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    煤矸石固化剂 2023-12-20 本文被阅读 182 次

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            在煤炭生产和加工过程中会产生大量的煤矸石,煤矸石山已经成为我国煤矿的一个特有 标志。煤矸石的大量堆存给矿区生态环境带来种种负面影响,如占用土地、污染环境、破坏 景观等。但煤矸石不是一种简单的废弃物,而是可以利用的资源,可以替代煤炭用于发电, 或替代粘土生产建材等。

    目前,我国有煤矸石山1500多座,累计堆存煤矸石34亿吨以上,占地20多万亩。随着经济规 模的扩大和我国对能源需求的不断增长,煤矸石的产生量还会增加。因此,进一步发展 煤矸石综合利用具有十分重要的意义。

           目前国内煤矸石每年用于发电的利用率为10%-40%;其次,将煤矸石用于填埋、以及筑路和充填采空区、烧砖等是主要的处理方式,占到总处理量的50%-80%之间,占到煤矸石生产总量的30%左右;而煤矸石用在建材方面的处理能力是比较低的,仅仅占总处理量的13%左右,每年煤矸石的仍然以8%的速度增长,其堆存数量仍再继续增加。这些研究表明,目前煤矸石的资源利用比较低。

     煤矸石的利用率为何那么低呢,一个是处理成本高利润低,二是各种利用途径的产业链短;三是处理的温度限制问题。从制砖层面来讲,水泥砖厂和制砖厂,可以消耗一部分煤矸石,但是能力有限,而且传统的制砖厂、水泥砖厂都是采用烧结方式来制作的。由于煤矸石主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3及其他微量元素等,其中SiO2占据了50%或者以上的成分,而SiO2及CaO在高温时候(一般不超过550℃)会产生爆炸现象,但是砖厂的烧结温度需要达到800-900℃以上,因此导致了煤矸石在传统烧结砖及水泥厂等领域的利用配比也是不高的现象。

    一、煤矸石免烧砖的现实意义

      煤矸石通过一定的配比及制砖工艺,可以制作成各种用途的免烧砖,包括砌块砖(含实心砖、空心砖)、生态砖(护坡砖、河道砖)、路面砖等,可以就地取材,变废为宝,节能环保,成为绿水青山的建设者,切实地实现了经济效益、社会效益和环境效益的统一。

    二 、压砖工艺

    (一) 需要对煤矸石进行破碎
       对煤矸石的破碎需要分成三等级,一个级别在颗粒0.05mm以下,作为塑性料;第二个级别在0.05-1.2mm,作为填充料;第三个级别在1.2-2.0mm,作为骨料。
    (二)  材料及配比
        如果有其他辅料的加入,像细砂、建筑垃圾等的,固化效果更好。

    若全部用煤矸石的话,建议调节煤矸石材料的级配:一个等级的(0.05mm以下)35%;第二个等级的(0.05-1.2mm)20%;第三个等级(1.2-2.0mm)的30%;余下15%的就是水泥和土壤固化剂。这样做的好处就是粗细结合,不留空隙,同时又能增加砖的密实度及结构的紧凑性。

    通过煤矸石来制砖,由于粉质性材料比较多,建议至少采用425级水泥,而且配比相对要比较多些,以标砖为例,水泥含量建议在15%左右为佳。

    土壤固化剂一般加量为0.05%左右。

    (十)工艺简介:煤矸石,建筑垃圾和其他辅料——配比计量—— 加入水,水泥,土壤固化剂,第1次搅拌——加入土壤固化剂,进行第2次搅拌——加入土壤固化剂,第3次搅拌——压制成型——静养1天——码垛打包——浸泡——保湿养护——封层固化。

    具体工艺:
    (三)搅拌

    按上述配比后,先进行预搅拌,然后加入0.02%的土壤固化剂再继续搅拌。
    (四)第二道搅拌
        在一次搅拌的基础上再进行二次搅拌,加入0.015%的土壤固化剂后再继续搅拌。
    (五) 第三道搅拌

       在第二次搅拌的基础上再进行第三次搅拌,然后加入0.015%的土壤固化剂再继续搅拌,然后压制成型。
     (六) 静养
       根据所在地的气温确定静养时间:一般在气温在25℃以上的静养一天即可,否则适当增加静养时间。
    (七) 码垛打包
       根据生产量,可选择人工码垛或者机械化码垛。
    (八)浸泡
       将码垛、打包好的免烧砖在水池货水槽中浸泡3-5分钟,让砖坯充分吸水,进而提升砖的强度。
    (九) 自然养护
       把砖坯放置于室外,根据水泥的凝固时间来选择适当的自然养护时间;对砖坯做好洒水养护来提升砖的强度。有条件的用户还可以通过搭建养护室来缩短砖坯的自然养护时间。

    (十一)封层固化

    有条件的用户,建议对砖坯进行封层固化处理,即把封层固化剂喷洒到砖坯的表面上形成活性保护层,或者通过浸泡进行封层固化处理;进一步提高强度和防渗能力。

    三 、制砖机类型选择
       在压制成型过程中,到底选择静压砖机好还是振动砖机好呢? 通过施工经验,建议是在没有噪音要求的条件下,尽量选择振动砖机来生产,理由如下:
    ① 振动砖机产量高,操作简单;
    ② 投入成本低;
    ③ 对材料的塑料及水分要求相对比较低;
    ④ 振动方式更有助于该种材料的成型,原因分析如下:
       首先,通过振动方式让布料及物料所占据的空间更加紧凑,让物料之间相互挤兑,但是又不破坏分子间的结构,因此砖的结构弹性会比较强。而静压砖机则是通过强大的压力把物料压制成砖;但是我们前面有提及了,由于煤矸石的主要成分是SiO2,还有CaO等,由于这些成分在一定温度下会膨胀,再加上通过静压砖机压制的砖坯密实度非常高且无法排气等影响,因此这样的砖很容易出现爆裂现象!

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    煤矸石固化剂
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