一種煤矸石砌塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種煤矸石砌塊，其特征是制備步驟包括：1)配料，物料重量配比如下：煤矸石為70％～72％、電石渣為12％～14％、水為15％～17％；2)粉碎；3)攪拌；4)陳化，將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉(cāng)中消化，在倉(cāng)壁設(shè)置振動(dòng)器；5)輪碾；6)壓制成型，成型壓力為2MPa，采用兩次加壓方式；7)靜停；8)蒸汽養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明安全可靠，實(shí)用性強(qiáng)。本發(fā)明具有減少環(huán)境污染、節(jié)省土地、節(jié)省能源的效果。
【專利說(shuō)明】一種煤矸石砌塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤矸石砌塊，適用于材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]煤矸石是煤炭工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的一種固體廢棄物。不僅占用大量的土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。煤矸石長(zhǎng)期露天堆放散發(fā)出大量的有毒有害氣體，使空氣受到污染，其中產(chǎn)生的S02氣體與空氣中的水化合形成酸雨。酸雨不但腐蝕金屬構(gòu)筑物還會(huì)破壞植物的生長(zhǎng)，流入河流破壞水體生物，滲入地下污染地下水源，危害人民的健康。如果能利用煤矸石制砌塊是可以使資源綜合利用，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
[0003]電石渣是電石水解后的沉淀物，其主要成分是氧化鈣，沉淀后的電石渣顆粒十分細(xì)微，80%的顆粒粒徑在10?15mm范圍內(nèi)，篩余量為3%?9%，且顆粒均勻，密度較輕，剛出乙炔發(fā)生器的電石渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%?95%，經(jīng)濃縮后，電石渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在75%?80%。從化學(xué)成分看，用電石渣替代石灰石作為生產(chǎn)砌塊的原料是完全可行的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是提供一種煤矸石砌塊的制備方法，解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明制備步驟包括:
[0006]I)配料
[0007]物料重量配比如下:煤矸石為70%?72%、電石渣為12%?14%、水為15%?17%。
[0008]2)粉碎
[0009]采用反擊式粉碎機(jī)對(duì)煤矸石和電石渣分別進(jìn)行粉碎。
[0010]3)攪拌
[0011 ] 將粉碎后的物料放進(jìn)雙軸攪拌機(jī),并加入水進(jìn)行連續(xù)式攪拌。
[0012]4)陳化
[0013]將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉(cāng)中消化。為了防止物料在鋼制料倉(cāng)內(nèi)結(jié)塊，在倉(cāng)壁設(shè)置振動(dòng)器。
[0014]陳化目的是電石渣中氧化鈣充分消解，氧化鈣消解時(shí)產(chǎn)生熱量，使混合料溫度升高，促使中的不安定成分(如過(guò)燒石灰質(zhì)等漿塊)進(jìn)一步消解，從而避免在成型脫模后的胚體中，這些成分再進(jìn)行消解而引起胚體的爆裂現(xiàn)象。
[0015]5)輪碾
[0016]采用連續(xù)式輪碾機(jī)進(jìn)行輪碾。輪碾使混合料中活性氧化鈣分布情況趨于接近，物料拌合更均勻。
[0017]6)壓制成型
[0018]物料在模具中的壓制成型過(guò)程，一方面是靠近壓制沖模的料層首先被壓緊，另一方面壓力克服顆粒間及顆粒與模板之間的摩擦力，逐層傳遞，使物料顆粒接觸點(diǎn)不斷發(fā)生變形，而空氣被排出、物料被壓緊。壓力在物料中的傳遞是隨著料層深度而逐漸減弱的?？拷鼪_模的料層最緊，離沖模最遠(yuǎn)的料層最松。當(dāng)加壓速度愈大，加壓時(shí)間愈短，胚體愈厚時(shí)，這種現(xiàn)象表現(xiàn)得也就愈明顯。所以，為了使成型的坯體具有足夠的密實(shí)度和均一性。加壓時(shí)除了要有必要的成型壓力外，還必須要有適當(dāng)?shù)募訅悍绞健?br> [0019]成型壓力為2MPa，采用兩次加壓方式。成型設(shè)備采用專用設(shè)備，該設(shè)備考慮了預(yù)壓機(jī)構(gòu)，它通過(guò)第一次模壓(預(yù)壓)后的間歇，使初步壓緊的坯料中的空氣，能夠在短暫的時(shí)間內(nèi)排出，在第二次模壓(主壓)時(shí)，施加較大的壓力，使壓制的胚體能夠密實(shí)，又不易產(chǎn)生層裂，提高了胚體的質(zhì)量。通過(guò)兩次加壓方式使壓力向下傳遞時(shí)，混合料中的氣體在加壓過(guò)程中容易排出。
[0020]二次加壓的步驟如下:杠桿(I)由曲軸帶動(dòng)上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，以不同的壓力向模孔
(2)、(3)同時(shí)加壓(由于兩只?？着c支點(diǎn)的力矩不同，因而產(chǎn)生不同的壓力)。根據(jù)下模部位尺寸的控制，預(yù)壓時(shí)在預(yù)壓孔(2)內(nèi)，將盛料高度75毫米壓縮至45毫米，并排出大部分空氣。在主壓孔(3)內(nèi)，將已經(jīng)過(guò)預(yù)壓的胚體，再次施加高壓至規(guī)格要求的尺寸，從而完成二次加壓。
[0021]7)靜停
[0022]采用干熱靜停，將胚體置于窯內(nèi)，打開(kāi)窯頂?shù)呐艢饪?，排除潮氣，再將蒸汽通入干熱管?nèi)，通過(guò)干熱管道的散熱，提高窯內(nèi)溫度，溫度達(dá)到50?60°C，使胚體脫水，產(chǎn)生一定的初期強(qiáng)度。靜停時(shí)間為16?36小時(shí)。
[0023]靜停目的是使胚體在蒸汽養(yǎng)護(hù)前逐漸脫水，并獲得一定的蒸前穩(wěn)定，以能承受蒸汽養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的蒸汽沖擊和溫差引起的變形，以保證砌體的質(zhì)量。
[0024]8)蒸汽養(yǎng)護(hù)
[0025]蒸汽養(yǎng)護(hù)分為升溫、恒溫、降溫三個(gè)階段。升溫時(shí)間為2?3小時(shí)，升溫速度每小時(shí)不大于20°C。恒溫時(shí)間為8小時(shí),恒溫溫度保持在95?10CTC。降溫時(shí)間為3?4小時(shí)，降溫速度每小時(shí)不大于20°C，降溫時(shí)應(yīng)停止送汽，并逐步打開(kāi)窯頂排氣孔，然后再開(kāi)窯門，待窯內(nèi)外溫差小于30°C時(shí)制品方可出窯。
[0026]升溫過(guò)程中，由于提高了制品的溫度和介質(zhì)濕度，加速了水化反應(yīng)，使制品快速硬化，這是結(jié)構(gòu)形成的一面。同時(shí)，在升溫時(shí)，由于胚體里外溫差較大，容易產(chǎn)生溫差變形；而且升溫時(shí)，制品表面溫度不太高，水蒸氣凝結(jié)在它的表面，使表面濕度比內(nèi)部濕度大，便產(chǎn)生了水分有外向里遷移，會(huì)引起制品內(nèi)部氣孔內(nèi)的氣體和物料粒子的不均勻膨脹，這都是升溫時(shí)結(jié)構(gòu)破壞的一面。若胚體沒(méi)有足夠的蒸前初期強(qiáng)度，當(dāng)快速升溫時(shí)，則結(jié)構(gòu)破壞的一面會(huì)大于結(jié)構(gòu)形成的一面，便會(huì)引起胚體開(kāi)裂甚至破壞。因此，升溫時(shí)，應(yīng)根據(jù)胚體的初期強(qiáng)度，合理確定升溫速度，使有利于結(jié)構(gòu)形成的一面，減少結(jié)構(gòu)破壞的一面，從而達(dá)到良好的升溫效果。
[0027]恒溫是使制品在持續(xù)穩(wěn)定的蒸汽溫度內(nèi)，保持一定的時(shí)間，使制品的水熱合成反應(yīng)充分進(jìn)行，并形成強(qiáng)度的主要階段。恒溫初期，制品的水熱合成反應(yīng)比較劇烈，水化物生成得多，強(qiáng)度增長(zhǎng)很快；但當(dāng)恒溫時(shí)間達(dá)到一定數(shù)值后，強(qiáng)度增長(zhǎng)就較前緩慢了。因此，過(guò)長(zhǎng)的恒溫時(shí)間內(nèi)迅速提高制品的強(qiáng)度，主要采用提高養(yǎng)護(hù)(恒溫)溫度的辦法。恒溫溫度對(duì)煤渣磚強(qiáng)度的發(fā)揮有顯著影響，溫度愈高，制品強(qiáng)度也愈高。試驗(yàn)證明，在恒溫時(shí)間相同的情況下，當(dāng)恒溫溫度分別為100°C和80°C時(shí)，前者砌體的強(qiáng)度比后者砌體的強(qiáng)度可提高二倍以上。因此，通常是用提高養(yǎng)護(hù)溫度的辦法來(lái)提高制品的養(yǎng)護(hù)效果的。當(dāng)制品的養(yǎng)護(hù)(恒溫)溫度在95?100°C，恒溫時(shí)間持續(xù)8小時(shí)，就能滿足制品的強(qiáng)度要求。
[0028]恒溫后的制品溫度很高，如果立即打開(kāi)窯門，制品表面直接與冷空氣接觸，就會(huì)使制品因溫差變形而發(fā)生裂縫甚至酥松，使結(jié)構(gòu)破壞。降溫階段就是使制品在完成水熱合成反應(yīng)后逐步降溫，以避免發(fā)生上述不良現(xiàn)象。
[0029]本發(fā)明有以下效用:
[0030]I減少環(huán)境污染
[0031 ] 利用煤矸石和電石渣制砌塊可以減輕對(duì)環(huán)境的污染。
[0032]2節(jié)省土地、保護(hù)國(guó)土資源
[0033]用煤矸石制砌塊可以減少存放煤矸石占用的土地。以每生產(chǎn)I億塊砌塊為例，可利用煤矸石28萬(wàn)t，可減少占地1700畝，從而保護(hù)了國(guó)土資源。
[0034]3節(jié)省能源
[0035]充分利用廢渣、廢料生產(chǎn)綠色環(huán)保建材產(chǎn)品，對(duì)能源節(jié)約有顯著的效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1成型設(shè)備示意圖。
[0037]附圖標(biāo)志:1杠桿、2預(yù)壓孔、3主壓孔。

【具體實(shí)施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039]本實(shí)施例制備步驟包括:
[0040]I)配料
[0041]物料重量配比如下:煤矸石為71 %、電石渣為13%、水為16%。
[0042]2)粉碎
[0043]采用反擊式粉碎機(jī)對(duì)煤矸石和電石渣分別進(jìn)行粉碎。
[0044]3)攪拌
[0045]將粉碎后的物料放進(jìn)雙軸攪拌機(jī),并加入水進(jìn)行連續(xù)式攪拌。
[0046]4)陳化
[0047]將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉(cāng)中消化。為了防止物料在鋼制料倉(cāng)內(nèi)結(jié)塊，在倉(cāng)壁設(shè)置振動(dòng)器。
[0048]5)輪碾
[0049]采用連續(xù)式輪碾機(jī)進(jìn)行輪碾。輪碾使混合料中活性氧化鈣分布情況趨于接近，物料拌合更均勻。
[0050]6)壓制成型
[0051 ] 成型壓力為2MPa，采用兩次加壓方式。成型設(shè)備采用專用設(shè)備，該設(shè)備考慮了預(yù)壓機(jī)構(gòu)，它通過(guò)第一次模壓(預(yù)壓)后的間歇，使初步壓緊的坯料中的空氣，能夠在短暫的時(shí)間內(nèi)排出，在第二次模壓(主壓)時(shí)，施加較大的壓力，使壓制的胚體能夠密實(shí)，又不易產(chǎn)生層裂，提高了胚體的質(zhì)量。
[0052]二次加壓的步驟如下:杠桿(I)由曲軸帶動(dòng)上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，以不同的壓力向模孔(2)、(3)同時(shí)加壓(由于兩只模孔與支點(diǎn)的力矩不同，因而產(chǎn)生不同的壓力)。根據(jù)下模部位尺寸的控制，預(yù)壓時(shí)在預(yù)壓孔(2)內(nèi)，將盛料高度75毫米壓縮至45毫米，并排出大部分空氣。在主壓孔(3)內(nèi)，將已經(jīng)過(guò)預(yù)壓的胚體，再次施加高壓至規(guī)格要求的尺寸，從而完成二次加壓。
[0053]7)靜停
[0054]采用干熱靜停，將胚體置于窯內(nèi)，打開(kāi)窯頂?shù)呐艢饪?，排除潮氣，再將蒸汽通入干熱管?nèi)，通過(guò)干熱管道的散熱，提高窯內(nèi)溫度，溫度達(dá)到50?60°C，使胚體脫水，產(chǎn)生一定的初期強(qiáng)度。靜停時(shí)間為16?36小時(shí)。
[0055]8)蒸汽養(yǎng)護(hù)
[0056]蒸汽養(yǎng)護(hù)分為升溫、恒溫、降溫三個(gè)階段。升溫時(shí)間為2?3小時(shí)，升溫速度每小時(shí)不大于20°C。恒溫時(shí)間為8小時(shí),恒溫溫度保持在95?10CTC。降溫時(shí)間為3?4小時(shí)，降溫速度每小時(shí)不大于20°C，降溫時(shí)應(yīng)停止送汽，并逐步打開(kāi)窯頂排氣孔，然后再開(kāi)窯門，待窯內(nèi)外溫差小于30°C時(shí)制品方可出窯。
【權(quán)利要求】
1.一種煤矸石砌塊，其特征是制備步驟包括: 1)配料 物料重量配比如下:煤矸石為70%?72%、電石渣為12%?14%、水為15%?17% ； 2)粉碎 采用反擊式粉碎機(jī)對(duì)煤矸石和電石渣分別進(jìn)行粉碎； 3)攪拌 將粉碎后的物料放進(jìn)雙軸攪拌機(jī)，并加入水進(jìn)行連續(xù)式攪拌； 4)陳化 將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉(cāng)中消化，在倉(cāng)壁設(shè)置振動(dòng)器； 5)輪碾 采用連續(xù)式輪碾機(jī)進(jìn)行輪碾；輪碾使混合料中活性氧化鈣分布情況趨于接近，物料拌合更均勻； 6)壓制成型 成型壓力為2MPa，采用兩次加壓方式； 7)靜停 采用干熱靜停，將胚體置于窯內(nèi)，打開(kāi)窯頂?shù)呐艢饪?，排除潮氣，再將蒸汽通入干熱管?nèi)，通過(guò)干熱管道的散熱，提高窯內(nèi)溫度，溫度達(dá)到50?60°C，使胚體脫水，產(chǎn)生一定的初期強(qiáng)度；靜停時(shí)間為16?36小時(shí)； 8)蒸汽養(yǎng)護(hù) 蒸汽養(yǎng)護(hù)分為升溫、恒溫、降溫三個(gè)階段；升溫時(shí)間為2?3小時(shí)，升溫速度每小時(shí)不大于20°C ;恒溫時(shí)間為8小時(shí)，恒溫溫度保持在95?100°C ;降溫時(shí)間為3?4小時(shí)，降溫速度每小時(shí)不大于20°C，降溫時(shí)應(yīng)停止送汽，并逐步打開(kāi)窯頂排氣孔，然后再開(kāi)窯門，待窯內(nèi)外溫差小于30°C時(shí)制品出窯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石砌塊的制備方法，其特征是成型設(shè)備采用專用設(shè)備，該設(shè)備考慮了預(yù)壓機(jī)構(gòu)，二次加壓的步驟如下:杠桿(I)由曲軸帶動(dòng)上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，以不同的壓力向?？?2)、(3)同時(shí)加壓；根據(jù)下模部位尺寸的控制，預(yù)壓時(shí)在預(yù)壓孔(2)內(nèi)，將盛料高度75毫米壓縮至45毫米，并排出大部分空氣；在主壓孔(3)內(nèi)，將已經(jīng)過(guò)預(yù)壓的胚體，再次施加高壓至規(guī)格要求的尺寸，從而完成二次加壓。
【文檔編號(hào)】C04B30/00GK104355595SQ201410540025
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】葉香竹 申請(qǐng)人:葉香竹