一种以煤矸石为主要原料制备高强烧结透水砖的方法与流程

1.本发明属于工业固体废弃物利用技术领域，具体涉及一种以煤矸石为主要原料制备烧结透水砖的方法。


背景技术：

2.目前，我国煤矸石累计堆存50亿吨以上，而且每年以煤炭产量的10～15%再增加，作为排放和堆存量最大的工业固体废弃物，煤矸石的资源化利用对矿山、环境、土壤都具有积极的现实意义。钢渣是炼钢排出的一种工业固体废弃物，目前钢渣总产量约1.5亿吨，每年以钢产量的12～15%再增加，钢渣的资源化利用是钢厂可持续发展、绿色发展的主要途径。现阶段，煤矸石广泛应用在发电、建材、农业领域中。在建材方面，煤矸石的高值化利用体现在制备功能性材料上，如透气透水的透水砖、多孔保温材料以及吸附材料。因此我们进行了以煤矸石为主要原料制备烧结透水砖研究。
3.煤矸石的化学组成主要是氧化硅、氧化铝、氧化铁及碳，在制备烧结透水砖时，主要是通过有机造孔剂占位法或者是无机造孔剂法，有机造孔剂法是在高温烧制时，有机造孔剂在适宜的温度逸出并在原位置留下空隙，形成透水材料；无机造孔剂法是指添加碳酸钙或者是碳酸镁在合适的温度发生分解反应，生成二氧化碳，在坯体中留下孔隙，形成透水材料；这种方法的不足是因为大多数的造孔剂是有机质、或者是碳、在烧制时容易产生黑心问题并且产品强度不高，并且无机造孔剂法产生的孔隙偏少，导致透水系数偏小。
4.中国专利申请号cn108129084a公开了一种煤矸石钢渣复配麦秸秆灰制备高强透水砖的方法，这种方法是先将麦秸秆在550～600℃碳化炉中炭化，再将一定粒度的煤矸石和钢渣与麦秸秆灰混合，再加入酚醛树脂、硅溶胶、水泥等，注入透水砖模型中，经震动、养护后，得到煤矸石钢渣的混凝土透水砖，这种方法缺点是：生产过程中需要的工序多，并且水泥养护需经恒温恒湿养护室，需要塑料薄膜包裹，整个生产周期长有些操作需在190～200℃完成，对设备的要求高；生产过程中需加入酚醛树脂，易粘设备内壁，操作困难。


技术实现要素：

5.本发明目的是为了弥补已有技术的缺陷，充分利用钢渣颗粒的强度高及多孔性，提供一种工艺简单、工艺流程短、产品强度高、透水良好的烧结透水砖方法，为煤矸石和钢渣的综合利用开辟新途径。
6.本发明采用的技术方案是以煤矸石为主要原料制备烧结透水砖的方法，包括如下步骤：（1）原料的处理：利用颚式破碎机将煤矸石破碎到0.45mm以下备用；钢渣原料自然堆放均化3个月以上，再将钢渣原料破碎，经振动筛筛分，筛取0.4～2mm原料备用；高岭土和钾长石筛取0.2mm下的原料备用；（2）配料：按原料重量比称取原料，称取煤矸石60～80份，钢渣5～20份，混合搅拌均匀，再外加入5～7份的水，搅拌均匀，再加高岭土5～10份和钾长石10～15份的混合料，搅
拌均匀；（3）半干压成型：将步骤（2）原料在压机上压制成型，压力是150～250kg/cm2；（4）干燥：步骤（3）压制好的砖坯在80～110℃的烘箱中，烘干至水分低于0.5%；（5）烧成：干燥后的砖坯经高温节能炉在1150～1190℃高温下烧制，随炉自然冷却。
7.与现有技术相比，有益效果是：、本发明中煤矸石需破碎至0.45mm以下，再经配料、压制、烧成工序制成烧结透水砖，工艺流程短，煤矸石的利用率高，生产成本低，制备得透水砖强度高，透水良好，满足并高于国家标准gb/t25993-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
8.2、本发明中添加少量的钢渣颗粒，由于钢渣的多孔性及高强性，增加了产品的强度及透水性能，并且烧结性能良好，钢渣中游离的氧化钙及氧化镁完全被固化，产品不泛碱并具有较佳的强度和耐久性。
具体实施方式
9.以下结合实施例详述本发明。
10.实施例1：按上述具体的制备工艺流程，煤矸石70%,钢渣15%，水6%，高岭土和钾长石都是0.2mm粒度以下的,高岭土5%，钾长石10%，配好料后在150kg/cm2的压力下压制，烘干后在1190℃的高温节能炉中烧制成成品砖。
11.实施例2：按上述具体的制备工艺流程，煤矸石60%,钢渣20%，水6%，高岭土和钾长石都是0.2mm粒度以下的,高岭土5%，钾长石15%，配好料后在200kg/cm2的压力下压制，烘干后在1185℃的高温节能炉中烧制成成品砖。
12.实施例3：按上述具体的制备工艺流程，煤矸石65%,钢渣10%，水6%，高岭土和钾长石都是0.2mm粒度以下的,高岭土10%，钾长石15%配好料后在250kg/cm2的压力下压制，烘干后在1180℃的高温节能炉中烧制成成品砖。
13.经检测，实施例1、实施例2、实施例3产品的性能参数如下表，指标符合并优于国家标准gb/t25993—2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
14.以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种以煤矸石为主要原料制备高强烧结透水砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）原料的处理：利用颚式破碎机将煤矸石破碎到0.45mm以下备用；钢渣原料自然堆放均化3个月以上，再将钢渣原料破碎，经振动筛筛分，筛取0.4～2mm原料备用；高岭土和钾长石筛取0.2mm以下的原料备用；（2）配料：按原料重量比称取原料，称取步骤（1）处理过的原料，煤矸石60～80份，钢渣5～20份，混合搅拌均匀，再外加入5～7份的水，搅拌均匀，再加高岭土5～10份和钾长石10～15份的混合料，搅拌均匀；（3）半干压成型：将步骤（2）原料在压机上压制成型，压力是150～250kg/cm2；（4）干燥：步骤（3）压制好的砖坯在80～110℃的烘箱中，烘干至水分低于0.5%；（5）烧成：干燥后的砖坯经高温节能炉在1150～1190℃高温下烧制，随炉自然冷却，即制得高强烧结透水砖。2.根据权利要求1所述的一种以煤矸石为主要原料制备高强烧结透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（2）中钢渣按原料重量比10～15份。3.根据权利要求1所述的一种以煤矸石为主要原料制备高强烧结透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（1）中煤矸石破碎粒度0.45mm以下，高岭土和钾长石破碎粒度0.2mm以下。

技术总结
本发明提供一种以煤矸石为主要原料制备高强烧结透水砖的方法，采用煤矸石需破碎至0.45mm以下，再经配料、压制、烧成工序制成烧结透水砖，工艺流程短，煤矸石的利用率高，生产成本低，制备得透水砖强度高，透水良好，满足并高于国家标准GB/T25993-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。路面板》的要求。


技术研发人员：贺晓梅 郭伟 卢庆阳
受保护的技术使用者：咸阳科源陶瓷有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/4/12