锥形钢制料仓中消化，在仓壁设置振动器；5)轮碾；6)压制成型，成型压力为2MPa，采用两次加压方式；7)静停；8)蒸汽养护。本发明安全可靠，实用性强。本发明具有减少环境污染、节省土地、节省能源的效果。
【专利说明】一种煤矸石砌块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矸石砌块，适用于材料领域。
【背景技术】
[0002]煤矸石是煤炭工业生产过程中排出的一种固体废弃物。不仅占用大量的土地，而且严重污染环境。煤矸石长期露天堆放散发出大量的有毒有害气体，使空气受到污染，其中产生的S02气体与空气中的水化合形成酸雨。酸雨不但腐蚀金属构筑物还会破坏植物的生长，流入河流破坏水体生物，渗入地下污染地下水源，危害人民的健康。如果能利用煤矸石制砌块是可以使资源综合利用，从而实现可持续发展战略。
[0003]电石渣是电石水解后的沉淀物，其主要成分是氧化钙，沉淀后的电石渣颗粒十分细微，80%的颗粒粒径在10?15mm范围内，筛余量为3%?9%，且颗粒均匀，密度较轻，刚出乙炔发生器的电石渣含水质量分数为90%?95%，经浓缩后，电石渣含水质量分数在75%?80%。从化学成分看，用电石渣替代石灰石作为生产砌块的原料是完全可行的。
【发明内容】
[0004]本发明是提供一种煤矸石砌块的制备方法，解决现有的技术问题。
[0005]本发明制备步骤包括:
[0006]I)配料
[0007]物料重量配比如下:煤矸石为70%?72%、电石渣为12%?14%、水为15%?17%。
[0008]2)粉碎
[0009]采用反击式粉碎机对煤矸石和电石渣分别进行粉碎。
[0010]3)搅拌
[0011 ] 将粉碎后的物料放进双轴搅拌机,并加入水进行连续式搅拌。
[0012]4)陈化
[0013]将搅拌好的混合料放在圆锥形钢制料仓中消化。为了防止物料在钢制料仓内结块，在仓壁设置振动器。
[0014]陈化目的是电石渣中氧化钙充分消解，氧化钙消解时产生热量，使混合料温度升高，促使中的不安定成分(如过烧石灰质等浆块)进一步消解，从而避免在成型脱模后的胚体中，这些成分再进行消解而引起胚体的爆裂现象。
[0015]5)轮碾
[0016]采用连续式轮碾机进行轮碾。轮碾使混合料中活性氧化钙分布情况趋于接近，物料拌合更均匀。
[0017]6)压制成型
[0018]物料在模具中的压制成型过程，一方面是靠近压制冲模的料层首先被压紧，另一方面压力克服颗粒间及颗粒与模板之间的摩擦力，逐层传递，使物料颗粒接触点不断发生变形，而空气被排出、物料被压紧。压力在物料中的传递是随着料层深度而逐渐减弱的。靠近冲模的料层最紧，离冲模最远的料层最松。当加压速度愈大，加压时间愈短，胚体愈厚时，这种现象表现得也就愈明显。所以，为了使成型的坯体具有足够的密实度和均一性。加压时除了要有必要的成型压力外，还必须要有适当的加压方式。
[0019]成型压力为2MPa，采用两次加压方式。成型设备采用专用设备，该设备考虑了预压机构，它通过第一次模压(预压)后的间歇，使初步压紧的坯料中的空气，能够在短暂的时间内排出，在第二次模压(主压)时，施加较大的压力，使压制的胚体能够密实，又不易产生层裂，提高了胚体的质量。通过两次加压方式使压力向下传递时，混合料中的气体在加压过程中容易排出。
[0020]二次加压的步骤如下:杠杆(I)由曲轴带动上下循环运动，以不同的压力向模孔
(2)、(3)同时加压(由于两只模孔与支点的力矩不同，因而产生不同的压力)。根据下模部位尺寸的控制，预压时在预压孔(2)内，将盛料高度75毫米压缩至45毫米，并排出大部分空气。在主压孔(3)内，将已经过预压的胚体，再次施加高压至规格要求的尺寸，从而完成二次加压。
[0021]7)静停
[0022]采用干热静停，将胚体置于窑内，打开窑顶的排气孔，排除潮气，再将蒸汽通入干热管内，通过干热管道的散热，提高窑内温度，温度达到50?60°C，使胚体脱水，产生一定的初期强度。静停时间为16?36小时。
[0023]静停目的是使胚体在蒸汽养护前逐渐脱水，并获得一定的蒸前稳定，以能承受蒸汽养护过程中的蒸汽冲击和温差引起的变形，以保证砌体的质量。
[0024]8)蒸汽养护
[0025]蒸汽养护分为升温、恒温、降温三个阶段。升温时间为2?3小时，升温速度每小时不大于20°C。恒温时间为8小时,恒温温度保持在95?10CTC。降温时间为3?4小时，降温速度每小时不大于20°C，降温时应停止送汽，并逐步打开窑顶排气孔，然后再开窑门，待窑内外温差小于30°C时制品方可出窑。
[0026]升温过程中，由于提高了制品的温度和介质湿度，加速了水化反应，使制品快速硬化，这是结构形成的一面。同时，在升温时，由于胚体里外温差较大，容易产生温差变形；而且升温时，制品表面温度不太高，水蒸气凝结在它的表面，使表面湿度比内部湿度大，便产生了水分有外向里迁移，会引起制品内部气孔内的气体和物料粒子的不均匀膨胀，这都是升温时结构破坏的一面。若胚体没有足够的蒸前初期强度，当快速升温时，则结构破坏的一面会大于结构形成的一面，便会引起胚体开裂甚至破坏。因此，升温时，应根据胚体的初期强度，合理确定升温速度，使有利于结构形成的一面，减少结构破坏的一面，从而达到良好的升温效果。
[0027]恒温是使制品在持续稳定的蒸汽温度内，保持一定的时间，使制品的水热合成反应充分进行，并形成强度的主要阶段。恒温初期，制品的水热合成反应比较剧烈，水化物生成得多，强度增长很快；但当恒温时间达到一定数值后，强度增长就较前缓慢了。因此，过长的恒温时间内迅速提高制品的强度，主要采用提高养护(恒温)温度的办法。恒温温度对煤渣砖强度的发挥有显著影响，温度愈高，制品强度也愈高。试验证明，在恒温时间相同的情况下，当恒温温度分别为100°C和80°C时，前者砌体的强度比后者砌体的强度可提高二倍以上。因此，通常是用提高养护温度的办法来提高制品的养护效果的。当制品的养护(恒温)温度在95?100°C，恒温时间持续8小时，就能满足制品的强度要求。
[0028]恒温后的制品温度很高，如果立即打开窑门，制品表面直接与冷空气接触，就会使制品因温差变形而发生裂缝甚至酥松，使结构破坏。降温阶段就是使制品在完成水热合成反应后逐步降温，以避免发生上述不良现象。
[0029]本发明有以下效用:
[0030]I减少环境污染
[0031 ] 利用煤矸石和电石渣制砌块可以减轻对环境的污染。
[0032]2节省土地、保护国土资源
[0033]用煤矸石制砌块可以减少存放煤矸石占用的土地。以每生产I亿块砌块为例，可利用煤矸石28万t，可减少占地1700亩，从而保护了国土资源。
[0034]3节省能源
[0035]充分利用废渣、废料生产绿色环保建材产品，对能源节约有显著的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1成型设备示意图。
[0037]附图标志:1杠杆、2预压孔、3主压孔。
【具体实施方式】
[0038]以下结合附图对本实施例进行详细描述。
[0039]本实施例制备步骤包括:
[0040]I)配料
[0041]物料重量配比如下:煤矸石为71 %、电石渣为13%、水为16%。
[0042]2)粉碎
[0043]采用反击式粉碎机对煤矸石和电石渣分别进行粉碎。
[0044]3)搅拌
[0045]将粉碎后的物料放进双轴搅拌机,并加入水进行连续式搅拌。
[0046]4)陈化
[0047]将搅拌好的混合料放在圆锥形钢制料仓中消化。为了防止物料在钢制料仓内结块，在仓壁设置振动器。
[0048]5)轮碾
[0049]采用连续式轮碾机进行轮碾。轮碾使混合料中活性氧化钙分布情况趋于接近，物料拌合更均匀。
[0050]6)压制成型
[0051 ] 成型压力为2MPa，采用两次加压方式。成型设备采用专用设备，该设备考虑了预压机构，它通过第一次模压(预压)后的间歇，使初步压紧的坯料中的空气，能够在短暂的时间内排出，在第二次模压(主压)时，施加较大的压力，使压制的胚体能够密实，又不易产生层裂，提高了胚体的质量。
[0052]二次加压的步骤如下:杠杆(I)由曲轴带动上下循环运动，以不同的压力向模孔(2)、(3)同时加压(由于两只模孔与支点的力矩不同，因而产生不同的压力)。根据下模部位尺寸的控制，预压时在预压孔(2)内，将盛料高度75毫米压缩至45毫米，并排出大部分空气。在主压孔(3)内，将已经过预压的胚体，再次施加高压至规格要求的尺寸，从而完成二次加压。
[0053]7)静停
[0054]采用干热静停，将胚体置于窑内，打开窑顶的排气孔，排除潮气，再将蒸汽通入干热管内，通过干热管道的散热，提高窑内温度，温度达到50?60°C，使胚体脱水，产生一定的初期强度。静停时间为16?36小时。
[0055]8)蒸汽养护
[0056]蒸汽养护分为升温、恒温、降温三个阶段。升温时间为2?3小时，升温速度每小时不大于20°C。恒温时间为8小时,恒温温度保持在95?10CTC。降温时间为3?4小时，降温速度每小时不大于20°C，降温时应停止送汽，并逐步打开窑顶排气孔，然后再开窑门，待窑内外温差小于30°C时制品方可出窑。
【权利要求】
1.一种煤矸石砌块，其特征是制备步骤包括: 1)配料 物料重量配比如下:煤矸石为70%?72%、电石渣为12%?14%、水为15%?17% ； 2)粉碎 采用反击式粉碎机对煤矸石和电石渣分别进行粉碎； 3)搅拌 将粉碎后的物料放进双轴搅拌机，并加入水进行连续式搅拌； 4)陈化 将搅拌好的混合料放在圆锥形钢制料仓中消化，在仓壁设置振动器； 5)轮碾 采用连续式轮碾机进行轮碾；轮碾使混合料中活性氧化钙分布情况趋于接近，物料拌合更均匀； 6)压制成型 成型压力为2MPa，采用两次加压方式； 7)静停 采用干热静停，将胚体置于窑内，打开窑顶的排气孔，排除潮气，再将蒸汽通入干热管内，通过干热管道的散热，提高窑内温度，温度达到50?60°C，使胚体脱水，产生一定的初期强度；静停时间为16?36小时； 8)蒸汽养护 蒸汽养护分为升温、恒温、降温三个阶段；升温时间为2?3小时，升温速度每小时不大于20°C ;恒温时间为8小时，恒温温度保持在95?100°C ;降温时间为3?4小时，降温速度每小时不大于20°C，降温时应停止送汽，并逐步打开窑顶排气孔，然后再开窑门，待窑内外温差小于30°C时制品出窑。
2.根据权利要求1所述的煤矸石砌块的制备方法，其特征是成型设备采用专用设备，该设备考虑了预压机构，二次加压的步骤如下:杠杆(I)由曲轴带动上下循环运动，以不同的压力向模孔(2)、(3)同时加压；根据下模部位尺寸的控制，预压时在预压孔(2)内，将盛料高度75毫米压缩至45毫米，并排出大部分空气；在主压孔(3)内，将已经过预压的胚体，再次施加高压至规格要求的尺寸，从而完成二次加压。
【文档编号】C04B30/00GK104355595SQ201410540025
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】叶香竹 申请人:叶香竹