CN108218399A - 一种煤矸石制砖工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制砖领域，公开了一种煤矸石制砖工艺包括如下步骤：获取直径小于3.5mm的煤矸石颗粒；向煤矸石颗粒中加入黏土得到煤矸石与黏土的配比为1:0.1～1:0.4的配合料；向配合料中加水至配合料含水率为13％～15％，并进行搅拌；将搅拌后的配合料进行时长为3至7d的陈化；将陈化后的配合料加水至配合料含水率16％～18％，并由搅拌挤出机搅拌挤出；搅拌挤出后的配合料由挤砖机挤出得到毛坯砖；将毛坯砖送入干燥窑进行干燥，得到含水率低于5％的干燥毛坯砖；将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖；将焙烧砖进冷却得到成品砖。向煤矸石颗粒中加入黏土，可以提高颗粒之间的粘合度；由于黏土的颗粒直径小于0.01mm，可以增加毛坯砖的密实性，从而增加成品砖的抗压强度。
Description
技术领域
本发明涉及制砖领域，尤其涉及一种煤矸石制砖工艺。
背景技术
煤矸石是矿业固体废物的一种，是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是矿业固体废物的一种，包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值。含碳20％～30％，有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石约1000Mt，并且每年仍继续排放约100Mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料。
现有的制砖工艺大多是采用全煤矸石经过粉碎、加水混合搅拌、陈化、搅拌差速细碎对辊机处理、真空挤出成型、切码、干燥、焙烧等工艺加工成品砖。全煤矸石粉碎颗粒粘合度较低毛坯密实性不够，坯体质量得不到保证，烧结而成的成品砖抗压强度低，无法满足建筑施工设计需求，毛坯砖放入干燥窑中干燥，干燥窑是焙烧之后还有余热的窑，既可以增加干燥速度又可以再次利用窑内的热量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种煤矸石制砖工艺，以解决现有技术中粉碎颗粒小生产成本高、毛坯体质量得不到保证的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤矸石制砖工艺，包括如下步骤：
S1、获取直径小于3.5mm的煤矸石颗粒；
S2、配料，向煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.1～1:0.4,其中，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比可选1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4中任一配比；
S3、搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为13％～15％，并进行搅拌，其中，含水率可选13％、13.2％、13.5％、14％、14.3、15％中任一数值；
S4、陈化，将搅拌后的配合料进行时长为3～7d的陈化，其中，陈化时长可选3d、3.5d、4d、4.5d、5d、6d、7d中任一时长；
S5、搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率16％～18％，并由搅拌挤出机进行搅拌挤出，其中含水率可选16％、16.5％、16.8％、17％、17.3％、17.5％、18％中任一数值；
S6、成型，搅拌挤出后的配合料由挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
S7、干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行干燥，得到含水率低于5％的干燥毛坯砖，其中含水率可选3％、3.3％、3.5％、3.8％、4％、4.3％、4.5％、4.8％、5％中任一数值；
S8、焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖；
S9、冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
向煤矸石颗粒中加入黏土，可以提高颗粒之间的粘合度；由于黏土的颗粒直径小于0.01mm，可以增加毛坯砖的密实性，从而增加成品砖的抗压强度。
优选地，所述获取直径小于3.5mm的煤矸石颗粒包括如下步骤：
T1、一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
T2、破碎，将一级破碎粗料进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤T1；
T3、粉碎，将一级破碎细料进行二级破碎，得到二级破碎料；
T4、二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤T3。
分级破碎可以提高破碎效率，先进行过滤之后再进行破碎可以减少不必要的破碎降低能源消耗。
优选地，所述配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.3。
优选地，所述陈化时长为4d。
优选地，所述干燥时长不得低于3d。
优选地，所述焙烧温度为600℃～1000℃，其中，焙烧温度选600℃、650℃、700℃、75℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃中的任一温度值。
优选地，所述挤砖机采用双级真空挤砖机。
优选地，采用颚式破碎机对一级破碎粗料进行破碎，颚式破碎机破碎效率较高，且可以破碎直径比较大和硬度比较大的原料。
优选地，采用锤式破碎机对一级破碎细料进行粉碎，锤式破碎机可以满足破碎后颗粒直径的需求，圆锥破碎机破碎后的粒度较大，球磨机破碎的粒度过小成本较高。
本发明的有益效果为：向煤矸石颗粒中加入黏土，可以提高颗粒之间的粘合度；由于黏土的颗粒直径小于0.01mm，可以增加毛坯砖的密实性，从而增加成品砖的抗压强度。
具体实施方式
下面结合实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例1
本发明提供了一种煤矸石制砖工艺，包括如下步骤：
1)一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
2)破碎，将一级破碎粗料采用颚式破碎机进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤1)；
3)粉碎，将一级破碎细料采用锤式破碎机进行二级破碎，得到二级破碎料；
4)二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤3)；
5)配料，向直径小于3.5mm的煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.3；
6)搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为14％；
7)陈化，将搅拌后的配合料进行时长为4d的陈化；
8)搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率17％，并由搅拌挤出机进行搅拌挤出；
9)成型，搅拌挤出后的配合料由双级真空挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
10)干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行为期不得低于3d的干燥，得到含水率为5％的干燥毛坯砖；
11)焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖，焙烧温度为900℃；
12)冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
通过试验可知得出，本实施例制得的45mm×45mm×45mm的成品砖的抗压强度为44.31MPa。
实施例2
1)一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
2)破碎，将一级破碎粗料采用颚式破碎机进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤1)；
3)粉碎，将一级破碎细料采用锤式破碎机进行二级破碎，得到二级破碎料；
4)二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤3)；
5)配料，向直径小于3.5mm的煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.1；
6)搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为15％，并进行搅拌；
7)陈化，将搅拌后的配合料进行时长为7d的陈化；
8)搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率16％，并由搅拌挤出机进行搅拌挤出；
9)成型，搅拌挤出后的配合料由双级真空挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
10)干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行为期3d的干燥，得到含水率为4％的干燥毛坯砖；
11)焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖，焙烧温度为600℃；
12)冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
通过试验可知得出，本实施例制得的45mm×45mm×45mm的成品砖的抗压强度为33.89MPa。
实施例3
1)一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
2)破碎，将一级破碎粗料采用颚式破碎机进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤1)；
3)粉碎，将一级破碎细料采用锤式破碎机进行二级破碎，得到二级破碎料；
4)二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤3)；
5)配料，向直径小于3.5mm的煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.2；
6)搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为13％；
7)陈化，将搅拌后的配合料进行时长为6d的陈化；
8)搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率16.8％；
9)成型，搅拌挤出后的配合料由双级真空挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
10)干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行为期3.5d的干燥，得到含水率为4.5％的干燥毛坯砖；
11)焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖，焙烧温度为750℃；
12)冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
通过试验可知得出，本实施例制得的45mm×45mm×45mm的成品砖的抗压强度为38.52MPa。
实施例4
1)一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
2)破碎，将一级破碎粗料采用颚式破碎机进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤1)；
3)粉碎，将一级破碎细料采用锤式破碎机进行二级破碎，得到二级破碎料；
4)二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤3)；
5)配料，向直径小于3.5mm的煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.25；
6)搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为14.3％；
7)陈化，将搅拌后的配合料进行时长为5d的陈化；
8)搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率17.3％；
9)成型，搅拌挤出后的配合料由双级真空挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
10)干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行为期不得低于5d的干燥，得到含水率为3.5％的干燥毛坯砖；
11)焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖，焙烧温度为850℃；
12)冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
通过试验可知得出，本实施例制得的45mm×45mm×45mm的成品砖的抗压强度为40.63MPa。
实施例5
1)一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
2)破碎，将一级破碎粗料采用颚式破碎机进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤1)；
3)粉碎，将一级破碎细料采用锤式破碎机进行二级破碎，得到二级破碎料；
4)二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤3)；
5)配料，向直径小于3.5mm的煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.4；
6)搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为13％，并进行搅拌；
7)陈化，将搅拌后的配合料进行时长为3d的陈化；
8)搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率18％，并由搅拌挤出机进行搅拌挤出；
9)成型，搅拌挤出后的配合料由双级真空挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
10)干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行为期6d的干燥，得到含水率为3％的干燥毛坯砖；
11)焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖，焙烧温度为1000℃；
12)冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
通过试验可以得出，本实施例制得的45mm×45mm×45mm的成品砖的抗压强度为47.53MPa。
对比例1
与实施例一的区别仅在于配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.01，制得45mm×45mm×45mm的成品砖。
通过试验可得知，制得的成品砖的抗压强度为25.27MPa。
对比例2
与实施例一的区别仅在于配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:3，制得45mm×45mm×45mm的成品砖。
通过试验可得知，制得的成品砖的抗压强度为65.62MPa。
由实施例1-5可知，本发明提供的煤矸石制砖工艺制得的成品砖的抗压强度可达33MPa以上，而一般建筑设计要求成品砖的抗压强度只需达到28MPa以上即可。由实施例1和对比例1和2可知，当黏土含量较低时虽然可以得到成品砖但是抗压强度较低，无法满足应用要求；而黏土含量较大时，虽然得到的成品砖的抗压强度有一定程度的提升，但是考虑到生产成本以及环境要求，增加黏土的含量会增大生产成本，不利于成品砖的工业生产。因此，本发明提供的煤矸石制砖工艺可以使得到的成品砖综合性能较优。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取直径小于3.5mm的煤矸石颗粒；
S2、配料，向煤矸石颗粒中加入黏土得到配合料，配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.1～1:0.4；
S3、搅拌，向配合料中加水至配合料含水率为13％～15％，并进行搅拌；
S4、陈化，将搅拌后的配合料进行时长为3～7d的陈化；
S5、搅拌挤出，将陈化后的配合料加水至配合料含水率16％～18％，并由搅拌挤出机进行搅拌挤出；
S6、成型，搅拌挤出后的配合料由挤砖机挤出成型，得到毛坯砖；
S7、干燥，将毛坯砖送入干燥窑进行干燥，得到含水率低于5％的干燥毛坯砖；
S8、焙烧，将干燥毛坯砖放入焙烧窑进行焙烧得到焙烧砖；
S9、冷却，将焙烧砖进冷却得到成品砖。
2.根据权利要求1所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，所述获取直径小于3.5mm的煤矸石颗粒包括如下步骤：
T1、一级筛选，将原始粗料或一级破碎料使用孔径80mm的振动格筛进行筛分，得到直径大于80mm的一级破碎粗料和直径小于80mm的一级破碎细料；
T2、破碎，将一级破碎粗料进行一级破碎，得到一级破碎料，将一级破碎料执行步骤T1；
T3、粉碎，将一级破碎细料进行二级破碎，得到二级破碎料；
T4、二级筛选，将二级破碎料进行使用孔径3.5mm的滚筒筛进行筛分，得到直径大于3.5mm的二级破碎粗料和直径小于3.5mm的煤矸石颗粒，将二级破碎粗料执行步骤T3。
3.根据权利要求1所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，所述配合料中煤矸石颗粒与黏土的配比为1:0.3。
4.根据权利要求1所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，所述陈化时长为4d。
5.根据权利要求1所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，所述干燥时长不得低于3d。
6.根据权利要求1所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，所述焙烧温度为600℃～1000℃。
7.根据权利要求1所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，所述挤砖机采用双级真空挤砖机。
8.根据权利要求2所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，采用颚式破碎机对一级破碎粗料进行破碎。
9.根据权利要求2所述的一种煤矸石制砖工艺，其特征在于，采用锤式破碎机对一级破碎细料进行粉碎。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180629 |