一種煤矸石砌塊的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種煤矸石砌塊，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中消化，在倉壁設置振動器；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)蒸汽養護。本發明安全可靠，實用性強。本發明具有減少環境污染、節省土地、節省能源的效果。
【專利說明】一種煤矸石砌塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤矸石砌塊，適用于材料領域。
【背景技術】
[0002]煤矸石是煤炭工業生產過程中排出的一種固體廢棄物。不僅占用大量的土地，而且嚴重污染環境。煤矸石長期露天堆放散發出大量的有毒有害氣體，使空氣受到污染，其中產生的S02氣體與空氣中的水化合形成酸雨。酸雨不但腐蝕金屬構筑物還會破壞植物的生長，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，從而實現可持續發展戰略。
[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微，80%的顆粒粒徑在10?15mm范圍內，篩余量為3%?9%，且顆粒均勻，密度較輕，剛出乙炔發生器的電石渣含水質量分數為90%?95%，經濃縮后，電石渣含水質量分數在75%?80%。從化學成分看，用電石渣替代石灰石作為生產砌塊的原料是完全可行的。
【發明內容】
[0004]本發明是提供一種煤矸石砌塊的制備方法，解決現有的技術問題。
[0005]本發明制備步驟包括:
[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]采用反擊式粉碎機對煤矸石和電石渣分別進行粉碎。
[0010]3)攪拌
[0011 ] 將粉碎后的物料放進雙軸攪拌機,并加入水進行連續式攪拌。
[0012]4)陳化
[0013]將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉中消化。為了防止物料在鋼制料倉內結塊，在倉壁設置振動器。
[0014]陳化目的是電石渣中氧化鈣充分消解，氧化鈣消解時產生熱量，使混合料溫度升高，促使中的不安定成分(如過燒石灰質等漿塊)進一步消解，從而避免在成型脫模后的胚體中，這些成分再進行消解而引起胚體的爆裂現象。
[0015]5)輪碾
[0016]采用連續式輪碾機進行輪碾。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，使物料顆粒接觸點不斷發生變形，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。靠近沖模的料層最緊，離沖模最遠的料層最松。當加壓速度愈大，加壓時間愈短，胚體愈厚時，這種現象表現得也就愈明顯。所以，為了使成型的坯體具有足夠的密實度和均一性。加壓時除了要有必要的成型壓力外，還必須要有適當的加壓方式。
[0019]成型壓力為2MPa，采用兩次加壓方式。成型設備采用專用設備，該設備考慮了預壓機構，它通過第一次模壓(預壓)后的間歇，使初步壓緊的坯料中的空氣，能夠在短暫的時間內排出，在第二次模壓(主壓)時，施加較大的壓力，使壓制的胚體能夠密實，又不易產生層裂，提高了胚體的質量。通過兩次加壓方式使壓力向下傳遞時，混合料中的氣體在加壓過程中容易排出。
[0020]二次加壓的步驟如下:杠桿(I)由曲軸帶動上下循環運動，以不同的壓力向模孔
(2)、(3)同時加壓(由于兩只模孔與支點的力矩不同，因而產生不同的壓力)。根據下模部位尺寸的控制，預壓時在預壓孔(2)內，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，將已經過預壓的胚體，再次施加高壓至規格要求的尺寸，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，打開窯頂的排氣孔，排除潮氣，再將蒸汽通入干熱管內，通過干熱管道的散熱，提高窯內溫度，溫度達到50?60°C，使胚體脫水，產生一定的初期強度。靜停時間為16?36小時。
[0023]靜停目的是使胚體在蒸汽養護前逐漸脫水，并獲得一定的蒸前穩定，以能承受蒸汽養護過程中的蒸汽沖擊和溫差引起的變形，以保證砌體的質量。
[0024]8)蒸汽養護
[0025]蒸汽養護分為升溫、恒溫、降溫三個階段。升溫時間為2?3小時，升溫速度每小時不大于20°C。恒溫時間為8小時,恒溫溫度保持在95?10CTC。降溫時間為3?4小時，降溫速度每小時不大于20°C，降溫時應停止送汽，并逐步打開窯頂排氣孔，然后再開窯門，待窯內外溫差小于30°C時制品方可出窯。
[0026]升溫過程中，由于提高了制品的溫度和介質濕度，加速了水化反應，使制品快速硬化，這是結構形成的一面。同時，在升溫時，由于胚體里外溫差較大，容易產生溫差變形；而且升溫時，制品表面溫度不太高，水蒸氣凝結在它的表面，使表面濕度比內部濕度大，便產生了水分有外向里遷移，會引起制品內部氣孔內的氣體和物料粒子的不均勻膨脹，這都是升溫時結構破壞的一面。若胚體沒有足夠的蒸前初期強度，當快速升溫時，則結構破壞的一面會大于結構形成的一面，便會引起胚體開裂甚至破壞。因此，升溫時，應根據胚體的初期強度，合理確定升溫速度，使有利于結構形成的一面，減少結構破壞的一面，從而達到良好的升溫效果。
[0027]恒溫是使制品在持續穩定的蒸汽溫度內，保持一定的時間，使制品的水熱合成反應充分進行，并形成強度的主要階段。恒溫初期，制品的水熱合成反應比較劇烈，水化物生成得多，強度增長很快；但當恒溫時間達到一定數值后，強度增長就較前緩慢了。因此，過長的恒溫時間內迅速提高制品的強度，主要采用提高養護(恒溫)溫度的辦法。恒溫溫度對煤渣磚強度的發揮有顯著影響，溫度愈高，制品強度也愈高。試驗證明，在恒溫時間相同的情況下，當恒溫溫度分別為100°C和80°C時，前者砌體的強度比后者砌體的強度可提高二倍以上。因此，通常是用提高養護溫度的辦法來提高制品的養護效果的。當制品的養護(恒溫)溫度在95?100°C，恒溫時間持續8小時，就能滿足制品的強度要求。
[0028]恒溫后的制品溫度很高，如果立即打開窯門，制品表面直接與冷空氣接觸，就會使制品因溫差變形而發生裂縫甚至酥松，使結構破壞。降溫階段就是使制品在完成水熱合成反應后逐步降溫，以避免發生上述不良現象。
[0029]本發明有以下效用:
[0030]I減少環境污染
[0031 ] 利用煤矸石和電石渣制砌塊可以減輕對環境的污染。
[0032]2節省土地、保護國土資源
[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I億塊砌塊為例，可利用煤矸石28萬t，可減少占地1700畝，從而保護了國土資源。
[0034]3節省能源
[0035]充分利用廢渣、廢料生產綠色環保建材產品，對能源節約有顯著的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1成型設備示意圖。
[0037]附圖標志:1杠桿、2預壓孔、3主壓孔。
【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖對本實施例進行詳細描述。
[0039]本實施例制備步驟包括:
[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]采用反擊式粉碎機對煤矸石和電石渣分別進行粉碎。
[0044]3)攪拌
[0045]將粉碎后的物料放進雙軸攪拌機,并加入水進行連續式攪拌。
[0046]4)陳化
[0047]將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉中消化。為了防止物料在鋼制料倉內結塊，在倉壁設置振動器。
[0048]5)輪碾
[0049]采用連續式輪碾機進行輪碾。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。成型設備采用專用設備，該設備考慮了預壓機構，它通過第一次模壓(預壓)后的間歇，使初步壓緊的坯料中的空氣，能夠在短暫的時間內排出，在第二次模壓(主壓)時，施加較大的壓力，使壓制的胚體能夠密實，又不易產生層裂，提高了胚體的質量。
[0052]二次加壓的步驟如下:杠桿(I)由曲軸帶動上下循環運動，以不同的壓力向模孔(2)、(3)同時加壓(由于兩只模孔與支點的力矩不同，因而產生不同的壓力)。根據下模部位尺寸的控制，預壓時在預壓孔(2)內，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，將已經過預壓的胚體，再次施加高壓至規格要求的尺寸，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，打開窯頂的排氣孔，排除潮氣，再將蒸汽通入干熱管內，通過干熱管道的散熱，提高窯內溫度，溫度達到50?60°C，使胚體脫水，產生一定的初期強度。靜停時間為16?36小時。
[0055]8)蒸汽養護
[0056]蒸汽養護分為升溫、恒溫、降溫三個階段。升溫時間為2?3小時，升溫速度每小時不大于20°C。恒溫時間為8小時,恒溫溫度保持在95?10CTC。降溫時間為3?4小時，降溫速度每小時不大于20°C，降溫時應停止送汽，并逐步打開窯頂排氣孔，然后再開窯門，待窯內外溫差小于30°C時制品方可出窯。
【權利要求】
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 采用反擊式粉碎機對煤矸石和電石渣分別進行粉碎； 3)攪拌 將粉碎后的物料放進雙軸攪拌機，并加入水進行連續式攪拌； 4)陳化 將攪拌好的混合料放在圓錐形鋼制料倉中消化，在倉壁設置振動器； 5)輪碾 采用連續式輪碾機進行輪碾；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，打開窯頂的排氣孔，排除潮氣，再將蒸汽通入干熱管內，通過干熱管道的散熱，提高窯內溫度，溫度達到50?60°C，使胚體脫水，產生一定的初期強度；靜停時間為16?36小時； 8)蒸汽養護 蒸汽養護分為升溫、恒溫、降溫三個階段；升溫時間為2?3小時，升溫速度每小時不大于20°C ;恒溫時間為8小時，恒溫溫度保持在95?100°C ;降溫時間為3?4小時，降溫速度每小時不大于20°C，降溫時應停止送汽，并逐步打開窯頂排氣孔，然后再開窯門，待窯內外溫差小于30°C時制品出窯。
2.根據權利要求1所述的煤矸石砌塊的制備方法，其特征是成型設備采用專用設備，該設備考慮了預壓機構，二次加壓的步驟如下:杠桿(I)由曲軸帶動上下循環運動，以不同的壓力向模孔(2)、(3)同時加壓；根據下模部位尺寸的控制，預壓時在預壓孔(2)內，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，將已經過預壓的胚體，再次施加高壓至規格要求的尺寸，從而完成二次加壓。
【文檔編號】C04B30/00GK104355595SQ201410540025
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】葉香竹 申請人:葉香竹