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煤矸石制砖技术的应用李宗臣新汶矿业集团山东良庄矿业有限公司山东省新泰市邮编271219摘要：煤矸石制砖是近年来煤炭企业的一个热门话题，它节能、节地、利废、环保，符合国家产业政策，具有良好的经济效益与社会效益。煤矸石制砖一般有三个环节，原料的选择破碎和陈化、成型与码坯、砖坯干燥与焙烧等。通过整个生产系统的过程，详细阐述各项技术指标和生产过程中的控制要点。关键词：煤矸石制砖技术应用煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物「1」，每年的排放量相当于当年煤炭产量的10％左右，是目前排放量最大的工业固体废弃物之一，煤矸石长期堆存，占用大量土地，同时造成自燃，污染大气和地下水质。煤矸石又是可利用的资源，为进一步推动煤矸石综合利用工作，由国家经济贸易委员会、科学技术部制定了《国经贸资源〔1999〕1005号》文《煤矸石综合利用技术政策要点》。煤矸石综合利用涉及到煤矸石发电、煤矸石建材及制品、煤矸石充填采煤塌陷区和露天矿坑复垦种植技术，改善生态环境。同时采用煤矸石不出井的采煤生产工艺，充填采空区，减少矸石排放量和地表下沉量。利用煤矸石充填沟谷等低洼地作建筑工程用地填筑技术。在道路等工程建设中，以煤矸石代替粘土作基材技术；还利用煤矸石制水泥等。提高废弃物的综合利用率和利用水平，实现污染物达标排放。煤矸石制砖的技术要求：主要是以烧结砖为主，重点推广全煤矸石承重多孔砖和非承重空心砖，主要是发展高掺量、多孔洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖，或带有外饰面的清水墙砖。利用煤矸石全部或部分代替粘土，采用适当烧制工艺生产烧结砖的技术在我国已经成熟，这是大量利用煤矸石的主要途径。1、原料选择「2」应熟悉掌握煤矸石原料的性能指标，看其化学成分和物理性能是否满足制砖要求和烧制全煤矸石砖的要求；另外，原料的运输条件是否优越，各种场地、堆场能否满足生产规模要求。（1）有害物质：在破碎前检出杂物与有害成分，原料中常见的杂物有废铁、石灰石、砂岩等，废铁一般情况下采用电磁除铁器去除废铁，石灰石等杂物采用机械或人工方法清除。（2）原料的配比：原料的配比主要由以下两个因素决定，原料的发热量和原料塑性；一般情况下，每千克制品的发热量以1500-2550焦耳/千克（夏季1500-1900焦耳/千克，冬季1900-2550焦耳/千克）为宜，当制品发热量不够时，烧成时就需要外投燃料；当制品发热量超标时，就需烧成型时将多余热量拿走或减少窑车的码坯数量，原料的塑性指数是制砖时挤出成型的重要指标，是能否生产高质量砖的先决条件，一般最佳指数为7-9之间，如果低于7就不易成型，这时必须采取外加部分粘土提高原料的塑性，否则生产的产品承重量差。（3）原料粒度是质量保证的基础，合理的粒度级配也是能否成型的主要指标之一。原料粒径越细，塑性越高，越易成型，成品强度也越高。煤矸石实心砖的一般要求是最大颗粒粒径应小于2.5mm,0.5mm以下的颗粒不低于60%以上；空心砖最大颗粒粒径应小于1.5mm,0.5以下颗粒占65%以上。（4）原料陈化：在陈化前，原料必须加入足够的水分（一般水分在10-12%之间），原料搅拌均匀后进入陈化库，如果水分不足，原料在陈化期间要进行洒水养护，陈化时间不得少于72小时，这样做的目的是为了消除颗粒内部应力，使其内外原料性质基础一致，这是提高原料塑性指数，使成型坯体表面光滑，消除干燥裂纹的重要一环。（4）化验：每次进入陈化库的原料要进行热值和粒度化验，掌握好每池的原料指标，为砖坯成型和码坯提供科学依据。2、成型「3」（1）坯体内在质量煤矸石砖成型采用硬塑或半硬塑挤出成型，半硬塑挤出成型时，成型水分在13%左右,挤出压力一般为15-20kg；硬塑挤出成型时，成型水分为13-15%，成型砖坯承载量在3-3.5kg/cm2之间，同时要求真空度应大于90%以上，确保真空室的密封和进料口入料顺畅，不能间断供料。（2）坯体表观质量首先，应根据原料收缩率的不同，选择适宜的机口尺寸与切坯厚度，标砖砖坯尺寸一般在247±2*117±2*92±2mm之间，这样才能保证坯体烧成后的几何尺寸符合国标；其次，根据客户的需求，采用不同型号的砖机芯架，成型坯体应表面光滑，不允许出现裂纹、烂心、断肋、缺棱少角等现象，确保砖机机口润滑，提高砖坯表面质量。其次，根据原料的热值来确定在窑车上的码坯数量、高度和砖坯之间的通风方式等。3、干燥干燥是利用通入的热风排除成型坯体中化学结合水以外的吸附水过程，干燥时温度要适中，一般要求控制在120-150℃左右，温度过高，易造成坯体脱水过快而产生裂纹；温度过低，坯体脱水太慢会影响产量，坯体脱水要平稳，应保证排潮湿度接近饱和（在95-100%中间），使高温水气及时排掉，防止砖坯吸潮垮塌，即所谓的回潮现象，经过干燥的砖坯，其含水率应小于3.5-5%，如果湿度太大，会使制品在焙烧时发生回潮现象影响强度，甚至倒塌。4、焙烧烧成是将干燥好的坯体进入焙烧窑，经高温焙烧使其成为成品的操作，在窑内通过气体和物料之间逆向流动产生热交换，从而实现坯体生料变为熟料的热处理过程。焙烧窑一般分为四带，从进车端依次为预热带、焙烧带、保温带、冷却带，预热带的温度不易过高，温度在30-750℃，否则砖坯会提前烧成，对窑体损坏极大，在焙烧带，坯体达到烧成温度，温度一般在750-1050℃，坯体内部进行自燃，发生着物理、化学反应，焙烧带温度达到最高，窑炉操作工要调节好预热带和焙烧带风机的进风量，保证所供空气量一定要足，让砖坯充分燃烧，保温带温度在800℃左右，在冷却带，坯体冷却不能太急，否则也要影响产品质量。整个烧成曲线呈现马鞍形，中间高、两端低，出窑时成品温度应该达到常温，产品符合GB13544-2011标准，抗压抗折符合Mu15要求，密度级为1200，吸水率达到23%，外形尺寸符合240*115*90mm，一般孔洞率达到25%，调心孔砖孔洞率达到28%。在原料稳定的情况下，操作时一定要调整好风量，严格按照烧成曲线来控温，这样才能保证焙烧的成品率。5、窑车维护每次投入使用的窑车，要进行检查维护，清理窑车垃圾，窑车表面要平整，提高码坯质量和产品合格率，密封条完好无损，确保在焙烧过程中窑车底部不承受过高的温度，并且对每辆的窑车车轮进行注油，保证车轮润滑良好，转动灵活，确保在整个干燥、焙烧过程中顶车自如。参考文献：「1」国经贸资源〔1999〕1005号》文《煤矸石综合利用技术政策要点》，国家经济贸易委员会、科学技术部制定。「2」《烧结多孔砖和多孔砌块》（GB13544-2011）新国标.