本发明属于建筑领域，具体涉及一种生产建材的方法。
背景技术：
我国是一个富煤贫油少气的国家，煤炭长期以来都是推动我国经济发展的主要动力，虽然在环境治理的大环境下，但是其地位在未来一段时间内任然是无法撼动的。从开采到洗选再到运输，单就煤炭产业链的前几个环节就带来了诸多问题。其中，在开采和加工后产生的大量废矿石对周围环境的破坏是最为严重的。在实际生产中，大多数废矿采用填埋、堆积或焚烧来进行处理，其中残存的大量污染性物质对土壤、水源和空气带来了极大地破坏。所以，寻找一种新方法对煤矿废矿的价值进行再利用显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种采用煤田的废矿石为主原料结合页岩原料进行工艺制备后生产建材的方法。
本发明提供了一种利用改性废矿生产高性能生态建材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，浮选预处理，对废矿石进行浮选预处理后得到废矿浮选产物，该废矿浮选产物称为改性废矿；
步骤2，将步骤1中的改性废矿和页岩以预定质量比进行混合，得到第一混合物；
步骤3，在步骤2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物；
步骤4，将步骤3中的第二混合物进行烧制后得到生态砖。
在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中的浮选预处理包括如下步骤：
s1-1，将废矿石在破碎机中进行破碎处理，将较大体积的原煤废矿石进行破碎细化后得到破碎废矿石；
s1-2，在浮选池中加入少量废弃柴油和醇类物质，然后加入s1-1中的破碎废矿石，通过浮选得到一定量的煤以及废矿渣；
s1-3，将s1-2中的废矿渣进行清洗和干燥，得到改性废矿。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中的改性废矿和页岩的质量比为0～100％。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中的烧制过程包括如下步骤：
s4-1，将第二混合物进行压制生产后得到生态砖毛坯；
s4-2，将生态砖毛坯在室温下干燥6～48小时后，再进行受控干燥，得到干燥毛坯砖；
s4-3，将干燥毛坯砖进行烧制，经过冷却后得到生态砖成品。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，s4-1中的生态砖毛坯形状为矩形棱柱形或圆柱形，
矩形棱柱的尺寸范围为：(50～300)mm×(20～120)mm×(10～100)mm，
圆柱的尺寸范围为：φ(5～20mm)×(10～100mm)。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，s4-1中使用液压机在1～12mpa下对第二混合物进行压制生产后，得到生态砖毛坯。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，s4-2中的受控干燥过程为在烘箱中进行干燥，干燥温度为40～90℃，干燥时间为8～36小时。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，在s4-3中，将干燥毛坯砖在炉中以10～80℃/min的加热速率进行烧制，在温度500～1400℃下保持2～24小时。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中的改性废矿在和页岩以预定质量比进行混合前，先对改性废矿进行破碎和研磨，再用不同粒径的筛网对破碎和研磨后的改性废矿进行筛分，将不同粒径的改性废矿按预定比例进行混合得到改良型改性废矿，改良型改性废矿再与页岩以预定质量比进行混合。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，还可以具有这样的特征：其中，分别使用网眼大小为10目、18目和35目的筛网对破碎和研磨后的改性废矿进行筛分，并将筛分后的三种不同大小颗粒的改性废矿以1:1:1的比例进行混合得到改良型改性废矿。
另外，在本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法中，其特征在于，还包括：
步骤5，对步骤4中的烧制过程中产生的co2、so2等温室气体的排放进行监测，并对生态砖成品进行燃烧收缩率、机械强度、吸水率以及表面密度参数的检测后，得到各参数的检测报告。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法，包括以下步骤：步骤1，浮选预处理，对废矿石进行浮选预处理后得到废矿浮选产物，该废矿浮选产物称为改性废矿；步骤2，将步骤1中的改性废矿和页岩以预定质量比进行混合，得到第一混合物；步骤3，在步骤2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物；步骤4，将步骤3中的第二混合物进行烧制后得到生态砖成品。
根据本发明提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法，由于充分利用了矿区废矿石，有效地降低了废矿石对周边环境的不利影响，不仅绿色环保，而且能创造很大的经济效益。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明利用改性废矿生产高性能生态建材的方法作具体阐述。
<实施例1>
本实施例的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法，包括如下步骤：
步骤1，浮选预处理，对废矿石进行浮选预处理后得到废矿浮选产物，该废矿浮选产物称为改性废矿；
s1-1，将废矿石在破碎机中进行破碎处理，将较大体积的原煤废矿石进行破碎细化后得到破碎废矿石；
s1-2，在浮选池中加入少量废弃柴油和醇类物质，然后加入s1-1中的破碎废矿石，通过浮选得到一定量的煤以及废矿渣；
s1-3，将s1-2中的废矿渣进行清洗和干燥，得到改性废矿；
s1-4，分别使用网眼大小为10目、18目和35目的筛网对s1-3中的改性废矿进行筛分，并将筛分后的三种不同大小颗粒的改性废矿以1:1:1的比例进行混合得到改良型改性废矿。
步骤2，将步骤1中的改性废矿和页岩以预定质量比进行混合，得到第一混合物。
本实施例中，不使用改性废矿，只使用页岩原料作为第一混合物。
步骤3，在步骤2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物。
选取100g页岩原料并加入2gbaco3和足量的水混合后得到第二混合物。
步骤4，将步骤3中的第二混合物进行烧制后得到生态砖成品。
s4-1，使用液压机在6mpa下压制以生产两种形式的样品：矩形棱柱样品100mm×20mm×15mm和φ6mm×40mm的圆柱块；
s4-2，将样品在室温下干燥24小时，随后在电烘箱中60℃下受控干燥24小时，得到干燥毛坯砖样品；
s4-3，将干燥毛坯砖进行烧制，经过冷却后得到生态砖成品样品。
将砖在马弗炉中以30℃/min的加热速率烧制，在1000℃下保持6小时后得到生态砖成品样品。
步骤5，分别对上述两种样品进行燃烧收缩率、机械强度、吸水率、表面密度等参各数的检测，以评判其性能的好坏。
检测结果为：燃烧收缩率0.4％，机械强度9mpa，吸水率7.5％，表面密度2.05g/cm3，开孔率15.8％。
<实施例2>
实施例2中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取20g改性废矿和80g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率0.8％，机械强度10.8mpa，吸水率7.5％，表面密度2.05g/cm3，开孔率16.2％。
<实施例3>
实施例3中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取30g改性废矿和70g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率1.2％，机械强度12.4mpa，吸水率7.7％，表面密度2.04g/cm3，开孔率16.5％。
<实施例4>
实施例4中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取40g改性废矿和60g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率1.6％，机械强度14mpa，吸水率7.7％，表面密度2.06g/cm3，开孔率16.7％。
<实施例5>
实施例5中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取50g改性废矿和50g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.1％，机械强度15.2mpa，吸水率7.9％，表面密度2.06g/cm3，开孔率16.9％。
<实施例6>
实施例6中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取60g改性废矿和40g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.5％，机械强度16mpa，吸水率8％，表面密度2.08g/cm3，开孔率17％。
<实施例7>
实施例7中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取70g改性废矿和30g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.7％，机械强度16.3mpa，吸水率8％，表面密度2.15g/cm3，开孔率17.8％。
<实施例8>
实施例8中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取80g改性废矿和20g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.9％，机械强度16.3mpa，吸水率8.4％，表面密度2.09g/cm3，开孔率17.5％。
<实施例9>
实施例9中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，分别选取90g改性废矿和10g页岩原料进行混合制样得到第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率3.0％，机械强度17mpa，吸水率8.9％，表面密度2.07g/cm3，开孔率18.3％。
<实施例10>
实施例10中，采用和实施例1中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤2中，选取100g改性废矿制样作为第一混合物，其余实施步骤和条件与实施例1相同。
实验结果检测：燃烧收缩率3.0％，机械强度17.4mpa，吸水率9.7％，表面密度1.98g/cm3，开孔率19.5％。
<实施例11>
实施例11中，采用和实施例10中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤4中，将煅烧温度设置为800℃，其余实施步骤和条件与实施例10相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.6％，机械强度16.5mpa，吸水率8.3％，表面密度2.1g/cm3，开孔率17.9％。
<实施例12>
实施例12中，采用和实施例10中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤4中，将煅烧温度设置为900℃，其余实施步骤和条件与实施例10相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.8％，机械强度16.9mpa，吸水率8.8％，表面密度2.08g/cm3，开孔率18.7％。
<实施例13>
实施例13中，采用和实施例10中相同的步骤，其相应的符号和说明保持不变。
本实施例中步骤4中，将煅烧温度设置为1100℃，其余实施步骤和条件与实施例10相同。
实验结果检测：燃烧收缩率2.9％，机械强度17mpa，吸水率9.0％，表面密度2.03g/cm3，开孔率19％。
以上实施例重复进行了2～3次，其结果也有一定的波动，试验过程中制样压力、干燥温度和时间、样品尺寸大小、煅烧速率等都会影响处理结果。具体结果见下表1。
表1测试结果
表1是在以大量实验为基础，得到的较为合适的试验条件下(即实施例1中的相关条件)的试验结果。
本专利的实例表明，经过浮选的改性废矿对于页岩材料有着很好的替代性。随着改性废矿含量的增加，产物(生态砖)的机械强度也增加，而且此时的吸水率和开孔率也较低。其原因是由于在高温条件下，废矿中的残存的有机物发生分解，这导致气体析出以及孔隙大小和孔隙率的增加。此外，这种变化也与有机质的玻璃化和烧结过程有一定关联。与采用矿区原始废弃物制环保建材不同，改性废矿在60～100％的高含量区内，制得的生态砖特性大致相同，十分稳定。所以，采用改性废矿烧制环保建材，极大地降低了对工人、设备精度等的要求。在实现废物利用的同时，也极大地降低了生产成本。同样，后期对烧制过程可能产生的co2、so2等温室气体的排放也进行监测，发现污染物的排放较传统工艺和矿区原始废弃物制取工艺均有大幅减少。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法，包括以下步骤：步骤1，浮选预处理，对废矿石进行浮选预处理后得到废矿浮选产物，该废矿浮选产物称为改性废矿；步骤2，将步骤1中的改性废矿和页岩以预定质量比进行混合，得到第一混合物；步骤3，在步骤2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物；步骤4，将步骤3中的第二混合物进行烧制后得到生态砖成品。
根据本实施例提供的利用改性废矿生产高性能生态建材的方法，由于充分利用了矿区废矿石，并且有效地降低了废矿石对周边环境的不利影响，不仅绿色环保，而且能创造很大的经济效益。
另外，本实施例中的对废煤矿石浮选预处理过程中能够回收一部分煤，提高了废矿石的利用率。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。