本发明属于无机非金属材料生产工艺技术领域，具体涉及一种煤矸石滤水材料及其制备方法。
背景技术：
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在煤炭形成过程中与煤层伴生的一种含炭量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是al2o3、sio2，另外还含有数量不等的fe2o3、cao、mgo、na2o、k2o、p2o5、so3和镓、钒、钛、钴等微量稀有元素。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。
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。煤矸石的存量和产生量巨大，如何对煤矸石进行综合利用，实现工业化生产和变废为宝尤为重要，目前煤矸石的主要用途是回收煤炭，发电，生产建材，铺路，充填等。根据对煤矸石的成分分析，煤矸石可以用于生产滤水材料。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种煤矸石滤水材料。
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种煤矸石滤水材料，所述材料包括煤矸石、辅料和粘合剂；其中，所述辅料为玻璃粉、膨润土、长石粉、木粉中的至少一种；所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、发泡玉米粉、糊精中的至少一种。
进一步的，所述的煤矸石为粘土岩类、铝质岩类或砂石岩类煤矸石。
作为优选，所述煤矸石滤水材料中煤矸石的量为80wt％－98wt％；所述辅料的量为0－18wt％；所述粘合剂的量为5wt％－20wt％。
所述煤矸石滤水材料的具体制备工艺为：
s1.原料破碎：将原料煤矸石破碎至2mm以下；
s2.搅拌：将步骤s1中破碎后的煤矸石、辅料、粘合剂和拌和剂混合，得到配方料；
s3.压型：将步骤s2所得配方料输送到自动压机压制成一定规格的半成品；
根据实际需要可将配方料压制成粒径为10—30mm的圆球、圆柱或一定规格尺寸的平板；
s4.烧成：将步骤s3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，将烧成后的产品经冷却后筛选，得到成品煤矸石滤水材料。
成品煤矸石滤水材料的透水系数可根据实际需求进行调节。透水系数的调节方式是改变辅料的添加比例，辅料添加比例大，透水系数低；辅料添加比例小，透水系数高。
作为本发明的一个实施例，步骤s1中还包括，用筛网将所得煤矸石颗粒中粒径大于2mm的颗粒筛掉；其中100目筛下微粉占煤矸石颗粒5wt％－15wt％。
作为本发明的一个实施例，步骤s2的具体过程为，将破碎后的煤矸石喷入拌和剂充分混合，然后加入辅料和粘结剂混合均匀，再次喷入拌和剂充分混合，得到配方料。
作为本发明的一个实施例，步骤s2中，所述拌和剂为水或水玻璃溶液水。
作为本发明的一个实施例，步骤s2中，所述水玻璃溶液的浓度为5wt％－20wt％。
作为本发明的一个实施例，所述步骤s2中，控制喷洒拌和剂的量，使配方料中含水率为4％－7％。
作为本发明的一个实施例，步骤s4中，所述烧成温度为1150℃－1250℃；和/或，所述烧成周期为2－4小时。
作为本发明的一个实施例，步骤s4中，烧成使用的窑炉需有足够好的通风，保证煤矸石顺利脱炭。
作为本发明的一个实施例，步骤s4中，所述烧结为静态烧结，即在烧结过程中，煤矸石滤水材料相对窑具静止，不产生滚动，火焰或热风从煤矸石滤水材料缝隙通过。静态烧结与旋窑和/或遂道窑烧结方式不同。保证烧结过程中，煤矸石能够顺利脱碳。
本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
(1)本发明所述的煤矸石滤水材料是一种多孔结构，其内部孔隙为有益菌提供适宜的生存环境，让有益菌在污水处理过程中不至于随着水的一次流动而流失；
(2)本发明所述的煤矸石滤水材料可以有效降低煤矸石对环境的污染；可以减少污水处理厂对天然砂石滤材的依赖，降低对天然砂石的开采，有效的保护自然环境，为煤石综合利用提供了一种新的方向。
(3)煤矸石滤水材料在蒸馏水，弱酸性水，弱碱性水中浸泡24小时以上，均未检测到有害物质析出，说明煤矸石生产滤水材料是安全的。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式作进一步地详细描述。
【实施例1】煤矸石滤水材料的制备
s1.原料破碎：原料为160g铝质岩类煤矸石，38g辅料和2g羧甲基纤维素钠粘合剂，将煤矸石破碎至2mm以下，得到煤矸石粉。
所述辅料是膨润土和直径小于2mm的玻璃粉按重量比1：1用快速磨研磨10分钟所得。
s2.搅拌：将步骤s1中得到的煤矸石粉放入搅拌机内，向煤矸石粉喷5wt％水玻璃溶液6g，搅拌2分钟；再加入羧甲基纤维素钠粘合剂搅拌均匀，再加入辅料，搅拌的同时喷入12g水，搅拌均匀得到配方料。
s3.压型：将步骤s2所得配方料用100吨压机压制成φ25mm*25mm圆柱。
s4.烧成：将步骤s3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，烧成温度为1150℃，烧成周期为4小时。将烧成后的圆柱颗粒冷却后，分检得到成品。
【实施例2】煤矸石滤水材料的制备
s1.原料破碎：原料为180g粘土类煤矸石，16g辅料和4g膨化玉米粉粘合剂，将煤矸石破碎至2mm以下，得到煤矸石粉。
辅料是膨润土和直径小于2mm的玻璃粉按重量比2：1用快速磨研磨12分钟所得。
s2.搅拌：将步骤s1中得到的煤矸石粉放入搅拌机内，向煤矸石粉喷10g水，搅拌2分钟；再加入粘合剂搅拌均匀，再加入辅料并喷水4g，搅拌均匀得到配方料。
s3.压型：将步骤s2所得配方料用100吨压机压制成φ20mm球形颗粒。
s4.烧成：将步骤s3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，烧成温度为1200℃，烧成周期为3小时。将烧成后的球形颗粒冷却后，分检得到成品。
【实施例3】煤矸石滤水材料的制备
s1.原料破碎：原料为196g砂石类煤矸石和4g膨化玉米粉粘合剂，将煤矸石破碎至2mm以下，得到煤矸石粉。
s2.搅拌：将步骤s1中得到的煤矸石粉放入搅拌机内，向煤矸石粉中喷入20wt％水玻璃溶液16g，搅拌2分钟；再加入粘合剂搅拌均匀，得到配方料。
s3.压型：将步骤s2所得配方料用100吨压机压制成φ20mm球形颗粒。
s4.烧成：将步骤s3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，烧成温度为1250℃，烧成周期为2小时。将烧成后的球形颗粒冷却后，分检得到成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种煤矸石滤水材料，其特征在于：包括煤矸石、辅料和粘合剂；
所述辅料为玻璃粉、膨润土、长石粉、木粉中的至少一种；
所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、发泡玉米粉、糊精中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的煤矸石滤水材料，其特征在于：所述的煤矸石为粘土岩类、铝质岩类或砂石岩类煤矸石。
3.制备如权利要求1或2所述的煤矸石滤水材料的方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
s1.原料破碎：将原料煤矸石破碎至一定尺寸范围；
s2.搅拌：将步骤s1中破碎后的煤矸石、辅料、粘合剂和拌和剂混合，得到配方料；
s3.压型：将步骤s2所得配方料输送到自动压机压制成一定规格的半成品；
s4.烧成：将步骤s3所得半成品输送到烧结窑进行烧成，将烧成后的产品经冷却后筛选，得到成品煤矸石滤水材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤s1中，将煤矸石颗粒破碎到粒径小于2mm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤s1中还包括，用筛网将所得煤矸石颗粒中粒径大于2mm的颗粒筛掉。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤s2的具体过程为，将破碎后的煤矸石喷入拌和剂充分混合，然后加入辅料和粘结剂混合均匀，再次喷入拌和剂充分混合，得到配方料。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤s2中，所述拌和剂为水或水玻璃溶液；优选所述水玻璃溶液的浓度为5wt％－20wt％。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤s2中，控制喷洒拌和剂的量，使配方料中含水率为4％－7％。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤s4中，所述烧成温度为1150℃－1250℃，和/或，所述烧成周期为2－10小时。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤s4中，所述烧结为静态烧结。