CN105130494A - 一种利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用煤矸石生产的高强发泡保温砖及其制备方法，其原料组成按重量份配比为煤矸石40～60份、铝土矿尾矿30～50份、粉煤灰2～15份，硅砂0～15份、亚硫酸纸浆废液0～1份。本发明提供一种利用煤矸石为主要原料生产的发泡保温耐火砖及其制备方法，解决目前国内市场上轻质耐火保温砖耐火度低、成型差、强度低与成本高的问题，本发明产品具有轻质、保温及耐火的特性，可广泛应用于玻璃陶瓷行业的重要设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻质保温耐火砖及其制备方法，所属领域为耐火材料。
背景技术
目前国内市场上大部分轻质耐火保温材料，主要以粘土质、硅质为原料，耐火度偏低，并且制造方法多为添加可燃烧物(如锯木屑、木炭、有机物等)法，烧成过程中，可燃物被烧尽，留下空孔，成为轻质耐火材料。由于加入锯木屑的泥料塑性差，容易导致成型困难、制品扭曲等缺陷。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。我国拥有大量的煤矸石，占用大量土地，而且容易自燃引发火灾，给人民带来生命危险和财产损失。煤矸石和粉煤灰等废弃物里含有很多二氧化硅和氧化铝等有用成分，可以替代价格较高的工业原料，除此之外，煤矸石和粉煤灰等废弃物中含有大量的碳，可以节约燃料成本，利用它们生产发泡保温砖，提高综合利用率的同时又减少了废弃物对环境的污染。，
发明内容
本发明提供一种利用煤矸石为主要原料生产的发泡保温耐火砖及其制备方法，解决目前国内市场上轻质耐火保温砖耐火度低、成型差、强度低与成本高的问题，大宗利用煤矸石与粉煤灰等固体废弃物，节省了成本，并且煤矸石与粉煤灰里还有很多碳，在烧结的过程中，能够提供热量，减少燃料的消耗，同时由于碳的燃烧，能够产生大量气泡，使制品比重下降，节省发泡剂的同时起到了保温效果。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：其组分及各组分的重量份配比如下：
所述煤矸石是所述煤矸石中二氧化硅的含量为57％，三氧化二铝含量为31％；
所述铝土矿熟料是铝矾土在1500℃温度下煅烧过的产物，含有三氧化二铝65％以上。
所述硅砂是含二氧化硅99％的硅石粉，粒度组成为大于0.5mm10％，0.5～0.088mm24％，小于0.088mm66％。
所述耐火砖需在高压下成型，单位压力不小于800～1000公斤/厘米2，且应逐渐增加压力。
所述耐火砖是在1400℃下隧道窑烧成。
本发明介绍一种利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，包括如下生产步骤：
步骤一、原料预处理：将煤矸石破碎并球磨成小于0.5mm的细粉备用，将高铝土在1500℃回转窑里高温煅烧，使其吸水率到5％以下；
步骤二、泥料的制备：用水湿润高铝土熟料，在与煤矸石混炼，然后再补充水，使泥料中含水5％；
步骤四、压制：将步骤二的泥料湿碾加工后送入100～200kg/cm2压机进行压制；
步骤五、砖坯的干燥：将压好的砖坯码好放入干燥炉进行干燥48小时；
步骤六、烧成：将干燥后的砖坯送到隧道窑里进行烧成。
步骤七、成品检验包装：待冷却后进行检验包装；
步骤六的烧成温度曲线为：
常温到200℃，升温速度为40℃/小时，200～600℃，升温速度为30℃/小时，600～900℃为50℃/小时，900℃以上25℃/小时，烧成温度时保温3个小时。
本发明的有益效果如下：
1、节省原料成本：本发明采用煤矸石和粉煤灰等作为主要的生产原料，煤矸石和粉煤灰里含有大量的二氧化硅和氧化铝，可以部分代替配方中价格较贵的硅砂和铝矾土。
2、节约燃料：煤矸石里含有大量未燃烧的碳，在烧成过程中能够提供热量，大大降低了燃料成本降低。
3、本发明产品二氧化硅与氧化铝含量较高且经过高温烧成，形成一种硬度高、强度大的泡沫材料，因此与传统轻质硅砖材料相比，耐火度高。
4、本发明的产品采用自燃发泡工艺，煤矸石中含有大量碳粉，这些碳粉在烧成过程中被烧掉后，使制品留下空孔，成为一种高气孔率的轻质保温耐火材料，比重约为1.2g/cm3；
5、本发明大宗利用尾矿废弃物，对缓解由于煤矸石、粉煤灰等废弃物堆积导致的环境污染、安全事故有重要意义，有一定的社会效益和经济效益。
具体实施方式
实施例1，将处理好的原料按如下配比进行称量：煤矸石42份，高铝土熟料45份，粉煤灰7份，硅石5.5份，亚硫酸纸浆废液0.5份；用水湿润称量好高铝土熟料，在与煤矸石混炼，然后再补充水，使泥料中含水5％；将泥料湿碾加工后送入100～200kg/cm2压机进行压制；将压好的砖坯码好放入干燥炉进行干燥48小时；将干燥后的砖坯送到隧道窑里进行烧成。
烧成曲线为：常温到200℃，升温速度为40℃/小时，200～600℃，升温速度为30℃/小时，600～900℃为50℃/小时，900℃以上25℃/小时，烧成温度时保温3个小时。
本实施例得到的产品比重1.2kg/cm3，耐火度1750℃，荷重软化温度1230℃，常温耐压强度4.0.
实施例2，将处理好的原料按如下配比进行称量：煤矸石48份，高铝土熟料38份，粉煤灰5份，硅石8.5份，亚硫酸纸浆废液0.5份；用水湿润称量好高铝土熟料，在与煤矸石混炼，然后再补充水，使泥料中含水5％；将泥料湿碾加工后送入100～200kg/cm2压机进行压制；将压好的砖坯码好放入干燥炉进行干燥48小时；将干燥后的砖坯送到隧道窑里进行烧成。
烧成曲线为：常温到200℃，升温速度为40℃/小时，200～600℃，升温速度为30℃/小时，600～900℃为50℃/小时，900℃以上25℃/小时，烧成温度时保温3个小时。
本实施例得到的产品比重1.2kg/cm3，耐火度1750℃，荷重软化温度1180℃，常温耐压强度3.0.
实施例3，将处理好的原料按如下配比进行称量：煤矸石55份，高铝土熟料35份，粉煤灰3份，硅石6.5份，亚硫酸纸浆废液0.5份；用水湿润称量好高铝土熟料，在与煤矸石混炼，然后再补充水，使泥料中含水5％；将泥料湿碾加工后送入100～200kg/cm2压机进行压制；将压好的砖坯码好放入干燥炉进行干燥48小时；将干燥后的砖坯送到隧道窑里进行烧成。
烧成曲线为：常温到200℃，升温速度为40℃/小时，200～600℃，升温速度为30℃/小时，600～900℃为50℃/小时，900℃以上25℃/小时，烧成温度时保温3个小时。
本实施例得到的产品比重1.1kg/cm3，耐火度1730℃，荷重软化温度1100℃，常温耐压强度2.6。
Claims (8)
1.一种利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：其组分及各组分的重量份配比如下：
2.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：所述煤矸石中含二氧化硅的含量57％，三氧化二铝含量为31％。
3.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：所述铝土矿熟料是铝矾土在1500℃温度下煅烧过的产物，含有三氧化二铝65％以上。
4.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：所述铝土矿熟料的颗粒组成中，最大颗粒一般不应超过2～3mm，同时应含有相当多得＜0.088mm的细颗粒。
5.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：所述硅砂是含二氧化硅99％的硅石粉，粒度组成为大于0.5mm的10％，0.5～0.088mm的24％，小于0.088mm的66％。
6.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：所述耐火砖需在高压下成型，单位压力不小于800～1000kg/cm2，且应逐渐增加压力。
7.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：所述耐火砖是在1400℃下隧道窑烧成。
8.根据权利要求1所述的利用煤矸石生产的发泡保温耐火砖，其特征在于：包括如下生产步骤：
步骤一、原料预处理：将煤矸石破碎并球磨成小于0.5mm的细粉备用，将高铝土在1500℃回转窑里高温煅烧，使其吸水率到5％以下；
步骤二、泥料的制备：用水湿润高铝土熟料，在与煤矸石混炼，然后再补充水，使泥料中含水5％；
步骤四、压制：将步骤二的泥料湿碾加工后送入100～200kg/cm2压机进行压制；
步骤五、砖坯的干燥：将压好的砖坯码好放入干燥炉进行干燥48小时；
步骤六、烧成：将干燥后的砖坯送到隧道窑里进行烧成。升温速率为：常温到200℃间，升温速度为40℃/小时，200～600℃，升温速度为30℃/小时，600～900℃为50℃/小时，900℃以上25℃/小时，烧成温度时保温3个小时，烧成设备为高温隧道窑
步骤八、成品检验包装：待冷却后进行检验包装。
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