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煤矸石的綜合利用
發布時間：2009-08-26 點擊次數：1540次煤質儀器|煤炭化驗儀器|煤炭化驗設備|煤質分析儀器-鶴壁市華通分析儀器有限公司
一、概述
煤矸石是多種礦巖組成的混合物，屬沉積巖。主要巖石種類有粘土巖類、砂巖類、碳酸鹽類和鋁質巖類。粘土巖中主要礦物組分為粘土礦物，其次為石英、長石云母和黃鐵礦、碳酸鹽等自生礦物，此外還含有植物化石、有機質、碳質等；砂巖類礦物多為石英、長石、云母、植物化石和菱鐵礦結核等；碳酸鹽類的礦物組成為方解石、白云石、菱鐵礦，并混有較多的粘土礦物、陸源碎屑礦物、有機物、黃鐵礦等；鋁質巖類均含有高鋁礦物：三水鋁礦、一水軟鋁石、一水硬鋁石，此外還常常含有石英、玉髓、褐鐵礦、白云母、方解石等。 煤矸石的巖石種類和礦物組成直接影響煤矸石的化學成分。
煤矸石的活性大小與其物相組成和煅燒溫度有關。粘土類煤矸石加熱到一定溫度時(一般為700～900℃)，結晶相分解破壞，變成無定型的非晶體，使煤矸石具有活性。
我國煤矸石的發熱量多在6300kJ／kg以下，其中3300～6300kJ／kg、1300～3300kJ／kg和低于1300kJ／kg的各占30％，高于6300kJ／'kg的僅占10％。各地煤矸石的熱值差別很大，
二、煤矸石的綜合利用技術
目前技術成熟、利用量比較大的煤矸石資源化途徑是生產建筑材料。
(一)煤矸石制磚
包括用煤矸石生產燒結磚和作燒磚內燃料。
煤矸石磚以煤矸石為主要原料，一般占坯料質量的80％以上，有的全部以煤矸石為原料，有的外摻少量粘土。煤矸石經破碎、粉磨、攪拌、壓制、成型、干燥、焙燒，制成煤矸石磚。焙燒時基本上無需再外加燃料。
泥質和碳質煤矸石質軟、易粉碎，是生產煤矸石磚的理想原料。煤矸石的發熱量要求在2100～4200kJ／kg，過低時需加煤，過高時易使成磚過火。煤矸石需粉碎到小于lmm的顆粒占75％以上。用煤矸石粉料壓制成的坯料塑性指數應在7—17之間，成型水分一般為15％-20％。許多磚廠生產的煤矸石磚抗壓強度一般為4．80～1：4．71MPa，抗折強度為2．94～4．90MPa，高于普通粘土磚。
以煤矸石作燒磚內燃料制磚生產工藝與用煤作內燃料基本相同，僅需增加煤矸石粉碎工序。
(二)煤矸石生產輕骨料
適宜燒制輕骨料的煤矸石主要是碳質頁巖和選礦廠排出的洗矸，矸石的含碳量不要過大，以低于13％為宜。有兩種燒制方法：成球法與非成球法。
成球法是將煤矸石破碎、粉磨后制成球狀顆粒，然后焙燒。將球狀顆粒送人回轉窯，預熱后進人脫碳段，料球內的碳開始燃燒，繼之進入膨脹段，此后經冷卻、篩分出廠。其松散容重一般在1000kg／m3左右。
非成球法是把煤矸石破碎到一定粒度直接焙燒。將煤矸石破碎到5～lOmm，鋪在燒結
機爐排上，當煤矸石點燃后，料層中部溫度可達1200C，底層溫度小于350C。未燃的煤矸
石經篩分分離再返回重新燒結，燒結好的輕骨料經噴水冷卻、破碎、篩分出廠。其容重一般在800kg／m3左右。
(三)煤矸石生產空心砌塊
煤矸石空心砌塊是以自燃或人工煅燒煤矸石為骨料，以磨細生石灰和石膏作膠結劑，經轉動成型、蒸汽養護制成的墻體材料，產品標號可達200號。
(四)煤矸石作原燃料生產水泥
煤矸石和粘土的化學成分相近并能釋放一定的熱量，用其代替粘土和部分燃料生產普通水泥能提高熟料質量。這是因為煤矸石配料比粘土配料配人的生料活化能降低了許多，用少量煤就可提高生料的預燒溫度，且煤矸石中的可燃物也有利于硅酸鹽等礦物的熔解和形成；此外煤矸石配的生料表面能高，硅鋁等酸性氧化物易于吸收氧化鈣，可加速硅酸鈣等礦物的形成。
用作水泥原燃料的煤矸石其生產工藝過程與生產普通水泥基本相同。將原燃料按一定比例配合，磨細成生料，燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的熟料，再加入適量石膏和混合材料，磨成細粉而制成水泥。
(五)煤矸石作水泥混合材料
煤矸石經自燃或人工煅燒后具有一定活性，可摻入水泥中作活性混合材，與熟料和石膏按比例配合后入水泥磨磨細。煤矸石的摻入量取決于水泥的品種和標號，在水泥熟料中摻人15％的煤矸石，可制得325號一425號普通硅酸鹽水泥；摻量超過20％時，按國家規定為火山灰硅酸鹽水泥。
用煤矸石作混合材時，應控制燒失量≤5％，S03≤3％，火山灰性試驗必須合格，水泥膠砂28天抗壓強度比≥62％。
(六)煤矸石作筑路和充填材料
煤矸石是很好的筑路材料，有很好的抗風雨侵蝕性能，并可降低筑路成本
