煤矸石在建筑中利用现状和发展方向探究

1、煤砰石在建筑中利用现状和发展方向探究摘要：煤歼石是在采煤和洗煤中产生的固体废弃 物，同时也是可利用的二次能源。本文根据煤歼石的污染情 况及其主要来源和化学组成，探讨了煤歼石在建筑行业的综 合利用现状，提出了煤歼石资源化利用的方向建议。关键词：煤砰石；资源化;建筑；发展1前言煤歼石是在煤炭掘进、开采和洗煤过程中排放的固体废 弃物。随着煤炭产量的增长，产生的煤砰石也在大量增长。 目前煤歼石年产量6亿t,累计堆放量50多亿t。它造成了 严重的环境污染，堆放时，占用大量土地，影响美观；自燃 时，产生大量的大气污染；降水时，其中的有害物质会被淋 溶到土壤或地下水中。开发利用煤歼石具有经济效益和环境 效益

2、。目前，政府已出台了一些政策或规划加强煤歼石的利 用，许多企业也对此做了大量实验研究，并有许多成果已运 用到工业生产中。十二五规划中，到2015年，全国煤歼石 产生量8亿t,利用量可达6.1亿t,利用率在75%以上。其 中，煤歼石制建材利用1亿t,煤歼石井下充填、筑路等利 用2. 1亿t以上。12. 煤歼石的来源与化学组成2. 1煤歼石的来源煤砰石的主要来源为：露天剥离、井筒和巷道掘进过程、 煤炭洗选过程。2. 2煤歼石的化学组成歼石的化学组成决定了歼石特性和利用途径。通常所指 的化学成分是砰石锻烧所产生的灰渣的化学成分，一般由无 机化合物（矿岩）转变成的氧化物组成。不同煤歼石的化学 成分不同

3、，其中，砂岩歼石si02含量在70%以上，铝质岩歼 石a1203含量在40%以上，而粘土岩歼石化学成分含量居中， si02 含量为 40%70%, a1203 含量为 15%30%。23. 煤歼石在建筑中的应用3. 1煤歼石制水泥利用多种工业废渣与煤歼石混合均能烧制出合格的水 泥熟料，并且对其影响因素的实验研究仍在进行过程中，且 有大量成果已经工业化，并取得了较好的经济及环境效益。 煤歼石中sio2、a1203及fe203的总含量一般在80%以上， 是黏土质原料，既可作为水泥生料中si、al等元素的主要 来源，还能在烧制过程中释放一定热量，可代替黏土配料烧 制各种水泥，如普通硅酸盐水泥、快硬硅

4、酸盐水泥、煤歼石 炉渣水泥、少熟料或无熟料水泥，用高铝煤歼石还可制备特 种水泥。用煤歼石作原料生产水泥的工艺过程与生产普通水 泥基本相同。3现已研究出用煤歼石生产水泥的多种工艺。煤歼石代粘 土与石灰石混合可烧制水泥熟料；煤砰石与其他低品质钙基 质如污泥混合制水泥，4可节约生石灰、石灰石等原料； 采用低温合成工艺生产水泥。目前对于煤歼石的种类、掺量、颗粒分布、微观孔结构、 组成特性等及在制备过程中的锻烧温度、保温时间等工艺参 数对水泥或熟料性能如：烧成温度、烧结时间、凝结时间、 强度、耐久性、力学及物理性能的影响已有大量研究。天然的煤歼石活性很弱，煤歼石的活化方法主要有热活 化、机械活化和化学活

5、化，热活化即对煤歼石进行锻烧，机 械活化一般为研磨。热活化明显改善了煤歼石的胶凝性能， 其水泥体系强度比掺未活化煤歼石大幅度增加；再经过机械 力活化，煤歼石胶凝性又进一步提高。热活化为煤歼石活化 的必要条件，机械活化为充分条件。5现阶段，对用煤歼石制成的水泥的水化过程研究较多， 试验研究了煤砰石水泥水化程度、机理、中间反应及动力学,6水泥的许多物理力学性质是在水化过程中表现出来的, 从而得到了煤歼石性质及制备工艺参数对水泥各种性能的 影响。一般说来，随煤歼石掺量增大，制备的水泥强度逐渐降 低，已研究出制备一定强度水泥所需的煤歼石掺量7 8, 在不同工艺条件下，最适合的煤歼石掺量不同。在掺量范围

6、 为20%40%时，水泥强度可符合32.5或42.5级标准。89对煤砰石进行热活化处理或将自燃煤歼石磨细，随煤 歼石掺量增大，水泥标准稠度需水量增加、凝结时间延长， 净浆流动度减小。9将钢渣与煤砰石复掺制备水泥，二者 的复掺比例是影响水泥强度和标准稠度需水量的重要因素， 通过试验得到了钢渣与煤歼石的最佳配合比。不同的工艺条 件下存在一个较合适的掺量，使得既能保证一定的煤歼石用 量，又能保证相对较好的水泥性能。10煤歼石的粒径分布对水泥的性能有一定影响。相同掺量 的煤歼石，随其粒径减小，水泥胶砂强度有所增加，说明随 其粒度减小，颗粒表面自由能增加，煤歼石水化活性增加。8不同粒径的煤歼石复掺，提高

7、了水泥胶砂强度，因为 不同粒径合理搭配改善了颗粒级配，提高了密实度 煤砰石细度增加，凝结时间延长，水泥净浆流动度降低，因 此粉磨时间不宜过长。12试验得出了在一定温度范围内，相对合适的锻烧温度， 可得到火山灰贡献率较高的煤歼石，得到较高强度的水泥体 系。9如在55095(tc范围内，选取750°c为最佳温度， 因为温度低时，煤歼石中矿物分解不完全，活性较低；温度 高时，煤歼石中质点重排导致活性降低。在锻烧煤砰石中加入合适的化学激发剂，可达到减少水 泥熟料用量，增大煤歼石掺量的目的。试验得出了化学激发 剂的合理配比，即加入5%磷石膏+ 3%cao+2%na2so4,煤 砰石的掺量可达到50%o 13窑灰活化煤歼石作混合材制水泥是可行的，窑灰活化煤 歼石的掺入可使水泥抗硫酸盐侵蚀性有较大提高，抑制碱集 料反应能力改善。143. 2煤歼石制砖传统的制砖工艺建立在毁田、耗能基础上，为实现可持 续发展，我国从20世纪60年代开始利用煤歼石代替粘土烧 制砖。煤歼石可占到坯料量的80%以上，或使用全煤歼石烧 砖。其工艺流程大致为取歼、粗筛、破碎、筛选、陈化、配 料、搅拌挤泥、切码坯、干燥焙烧、成品。15煤歼石烧结砖的种类较多，有多孔砖、空心砖，可利用 全煤歼石烧砖或根据需要加入页岩、粘土等配料。并非所有 煤歼石都适合制砖，其化学组成和物理化学性能对砖坯成 型、焙烧和砖质量如