CN111056817A - 一种环保型煤矸石基空心砖制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，涉及空心砖制备技术领域，通过增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合，经搅拌机进行捏练，然后再通过挤砖机进行成型，得到空心砖砖坯，再经过干燥、烧制、冷却，得到成品；本发明通过添加制备的增强固定剂，能够不仅提高空心砖的综合力学性能，同时，能够在空心砖烧制过程中，起到一定的固硫反应，降低二氧化硫的排放，从而极大的降低了环境污染。
Description
技术领域
本发明属于空心砖制备技术领域，具体涉及一种环保型煤矸石基空心砖制备方法。
背景技术
煤矸石砖的主要成分是煤矸石。煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层，在煤层中或煤层顶、煤层底，是在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中产生的数量较大的矿山固态排弃物，利用煤矸石制砖不仅节约了土地，还消耗了矿山的废料，它是一项有利于环保的低碳建筑材料。
现有技术“申请号 20181035876X一种煤矸石空心砖及其制备方法中记载：本发明公开了一种煤矸石空心砖，其原料组成按重量分成：高岭土30-40份、煤泥20-30份、煤矸石52-62份、火山灰水泥24-34份、混凝土36-46份、珍珠岩13-23份、废植物秸秆40-50份，余量为水。采用本技术方案，本发明所选用的原料来源方便，原料成本较低，通过煤矸石、珍珠岩与切段
的废植物秸秆与其它原料料进行混合使用，使得烧制的空心砖质量得到提高，有利于环境保护”然而，煤矸石中含碳、硅、铁、钙、镁、硫等元素，由于煤矸石中硫含量较高，导致其制备空心砖在烧制过程中会释放大量的二氧化硫气体，从而污染大气。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种环保型煤矸石基空心砖制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，通过增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合，经搅拌机进行捏练，然后再通过挤砖机进行成型，得到空心砖砖坯，再经过干燥、烧制、冷却，得到成品；
所述增强固定剂由沥青、电石渣、沸石粉混合后，再经过碳化、盐浸、干燥处理得到，本发明通过添加制备的增强固定剂，能够不仅提高空心砖的综合力学性能，同时，能够在空心砖烧制过程中，起到一定的固硫反应，降低二氧化硫的排放，从而极大的降低了环境污染，本发明通过以沥青、电石渣、沸石粉三者制备增强固定剂，通过碳化反应，能够极大的提高了其吸附性能，通过盐浸处理能够促使电气石中的氧化钙晶格重新排列，不仅促使增强固定剂中的孔的分布、孔的尺寸有利于固硫效果，同时，能形成连通性好、孔径较大的沟槽，在脱硫过程中，能够增强固定剂内能够形成一种有着网络结构的氧化钙，极大的提高了脱硫反应的转化率。
作为进一步的技术方案，所述增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合质量比为8-12:15-18： 82-86:4-6。
作为进一步的技术方案，所述增强固定剂制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取沥青12-14份、电石渣30-35份、沸石粉6-8份，然后搅拌均匀，粉碎，研磨，过80目筛，得到混合料；
（2）强上述步骤（1）中得到的混合料添加到碳化炉中，进行碳化处理，先在空气气氛中，加热至温度为550-580℃，保温1-1.2小时，然后再通入惰性气体，排出碳化炉内空气，加热至温度为910-930℃，保温25-28min，随炉冷却，即得碳化料；
（3）将步骤（2）得到的碳化料添加到盐溶液中在70℃下，浸渍处理1小时，超声波处理10min，再继续浸渍1小时，然后进行过滤，烘干至恒重，即得，现有技术在空心砖烧制过程中，由于在1000℃以上的高温下，二氧化硫溢出速度较快，即使添加有一定量的固硫作用的物质，还未产生反应，二氧化硫就已经溢出，同样会污染环境，本发明通过控制烧制温度在1000℃以下，同时制备出特殊结构的增强固定剂，能够对二氧化硫起到先吸附后反应的作用，从而能够有效的提高了对二氧化硫的固定效果，降低二氧化硫的排放。
作为进一步的技术方案，所述惰性气体为氦气、氖气、氮气中任一种。
作为进一步的技术方案，所述盐溶液按质量百分比计由以下成分制成：钾酸钠12.8%、氯化钠5.5%、乙二酸钠0.3%、衣康酸钾0.6%，其余为水。
作为进一步的技术方案，所述超声波频率为40kHz，功率为450W。
作为进一步的技术方案，所述搅拌机为双轴搅拌机、挤砖机为双级真空挤砖机。
作为进一步的技术方案，所述干燥为在50-55℃下干燥10小时。
作为进一步的技术方案，所述烧制温度为960-980℃，烧制时间为8-10小时。
有益效果：本发明通过添加制备的增强固定剂，能够不仅提高空心砖的综合力学性能，同时，能够在空心砖烧制过程中，起到一定的固硫反应，降低二氧化硫的排放，从而极大的降低了环境污染，本发明通过以沥青、电石渣、沸石粉三者制备增强固定剂，通过碳化反应，能够极大的提高了其吸附性能，通过盐浸处理能够促使电气石中的氧化钙晶格重新排列，不仅促使增强固定剂中的孔的分布、孔的尺寸有利于固硫效果，同时，能形成连通性好、孔径较大的沟槽，在脱硫过程中，能够增强固定剂内能够形成一种有着网络结构的氧化钙，极大的提高了脱硫反应的转化率，现有技术在空心砖烧制过程中，由于在1000℃以上的高温下，二氧化硫溢出速度较快，即使添加有一定量的固硫作用的物质，还未产生反应，二氧化硫就已经溢出，同样会污染环境，本发明通过控制烧制温度在1000℃以下，同时制备出特殊结构的增强固定剂，能够对二氧化硫起到先吸附后反应的作用，从而能够有效的提高了对二氧化硫的固定效果，降低二氧化硫的排放。
附图说明
图1为不同烧制温度对固硫率的影响图。
具体实施方式
实施例1
一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，通过增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合，经搅拌机进行捏练，然后再通过挤砖机进行成型，得到空心砖砖坯，再经过干燥、烧制、冷却，得到成品，所述增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合质量比为8-12:15-18： 82-86:4-6，所述搅拌机为双轴搅拌机、挤砖机为双级真空挤砖机，所述干燥为在50-55℃下干燥10小时，所述烧制温度为960-980℃，烧制时间为8-10小时；
所述增强固定剂由沥青、电石渣、沸石粉混合后，再经过碳化、盐浸、干燥处理得到，本发明通过添加制备的增强固定剂，能够不仅提高空心砖的综合力学性能，同时，能够在空心砖烧制过程中，起到一定的固硫反应，降低二氧化硫的排放，从而极大的降低了环境污染，本发明通过以沥青、电石渣、沸石粉三者制备增强固定剂，通过碳化反应，能够极大的提高了其吸附性能，通过盐浸处理能够促使电气石中的氧化钙晶格重新排列，不仅促使增强固定剂中的孔的分布、孔的尺寸有利于固硫效果，同时，能形成连通性好、孔径较大的沟槽，在脱硫过程中，能够增强固定剂内能够形成一种有着网络结构的氧化钙，极大的提高了脱硫反应的转化率，所述增强固定剂制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取沥青12-14份、电石渣30-35份、沸石粉6-8份，然后搅拌均匀，粉碎，研磨，过80目筛，得到混合料；
（2）强上述步骤（1）中得到的混合料添加到碳化炉中，进行碳化处理，先在空气气氛中，加热至温度为550-580℃，保温1-1.2小时，然后再通入惰性气体，排出碳化炉内空气，加热至温度为910-930℃，保温25-28min，随炉冷却，即得碳化料；
（3）将步骤（2）得到的碳化料添加到盐溶液中在70℃下，所述盐溶液按质量百分比计由以下成分制成：钾酸钠12.8%、氯化钠5.5%、乙二酸钠0.3%、衣康酸钾0.6%，其余为水，浸渍处理1小时，超声波处理10min，所述超声波频率为40kHz，功率为450W，再继续浸渍1小时，然后进行过滤，烘干至恒重，即得，现有技术在空心砖烧制过程中，由于在1000℃以上的高温下，二氧化硫溢出速度较快，即使添加有一定量的固硫作用的物质，还未产生反应，二氧化硫就已经溢出，同样会污染环境，本发明通过控制烧制温度在1000℃以下，同时制备出特殊结构的增强固定剂，能够对二氧化硫起到先吸附后反应的作用，从而能够有效的提高了对二氧化硫的固定效果，降低二氧化硫的排放。
所述惰性气体为氦气。
实施例2
一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，通过增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合，经搅拌机进行捏练，然后再通过挤砖机进行成型，得到空心砖砖坯，再经过干燥、烧制、冷却，得到成品，所述增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合质量比为8-12:15-18： 82-86:4-6，所述搅拌机为双轴搅拌机、挤砖机为双级真空挤砖机作，所述干燥为在50-55℃下干燥10小时，所述烧制温度为960-980℃，烧制时间为8-10小时；
所述增强固定剂由沥青、电石渣、沸石粉混合后，再经过碳化、盐浸、干燥处理得到，本发明通过添加制备的增强固定剂，能够不仅提高空心砖的综合力学性能，同时，能够在空心砖烧制过程中，起到一定的固硫反应，降低二氧化硫的排放，从而极大的降低了环境污染，本发明通过以沥青、电石渣、沸石粉三者制备增强固定剂，通过碳化反应，能够极大的提高了其吸附性能，通过盐浸处理能够促使电气石中的氧化钙晶格重新排列，不仅促使增强固定剂中的孔的分布、孔的尺寸有利于固硫效果，同时，能形成连通性好、孔径较大的沟槽，在脱硫过程中，能够增强固定剂内能够形成一种有着网络结构的氧化钙，极大的提高了脱硫反应的转化率，所述增强固定剂制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取沥青12-14份、电石渣30-35份、沸石粉6-8份，然后搅拌均匀，粉碎，研磨，过80目筛，得到混合料；
（2）强上述步骤（1）中得到的混合料添加到碳化炉中，进行碳化处理，先在空气气氛中，加热至温度为550-580℃，保温1-1.2小时，然后再通入惰性气体，排出碳化炉内空气，加热至温度为910-930℃，保温25-28min，随炉冷却，即得碳化料；
（3）将步骤（2）得到的碳化料添加到盐溶液中在70℃下，所述盐溶液按质量百分比计由以下成分制成：钾酸钠12.8%、氯化钠5.5%、乙二酸钠0.3%、衣康酸钾0.6%，其余为水，浸渍处理1小时，超声波处理10min，所述超声波频率为40kHz，功率为450W，再继续浸渍1小时，然后进行过滤，烘干至恒重，即得，现有技术在空心砖烧制过程中，由于在1000℃以上的高温下，二氧化硫溢出速度较快，即使添加有一定量的固硫作用的物质，还未产生反应，二氧化硫就已经溢出，同样会污染环境，本发明通过控制烧制温度在1000℃以下，同时制备出特殊结构的增强固定剂，能够对二氧化硫起到先吸附后反应的作用，从而能够有效的提高了对二氧化硫的固定效果，降低二氧化硫的排放。
所述惰性气体为氖气。
实施例3
一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，通过增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合，经搅拌机进行捏练，然后再通过挤砖机进行成型，得到空心砖砖坯，再经过干燥、烧制、冷却，得到成品；
所述增强固定剂由沥青、电石渣、沸石粉混合后，再经过碳化、盐浸、干燥处理得到，本发明通过添加制备的增强固定剂，能够不仅提高空心砖的综合力学性能，同时，能够在空心砖烧制过程中，起到一定的固硫反应，降低二氧化硫的排放，从而极大的降低了环境污染，本发明通过以沥青、电石渣、沸石粉三者制备增强固定剂，通过碳化反应，能够极大的提高了其吸附性能，通过盐浸处理能够促使电气石中的氧化钙晶格重新排列，不仅促使增强固定剂中的孔的分布、孔的尺寸有利于固硫效果，同时，能形成连通性好、孔径较大的沟槽，在脱硫过程中，能够增强固定剂内能够形成一种有着网络结构的氧化钙，极大的提高了脱硫反应的转化率。
所述增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合质量比为8-12:15-18： 82-86:4-6。
所述增强固定剂制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取沥青12-14份、电石渣30-35份、沸石粉6-8份，然后搅拌均匀，粉碎，研磨，过80目筛，得到混合料；
（2）强上述步骤（1）中得到的混合料添加到碳化炉中，进行碳化处理，先在空气气氛中，加热至温度为550-580℃，保温1-1.2小时，然后再通入惰性气体，排出碳化炉内空气，加热至温度为910-930℃，保温25-28min，随炉冷却，即得碳化料；
（3）将步骤（2）得到的碳化料添加到盐溶液中在70℃下，浸渍处理1小时，超声波处理10min，再继续浸渍1小时，然后进行过滤，烘干至恒重，即得，现有技术在空心砖烧制过程中，由于在1000℃以上的高温下，二氧化硫溢出速度较快，即使添加有一定量的固硫作用的物质，还未产生反应，二氧化硫就已经溢出，同样会污染环境，本发明通过控制烧制温度在1000℃以下，同时制备出特殊结构的增强固定剂，能够对二氧化硫起到先吸附后反应的作用，从而能够有效的提高了对二氧化硫的固定效果，降低二氧化硫的排放。
所述惰性气体为氦气、氖气、氮气中任一种。
所述盐溶液按质量百分比计由以下成分制成：钾酸钠12.8%、氯化钠5.5%、乙二酸钠0.3%、衣康酸钾0.6%，其余为水。
所述超声波频率为40kHz，功率为450W。
所述搅拌机为双轴搅拌机、挤砖机为双级真空挤砖机。
所述干燥为在50-55℃下干燥10小时。
所述烧制温度为960-980℃，烧制时间为8-10小时。
空心砖尺寸：制备的空心砖的规格尺寸为250mm×110mm×90mm，KP1型20孔呈梅花状，孔洞率25%，其外形为直角六面体或圆角六面体，通常以生产直角六面体为主，对比砖坯和成品空心砖中硫的质量，计算固硫率：
固硫率=成品空心砖中硫的质量（M2）/砖坯中硫的质量(M1)×100%；
表1
| 固硫率% | |
| 实施例1 | 77.28 |
| 实施例2 | 79.15 |
| 实施例3 | 81.36 |
| 空白对照组 | 12.87. |
由表1可以看出，本发明方法制备的空心砖具有优异的固硫效果。
以实施例1为基础试样，对比不同烧制温度对固硫率的影响，如图1所示，可见，超过1000℃烧制温度时，固硫效率大幅度降低。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，通过增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合，经搅拌机进行捏练，然后再通过挤砖机进行成型，得到空心砖砖坯，再经过干燥、烧制、冷却，得到成品；
所述增强固定剂由沥青、电石渣、沸石粉混合后，再经过碳化、盐浸、干燥处理得到。
2.如权利要求1所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述增强固定剂、粘土、煤矸石、粉煤灰混合质量比为8-12:15-18： 82-86:4-6。
3.如权利要求1所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述增强固定剂制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取沥青12-14份、电石渣30-35份、沸石粉6-8份，然后搅拌均匀，粉碎，研磨，过80目筛，得到混合料；
（2）强上述步骤（1）中得到的混合料添加到碳化炉中，进行碳化处理，先在空气气氛中，加热至温度为550-580℃，保温1-1.2小时，然后再通入惰性气体，排出碳化炉内空气，加热至温度为910-930℃，保温25-28min，随炉冷却，即得碳化料；
（3）将步骤（2）得到的碳化料添加到盐溶液中在70℃下，浸渍处理1小时，超声波处理10min，再继续浸渍1小时，然后进行过滤，烘干至恒重，即得。
4.如权利要求3所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氖气、氮气中任一种。
5.如权利要求3所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述盐溶液按质量百分比计由以下成分制成：钾酸钠12.8%、氯化钠5.5%、乙二酸钠0.3%、衣康酸钾0.6%，其余为水。
6.如权利要求3所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述超声波频率为40kHz，功率为450W。
7.如权利要求1所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述搅拌机为双轴搅拌机、挤砖机为双级真空挤砖机。
8.如权利要求1所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述干燥为在50-55℃下干燥10小时。
9.如权利要求1所述的一种环保型煤矸石基空心砖制备方法，其特征在于，所述烧制温度为960-980℃，烧制时间为8-10小时。
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