一种新型耐火砖及其制备方法与流程

文档序号:11258765阅读:630来源:国知局

本发明属于耐火砖领域,具体涉及一种高强度耐候型耐火砖。



背景技术:

煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石,通常呈薄层和在煤层中或煤层顶、煤层底。煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类。按来源及最终状态,煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类。煤矸石排放量根据煤层条件、开采条件和洗选工艺的不同有较大差异,一般掘进矸石占原煤产量的10%左右,选煤矸石占入选原煤量的12%~18%。

煤矸石的无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其化学成分组成的百分率:sio2为52~65;al2o3为16~36;fe2o3为2.28~14.63;cao为0.42~2.32;mgo为0.44~2.41;tio2为0.90~4;p2o5为0.007~0.24;k2o+na2o为1.45~3.9;v2o5为0.008~0.03。

煤矸石弃置不用,占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾,或在雨季崩塌,淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上,每年还将排出煤矸石1亿吨。

煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物,是煤炭生产过程中的一种产品,根据品种的不同和形成机理的不同,其性质差别非常大,可利用性也有较大差别,其种类众多,用途广泛。

由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件,很难实现工业应用,长期被电力用户拒之门外,以民用地销为主要出路。改革开放以来,国民经济有了迅猛的发展,煤炭产量已跃居世界首位,市场形势也发生了很大变化。煤炭加工的深度和广度都在快速发展,煤泥的产量明显上升,煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。

玄武岩是一种基性喷出岩,其化学成分与辉长岩或辉绿岩相似,sio2含量变化于

45%~52%之间,k2o+na2o含量较侵入岩略高,cao、fe2o3+feo、mgo含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成,次要矿物有橄榄石,角闪石及黑云母等,岩石均为暗色,一般为黑色,有时呈灰绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。

玄武岩体积密度为2.8~3.3g/cm3,致密者压缩强度很大,可高达300mpa,有时更高,存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。玄武岩耐久性甚高,节理多,且节理面多成五边形或六边形,构成柱状节理。性脆,因而不易采得大块石料,由于气孔和杏仁构造常见,虽玄武岩地表上分布广泛,但可作饰面石材不多。

玄武岩的主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁(还有少量的氧化钾、氧化钠),其中二氧化硅含量最多,约占百分之四十五至五十左右。

现有的耐火砖一般采用粘土烧制,不仅大量耗费土地资源,还存在强度低、耐候性不好的问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题为:如何制备一种高强度耐候型耐火砖,解决现有的耐火砖强度低、耐候性不够好的问题。

本发明的技术方案为:一种高强度耐候型耐火砖,它由以下重量份的原料组成:

煤矸石60-70份,

煤泥15-25份,

玄武岩10-20份。

优选地,它由以下重量份的原料组成:

煤矸石65份,

煤泥20份,

玄武岩15份。

本发明还公开了一种高强度耐候型耐火砖的制备方法,包括如下步骤:

(1)将煤矸石破碎至粒径0.3-0.6mm,将玄武岩破碎至粒径0.1-0.4mm;

(2)将步骤(1)得到的煤矸石粉末、玄武岩粉末与煤泥混合,搅拌均匀,调整含水率至13-16%,

(3)将步骤(2)处理后的原料压制成砖坯,放置陈化24-48小时;

(4)将陈化好的砖坯送至焙烧炉中焙烧;焙烧方法为:先在130-140℃预热7-9分钟,然后快速升温至1000-1050℃焙烧18-24小时。

优选地,包括如下步骤:

(1)将煤矸石破碎至粒径0.4mm,将玄武岩破碎至粒径0.3mm;

(2)将步骤(1)得到的煤矸石粉末、玄武岩粉末与煤泥混合,搅拌均匀,调整含水率至14%,

(3)将步骤(2)处理后的原料压制成砖坯,放置陈化36小时;

(4)将陈化好的砖坯送至焙烧炉中焙烧;焙烧方法为:先在135℃预热8分钟,然后快速升温至1020℃焙烧20小时。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1、本发明以工业废弃物煤矸石和煤泥为主要原料,可有效的利用这些难以处理的废弃物,降低污染。

2、本发明的耐火砖采用煤矸石、煤泥和玄武岩为原料烧制而成,完全不使用粘土及页岩,降低对土地的破坏。

3、本发明的耐火砖完全依靠煤矸石和煤泥自身含煤内化燃烧,可大量降低煤炭的使用量,从而节约能源。

4、本发明的耐火砖三氧化二铝含量可达到35%,强度可达到10mpa,超过标准强度1倍。

5、本发明的耐火砖的耐候性好,通过加入玄武岩原料,玄武岩的耐酸性和耐碱性好,制备的耐火砖的耐久性﹑耐候性﹑耐紫外线照射﹑耐水性﹑抗氧化等性能均大幅提高。

具体实施方式

实施例1

一种高强度耐候型耐火砖,它由以下重量份的原料组成:

煤矸石60份,煤泥20份,玄武岩20份。

制备方法,包括如下步骤:

(1)将煤矸石破碎至粒径0.3mm,将玄武岩破碎至粒径0.1mm;

(2)将步骤(1)得到的煤矸石粉末、玄武岩粉末与煤泥混合,搅拌均匀,调整含水率至13%,

(3)将步骤(2)处理后的原料压制成砖坯,放置陈化24小时;

(4)将陈化好的砖坯送至焙烧炉中焙烧;焙烧方法为:先在130℃预热9分钟,然后快速升温至1050℃焙烧18小时。

实施例2

一种高强度耐候型耐火砖,它由以下重量份的原料组成:

煤矸石70份,煤泥15份,玄武岩15份。

制备方法,包括如下步骤:

(1)将煤矸石破碎至粒径0.6mm,将玄武岩破碎至粒径0.4mm;

(2)将步骤(1)得到的煤矸石粉末、玄武岩粉末与煤泥混合,搅拌均匀,调整含水率至16%,

(3)将步骤(2)处理后的原料压制成砖坯,放置陈化48小时;

(4)将陈化好的砖坯送至焙烧炉中焙烧;焙烧方法为:先在140℃预热7分钟,然后快速升温至1000℃焙烧24小时。

实施例3

一种高强度耐候型耐火砖,它由以下重量份的原料组成:

煤矸石65份,煤泥20份,玄武岩15份。

制备方法,包括如下步骤:

(1)将煤矸石破碎至粒径0.4mm,将玄武岩破碎至粒径0.3mm;

(2)将步骤(1)得到的煤矸石粉末、玄武岩粉末与煤泥混合,搅拌均匀,调整含水率至14%,

(3)将步骤(2)处理后的原料压制成砖坯,放置陈化36小时;

(4)将陈化好的砖坯送至焙烧炉中焙烧;焙烧方法为:先在135℃预热8分钟,然后快速升温至1020℃焙烧20小时。

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