煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文

煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文

　　如果以煤矸石代替黏土制磚，則既不耗能也不需挖土毀田，還利用了煤炭工業(yè)排放的廢料-----煤矸石;下面是學(xué)習(xí)啦小編整理了煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)技術(shù)論文篇一

　　利用廢棄煤矸石制磚技術(shù)淺析

　　摘要：煤矸石是一種固體廢棄物，又是一種寶貴的資源。本文針對煤矸石的化學(xué)成分、物理特性和發(fā)熱值等特點(diǎn)，介紹了煤矸石制磚技術(shù)

　　方法和工藝流程。

　　關(guān)鍵詞：煤矸石制磚

　　中圖分類號(hào)：P618文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

　　煤炭是我國長期最主要的能源，其資源非常豐富，2013年產(chǎn)量已超過37億噸。隨著煤炭生產(chǎn)的不斷擴(kuò)展，煤矸石的產(chǎn)生量與日俱增，煤矸石產(chǎn)生量按原煤產(chǎn)量的15%計(jì)，每年煤矸石至少增加5.55億噸，歷年積存下來的煤矸石已超過45億噸，占地40萬畝以上，而且仍在繼續(xù)增加。這樣大量的煤矸石已嚴(yán)重地污染了環(huán)境，并侵占了大量的土地和農(nóng)田，破壞了土地資源.如不加緊有效利用，將影響煤炭工業(yè)的正常發(fā)展，影響周圍環(huán)境質(zhì)量。近年來，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對于煤礦資源的開采、利用、環(huán)境、生態(tài)及可持續(xù)發(fā)展問題均有系統(tǒng)的研究，并提出了綠色開采技術(shù)體系，其中對于煤矸石的利用就是

　　該系統(tǒng)主要措施之一。

　　1、煤矸石的來源及主要成份

　　1.1煤矸石的來源及產(chǎn)生情況

　　煤矸石是夾在煤層中，與煤伴生的巖石。是采煤和選煤過程中排出的廢棄物。其產(chǎn)生的途徑有以下三種：a在井簡與巷道掘進(jìn)過程中，開鑿排出的煤矸石;b.在采煤和煤巷掘進(jìn)過程中，由于煤層中夾有矸石或削下部分煤層頂?shù)装?，使運(yùn)到地面中的煤炭中含有煤矸石。c.洗煤廠產(chǎn)生的洗矸和少量人工挑選的揀矸。煤矸石的來源及產(chǎn)生

　　情況見表1。

　　表1 煤矸石的來源及產(chǎn)生情況見表

　　1.2煤矸石的主要成分

　　煤矸石的化學(xué)成分是煤矸石煅燒后灰渣的成分，其化學(xué)成分和粘土相似，可用于筑路、生產(chǎn)燒結(jié)磚及非燒結(jié)磚、混凝土制品、砌筑砂漿材料和陶粒等輕骨料。有的煤矸石含硅較高?？勺鳛楣栀|(zhì)原料，用作水泥原料和混合材料等。煤矸石的組成和性質(zhì)是選擇利用途徑和指導(dǎo)生產(chǎn)的重要依據(jù)。煤矸石的主要化學(xué)成分為鋁和硅的氧化物。此外，還占有微量元素和稀有元素 Be、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、V、Zn、In、

　　Bi、Gk等，有的還含有放射性元素。

　　煤矸石的化學(xué)成分比較

　　2、煤矸石帶來的環(huán)境問題

　　煤矸石作為固、液、氣三害俱全的工業(yè)廢料，它的長期堆放不僅浪費(fèi)了資源，占壓了大量的土地，而且污染了水源、土壤和周圍的環(huán)

　　境，嚴(yán)重影響了礦區(qū)居民的生態(tài)生活條件。

　　煤矸石隨著煤炭開采或洗選出來后，堆于井口附近，長此已久，就形成了矸石山，這些矸石山大多緊鄰居民區(qū)，占壓了大量的生活用地和建筑用地，以及大量的林地和耕地。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前我國歷年累計(jì)堆放的煤矸石總積存量約為45億t，年排出量3億t，規(guī)模較大的矸石山將近1600座，占用土地約1.5萬hm2，并且堆積量還以1.5～2.0倍的速度增加。這不僅破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，而且影響

　　了礦區(qū)的自然景觀，引發(fā)了一系列社會(huì)和自然問題。

　　煤矸石堆放污染水源煤矸石中含有Si、Cu、Zn、Pb、S、Fe、等有害元素經(jīng)過長期雨、雪淋漓溶解，把煤矸石中部分有害元素隨地表徑流轉(zhuǎn)入江、河、湖和地下水中，造成水中有害元素含量增加，在煤矸石自燃區(qū)還產(chǎn)生了自然硫、雄黃、氯化銨、硫銨石、無水芒硝、水硫酸鋁石、六水鎂礬等礦物，這些礦物質(zhì)受雨水淋溶，會(huì)使礦區(qū)水

　　質(zhì)硬化，污染水源。

　　煤矸石堆放污染土壤煤矸石中除含有SO2、SiO2、A1203、Fe、Mn等常量元素外，還有少量有毒重金屬如HPh、Ga、Ti、Sn、V等，煤矸石經(jīng)風(fēng)吹、日曬、雨淋等分化作用，部分元素浸入土壤中，造成土壤污染。同時(shí)，煤矸石中的SO2和SO3，等硫化物遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

　　使土壤慢慢酸化，破壞土壤肥力，使植物不能生長。

　　煤矸石堆放污染空氣露天堆放的煤矸石，日積月累，使礦區(qū)懸浮物大大增加。煤矸石自燃，排出大量的CO、SO2、SO、NO2等有害

　　氣體和煙塵，嚴(yán)重污染礦區(qū)的空氣質(zhì)量。

　　煤矸石山失穩(wěn)引起重力災(zāi)害煤矸石山的穩(wěn)定性，受矸石堆基礎(chǔ)巖土體的抗剪強(qiáng)度特性、本身的結(jié)構(gòu)、石堆的形狀和基礎(chǔ)巖土體孔隙的水壓力等因素所制約[2]。煤矸石的堆放的自然安息角為38?！?0。，超過這個(gè)角度范圍或在人為開挖以及降雨量強(qiáng)度達(dá)到60mrrdh口時(shí)容易引發(fā)重力災(zāi)害，如泥石流、滑坡、坍塌等造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。在煤矸石內(nèi)部，空隙較大，與空氣接觸氧化產(chǎn)生大量熱量，尤其在夏季高溫悶熱的情況下，容易使煤矸石山內(nèi)部發(fā)生爆炸，嚴(yán)重威脅

　　到礦區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)安全。

　　3、利用廢棄煤矸石制磚

　　本文主要介紹利用煤矸石制磚的工藝過程。

　　我國利用煤矸石制磚，利用煤矸石自身的發(fā)熱量提供的熱能來完成干燥和焙燒的工藝過程，基本不需外加燃料，僅在煤矸石發(fā)熱量較低時(shí)才向煤矸石中參入少量煤炭。只是煤矸石燒制磚的工藝比粘土制磚工藝增加了一道粉碎工序。風(fēng)化后的煤矸石添加少量的膠結(jié)材料和激活劑生產(chǎn)的煤矸石磚，具有獨(dú)特力學(xué)性質(zhì)和抗凍性等優(yōu)點(diǎn)均達(dá)到G

　　B5101-85規(guī)定的100#標(biāo)準(zhǔn)。

　　利用煤矸石制磚包括用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚和作燒磚內(nèi)燃料。

　　泥質(zhì)和碳質(zhì)煤矸石質(zhì)軟、易粉碎，是生產(chǎn)煤矸石磚的理想原料。用煤矸石粉料壓制成的坯料.要求塑性指數(shù)在7～l7之間，塑性指數(shù)過高的，要摻加瘦化劑;塑性指數(shù)過低的.磚坯子不能成型，焙燒后的廢品率也高。煤矸石的發(fā)熱量要求在2l00～4200KJ/kg之間，發(fā)熱量過

　　低需加煤.以免磚欠燒;發(fā)熱量過高時(shí)易造成磚過火。

　　煤矸石制磚是以煤矸石為主要原料，煤矸石一般占坯料重量的80%以上，有的全部以煤矸石為原料，有的外摻拂騰爐渣或少量粘土。該生產(chǎn)工藝是將煤矸石破碎后，配以適當(dāng)?shù)氖野凑惩链u或蒸氣養(yǎng)護(hù)磚的生產(chǎn)工藝加工而成。除煤矸石需要粉碎外，其工藝與粘土磚生產(chǎn)工藝基本相同。圖1是以自燃煤矸石和沸騰爐渣為原料生產(chǎn)煤矸石蒸

　　養(yǎng)磚的生產(chǎn)工藝流程。

　　固體原料經(jīng)破碎、粉磨，并與水按比例混合攪拌.待石灰消解后壓成坯體，利用沸騰鍋爐提供蒸氣，在養(yǎng)護(hù)室內(nèi)進(jìn)行蒸氣養(yǎng)護(hù)制成蒸養(yǎng)磚。如果采用生矸石為原料的制品，稱為內(nèi)燃磚。用煤矸石作燒磚內(nèi)燃料制磚生產(chǎn)工藝與用煤作燃料基本相同，只是增加了煤矸石的粉碎工序。內(nèi)燃磚要求在原料上嚴(yán)格控制Ca0等有害物質(zhì)的量，保持熱值穩(wěn)定，保證原料細(xì)度與水量要求均勻.嚴(yán)格控制升溫條件。一般每塊磚(坯重約2.4Kg)只需要熱值3.97×103～5.016×103Kj/kg。超過此值，稱為超內(nèi)燃磚。生產(chǎn)煤矸石磚只要保持熱值穩(wěn)定，搞好余熱利用.采用熱值2.09×103―4.18×l03KJ/kg的煤矸石就能滿足焙燒

　　需要的熱量。煤矸石磚規(guī)格和性能與普通粘土磚相同。

　　從圖1可看出.煤矸石制磚的工藝過程和粘土磚相似.主要包括原料的破碎、粉碎、混合料的加工和成型、磚坯干燥和焙燒等工序。原料的粉碎通常采用顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、風(fēng)選錘式破碎機(jī)、風(fēng)選球磨機(jī)等。由于煤矸石粉料的浸水性差，一般均采用二次攪拌或蒸汽攪拌使成型水份在泥料中均勻分布，以改善泥料塑性，成型水份一般為l5～20%。煤矸石磚的成型有濕塑法和半干壓法兩種，濕塑法采用各種型號(hào)的螺旋機(jī)擠出磚坯，半干壓法可采用夾板壓磚坯成型或錘成型，但后者很少采用。焙燒過程與粘土磚基本相同，只是煤矸石磚內(nèi)的可燃物多，發(fā)熱量高，要相應(yīng)延長恒溫時(shí)間。生產(chǎn)煤矸石磚技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量好，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　煤矸石作為磚內(nèi)燃料，在我國已有較長的歷史，應(yīng)用非常廣泛.生產(chǎn)技術(shù)成熟，節(jié)能效果顯著。

　　我國煤矸石磚的標(biāo)號(hào)都在150以上，容重一般為l400～1650kg/m3，抗凍、耐酸、堿等性能都比較好，可以代替粘土磚使用。我國目前有700多家工廠生產(chǎn)煤矸石磚，每年生產(chǎn)煤矸石磚l30多億塊，相當(dāng)于少挖農(nóng)田7000多畝，少用煤炭240多萬噸。每塊磚的成本一般在0.16元左右。

　　4、結(jié)束語

　　煤矸石的利用要堅(jiān)持“因地制宜，積極利用”的指導(dǎo)思想。提高我國煤矸石綜合利用技術(shù)水平，加強(qiáng)對各地煤矸石成分、結(jié)構(gòu)、特性等基礎(chǔ)研究，積極提高煤矸石利用的效率和科技含量，以及煤矸石的經(jīng)濟(jì)附加值和有效成分的綜合利用率。減輕礦區(qū)的大氣污染和地下水的污染，還可以減少土地占用，又能回收有價(jià)值資源。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　作者簡介：

　　1、劉鵬(1978~)，男，陜西藍(lán)田人，副教授，注冊安全工程師，2003年畢業(yè)于西安科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院從事采礦工程及煤礦安全工程教學(xué)、科研。

　　2、連國楨(1961~)，男，甘肅天水市甘谷人，高級工程師，國家注冊安全工程師，從事安全生產(chǎn)管理與安全科技和執(zhí)行技術(shù)規(guī)范工作研究。

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