利用煤矸石生产内燃砖的探索

赵 华，赵姝蓉

（1．恩施职业技术学院建工系，湖北 恩施 445000；2．湖北民族学院医学院，湖北 恩施 445000）

利用煤矸石生产内燃砖的探索

赵 华1，赵姝蓉2

（1．恩施职业技术学院建工系，湖北 恩施 445000；2．湖北民族学院医学院，湖北 恩施 445000）

利用工业废料生产普通砖或砌块等新型墙体材料，是我国墙体材料改革的发展趋势之一。这一举措不仅使工业废料得到了综合利用，也保护环境；而且给生产企业带来了巨大的经济效益。符合节能减排、可持续发展战略。本文就武陵地区煤矸石的综合利用——生产煤矸石内燃砖做了生产性试验探索。

煤矸石；内燃砖；探索

利用煤矸石做内燃砖国外早在20世纪80年代就开始研究。由于煤矸石塑性及热值低而且成分波动大，煤矸石砖质次价高的问题未能解决，所以一直没有广泛地推广应用。随着科学技术的发展，粉磨设备推陈出新，均化手段日趋完善，煤矸石砖的质量有了大幅度提高，已赶上或超过黏土砖、粉煤灰砖等烧结砖和蒸压灰砂砖、炉渣砖等非烧结砖，同时节省了大量能源，改善了环境。

武陵地区的煤炭资源较为丰富，煤矿众多。强化开采后煤矸石产量随之增加，天长日久造成堆放不断扩大，占用大量田地。为了变废为宝，综合利用，我们就恩施州长林煤矿煤矸石山的煤矸石制内燃砖做了生产性试验。煤矸石内燃砖的试验过程如下。

1 煤矸石的取样及理化指标分析

为了确保试验的代表性和普遍性，我们在煤矸石山采取间距为15m的网络取样法，加工后的煤矸石划分网络点，再按四分法取样5kg，进行理化指标测试，结果如下：平均发热量1036kJ⋅kg-1，塑性指数LP=6.65，化学成分见表1。

表1 煤矸石代学成分 /%

从测试数据来看，塑性指数偏低，全部用煤矸石直接成型效果较差。就化学成分来讲，SiO2较高，可以直接使用。就其发热量来讲，虽然低，但为了节约能源，是可以代替一部分燃料的，不足部分，外加燃料补充。

2 黏土的取样及理化指标的测试

取样方法同上。黏土是使用飞龙水泥厂土源的黏土，红色，自然含水率6.16%，塑性指数LP=19.78，见表2。

表2 黏土化学成分 /%

3 混合料的理化指标的测试

这次生产性探索试验分两组进行。第一组80%煤矸石，20%黏土；第二组90%煤矸石，10%黏土。混合料的综合性能可以直接判断烧成效果，结果见表3。

表3 两组混合料的综合性能指标

从以上测试的数据可知，含80%煤矸石的混合料各项指标都合格，烧成效果应该是比较理想的；而含90%煤矸石的混合料化学成分合格，但塑性指数、干燥收缩率偏低，造成成型困难、烧成困难。所以最终决定选择含80%的煤矸石的混合料进行焙烧试验。

4 实验地点、工艺流程及有关参数的选择

（1）实验地点：分别在立新建材厂和东升建材厂进行焙烧试验。

（2）制砖工艺流程简图：

（3）有关工艺参数选择

预热时间：4.5h，预热带长度为15m。烧成带长度为7m，火行速度：1.1m⋅s-1。保温时间：4.5h。焙烧温度：930～1020℃，降低30℃（通常950～1050℃）。

外加煤与内燃计算在内，通常总热耗指标：2508kJ/块。按重量比80%煤矸石，内燃料占热耗2056kJ/块，外加煤应占热耗452kJ/块，即154kg标煤/万块。实际用外加煤是174kg标煤/万块，也就是说内燃煤矸石实际燃烧部分为：88.16%。

5 焙烧性能及成品检验

（1）烧成收缩率：δ烧=1.65%；

（2）总收缩率：δ总=5.56%；

（3）外观检验结果见表4。

表4 外观检验结果

（4）强度检验结果见表5。

表5 强度检验结果

（5）吸水率检验：立新建材厂：10.6%；东升建材厂：10.1%。

（6）抗冻性试验：冻融循环15次，质量损失1.55%（规定值＜2%），无缺棱掉角，无裂纹，合格。

（7）泛霜检验：中等以下，合格。

（8）石灰爆裂检验：无超标准爆裂点。

（9）成品砖含硫：SO3=0.64%（规定值＜1%），合格。

6 分析

总的来说，含80%煤矸石砖的生产性探索试验是成功的，成品检验均符合成品砖GB 5101—2003要求，合格。

利用煤矸石做内燃制砖的生产性探索性试验，其结果是成果可行的。但因煤矸石化学成分不均匀，热值波动大，要利用煤矸石做内燃燃料制砖，首先应解决煤矸石的均化问题，其次需加强生产控制和完善烧成制度问题。

[1] 魏鸿汉.建筑材料[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.147-160.

[2] GB5101—2003.中华人民共和国国家标准烧结普通砖[S].

[3] 孟薇.煤矸石的综合利用[R].中国煤炭资源网，2007.

Exploratory Production of Coal Gangue Brick

ZHAO Hua1， ZHAO Shu-rong2
（1.Department of Construction Engineering， Enshi Vocational and Technical College， Enshi 445000， China;2.Medical College， Hubei University for Nationalities， Enshi 445000， China）

Using industrial waste to produce new wall materials， such as common brick or block， was one of the trends of our wall material reform. It was not only making use of the industrial waste， but also protected the environment. At the same time it would bring about great economic benefits. An exploratory production of coal gangue brick which was applied the coal gangue in Wuling area was carried out.

coal gangue; brick; explore

X 752

A

1671-9905（2010）09-0042-02

2010-04-21