CN111087225B - 一种烧结砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于墙体材料生产领域，具体涉及一种烧结砖及其制备方法。所述烧结砖原料由尾矿和预设物质组成；其中，预设物质为黏土、页岩粉末、粉煤灰中的任一种，所述尾矿质量百分比为70～90％，所述预设物质的质量百分比为10～30％；所述尾矿由煤泥经分选设备再次分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为45～65％、Al2O3为18～25％，Fe2O3为3～5％、CaO为3～5％、MgO为1～3％，其余为其他元素；所述尾矿塑性指数为11～15，热值1.8～2.5MJ/kg。全内热烧结标准砖，既节约了能源，其性能又符合甚至超过国家标准，实现了煤泥尾矿及页岩的再利用。所述烧结砖的制备方法工艺简单，大大节约了时间成本。

Description

一种烧结砖及其制备方法

技术领域

本发明属于墙体材料生产领域，具体涉及一种烧结砖及其制备方法。

背景技术

煤泥是目前我国排放量最大的固体废弃物之一，煤泥资源再利用是我国以煤为主的能源结构的必然选择，也是实施可持续发展战略的重要措施之一。我国每年原煤入选量约为 24亿吨，产生的煤泥量在2～3亿吨。煤泥是高岭土、泥质页岩、黏土、煤炭等矿物组成，又经过多次浮选、浸泡、搅拌、压滤，使煤与泥相互吸附完全泥化难于利用。目前，一部分煤泥用于电厂或煤矸石电厂发电，一部分煤泥重复采用了现有的设备和工艺穷尽了一切方法回收了部分煤炭，但尾矿灰分仍在50～60％，热值在7～8MJ/kg。这些尾矿用于电厂或矸石电厂发电，热值过低无法直接利用；露天堆放会污染环境，填埋又浪费资源，用于砖厂其热值超过了制砖要求的4倍，现有技术常将煤泥作为制砖辅助添加剂，占比不超过 30％，现存大量煤泥无法规模化利用。

我国以全黏土、页岩为烧结砖原料已被禁止或限制，目前多采用粉煤灰、煤矸石或掺配黏土、页岩等生产烧结砖。但粉煤灰、煤矸石烧结砖质量重，易泛霜、黑心、石灰爆裂、抗风化弱、抗压强度低、保温隔热的性能较差，因此，优质的原料是烧结砖避免缺陷的关键。

中文文献“劣质煤泥生产浮选精煤及尾矿研制空心砖的应用”公开了以高灰分劣质煤为原料生产合格动力煤，同时简介了以劣质煤泥浮选所排出的高灰分煤泥渣为原料生产烧结空心砖的工业应用。文献中所述烧结空心砖的煤泥渣灰分为59.48％，即使掺兑矸石，加上矸石本身的热值，其热值应当在7.8～8.3MJ/kg(1800～2000大卡)之间，而适合烧结砖的热值在2.5MJ/kg以下，其煤泥渣热值超过了制砖要求的4倍，导致煅烧过程中大量收缩，致使堆料高度的变形，发生砖体变形倒塌。难于烧结出符合国家标准的烧结砖。因此，分离出煤泥中的可燃物煤炭，使热值降低至2.5MJ/kg以下，利用煤泥尾矿添加页岩，能够为制备烧结砖提供新的原料途径。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种烧结砖，以尾矿为主要原料，配以预设物质，其中，所述预设物质为黏土、页岩粉末、粉煤灰中的任一种，实现了废物的有效利用，同时减少了能源浪费。所述尾矿与预设物质配合，可以全内热烧结出优质的烧结砖，既节约了能源，其性能又符合甚至超过国家标准。具体地，本发明的技术方案为：

一种烧结砖，所述烧结砖原料由尾矿和预设物质组成；其中，所述预设物质为黏土、页岩粉末、粉煤灰中的任一种；所述尾矿质量百分比为70～90％，所述预设物质的质量百分比为10～30％；所述尾矿由煤泥经分选设备分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为45～65％、Al₂O₃为18～25％、Fe₂O₃为3～5％、CaO为3～5％、MgO为1～ 3％，其余为其他元素；所述尾矿塑性指数为11～15，热值1.8～2.5MJ/kg，尾矿与预设物质混合后的烧失量为6～10％。

进一步的，所述尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为55％、Al₂O₃为20％，Fe₂O₃为4％、CaO为4％、MgO为2％，其余为其他元素；当所述预设物质为粉煤灰时，所述尾矿塑性指数为12，热值为1.8MJ/kg；

当所述预设物质为黏土时，所述尾矿塑性指数为13，热值为2.0MJ/kg；

当所述预设物质为页岩时，所述尾矿塑性指数为13，热值为2.0MJ/kg。

进一步的，所述尾矿质量百分比为80～90％，所述预设物质的质量百分比为10～20％。

进一步的，所述尾矿的含水率为22～25％。

进一步的，所述分选设备为分选柱，所述分选柱包括一个主分选柱体100和与主分选柱体100依次连通的至少两个次分选柱体101、102，主分选柱体100与次分选柱体101、102均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管11；所述高速分散机2包括设置在其外部的电机22和与电机22连接的设置在其内部的分散转片23；所述尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2的管道上设有调节阀 111；所述输送气管9通过管道与储气罐8和空气压缩机81依次连接；所述储气罐8上设置有稳压阀和气流调节阀；所述主分选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆反应箱1和入料口103；所述矿浆多点分配器7之前的管道上设有输料泵3；所述加药口61和补药口62均与药箱6通过管道连通；所述矿浆反应箱1包括设置在矿浆反应箱1内部的搅拌转片112和跌落板113；所述矿浆反应箱1与入料口103 的管道上设有加药口61；所述主分选柱体100的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体101的高速分散机装置2通过管道连通，所述次分选柱体101的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体102的高速分散机装置2通过管道连通，所述尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2的管道上均设有补药口62；所述依次连接的最后一个次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上设有排料口105；所述主分选柱体100和依次连通的次分选柱体101、 102的泡沫捕集装置4通过管道连通并且在所述管道上设有出料口104。

进一步的，所述烧结砖的制备方法采用全内热烧结，包括以下步骤：

步骤1：将尾矿干燥至含水率为15～18％；

步骤2：将预设物质通过滚筒筛过筛，获得粒径＜2mm的粉末；其中，所述预设物质为黏土、页岩粉末、粉煤灰中的任一种；

步骤3：将步骤2所得粉末与步骤1所得尾矿按比例混合，输送至搅拌系统搅拌、碾压；

步骤4：将步骤3所得固体依次输入真空挤出机挤出、自动切条机切条、切坯机切块，得砖坯块；

步骤5：将砖坯块进行初步干燥；

步骤6：砖坯按流程入隧道窑依次烘干、预热、焙烧，得烧结砖。

进一步的，步骤3中搅拌系统由依次连接的第一搅拌系统和第二搅拌系统构成；所述第一搅拌系统的搅拌速度为100～300r/min，优选为200～220r/min；第二个搅拌系统的搅拌速度为300～600r/min，优选为450～480r/min；搅拌时间均为从入料到自然出料时间。

进一步的，步骤4所中挤出机的挤出压力为3-10MPa，优选为4.00MPa,真空度为0.07～ 0.09MPa，坯体抗压强度205～110kg/cm。

进一步的，步骤5所述的初步干燥优选为自然风干或利用隧道窑余热烘干。

进一步的，步骤6中焙烧温度为850～1050℃、焙烧时间为40～48小时。

本发明烧结砖及制备方法相比与现有技术具有如下优点：

本发明所述烧结砖：(1)抗压抗折强度高、抗冻、吸音、抗腐、透水、透气的特点；(2)比传统烧结砖粒度细，塑性指数高25～36％。尾矿粒度小于0.045mm，产品不变形，成型好，砖面光洁，棱角分明，外形美观；(3)所述烧结砖其性能符合甚至超过国家标准。 (4)砖体重量减轻35％以上。

本发明所述烧结砖的制备方法：(1)主要原料经分选柱分选获得，延长了煤泥、页岩综合利用产业链，使“废弃物”变废为宝。(2)与传统烧结砖相比，免建原料库、无成化库等。工艺流程简单、生产能力大，生产成本低廉，节能环保。(3)免破碎、配料工序，原料输送、土建等，降低了生产成本，节能环保。(4)尾矿原料可经煤泥尾矿直接无缝对接给入制砖车间，无原料装卸、运输成本，减少了对环境的污染。(5)比传统烧结砖热值稳定，烧结时间缩短30％以上。烧结快、产量高，成本低，节能环保。

附图说明

图1为本发明所述分选柱示意图。

附图标记：

1、矿浆反应箱 2.高速分散机装置 3.输料泵 4.泡沫捕集装置 5.雾化喷淋装置6. 药箱 7.矿浆多点分配器 8.储气罐 9.输送气管 10.微泡发生器 11.尾矿溢流出料管22.电机 23.分散转片 61.加药口 62.补药口 81.空气压缩机 100.主分选柱体 101.次分选柱体 102.次分选柱体 103.入料口 104.出料口 105.排料口 111.调节阀 112.搅拌转片 113.跌落板

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。

选取经现有技术分选后的煤泥，炼焦煤煤泥灰分为50-60％；热值为8～12MJ/Kg动力煤煤泥灰分为35-60％；煤泥热值均为8～16MJ/Kg含水量均为20～30％；将所述煤泥经煤泥制浆机进行破碎制浆得煤泥水。煤泥制浆机可采用中煤科工集团唐山研究院实用新型(公开号：CN206334764U)公开的煤泥制浆机制浆。将所述煤泥水经JKS型高频煤泥脱水筛120目筛网进行煤泥分级，所得粗煤泥由TBS干扰床分选；所得粒径＜0.125mm细煤泥矿浆由浮选机进行浮选，浮选后的尾矿输入分选设备进行分选，得到本发明所用原料尾矿。

在本发明实施例中，当预设物质为页岩时，页岩化学成分质量百分比为：SiO₂为34～ 65％、A1₂O₃占16～35％、Fe₂O₃为1.5～16％、CaO为0.4～16％，其余为其他元素。页岩含水率为3～5％，热值不大于1.3MJ/kg。

当预设物质为粉煤灰时，粉煤灰化学成分质量百分比为：SiO₂为34～65％、A1₂O₃占16～35％、Fe₂O₃为1.5～16％、CaO为0.4～16％，其余为其他元素。粉煤灰含水率为3～ 5％，热值不大于1.3MJ/kg。

当预设物质为黏土时，黏土化学成分质量百分比为：SiO₂为40～55％、A1₂O₃占18～35％、Fe₂O₃为2.0～2.5％，其余为其他元素。黏土含水率为2～5％，热值不大于1.3MJ/kg。

所述分选设备为一种充气式纳米气泡分选柱，参考图1，主分选柱体100依次连接两个次分选柱体101、102；

主分选柱体100和次分选柱体101、102均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管11。

输送气管9通过管道与储气罐8和空气压缩机81依次连接。

矿浆多点分配器7之前的管道上设有输料泵3，用于高速输送矿浆，输送泵3输送经高速分散机装置2融合、乳化、矿化的矿浆至矿浆多点分配器7，使其矿浆喷料呈雾化形态，达到矿浆固、液、药与上浮的气泡充分接触碰撞，达到良好的分选效果。

高速分散机装置2是一个直径为400mm的桶体，包括电机22和与电机22连接的设置在其内部的分散转片23；电机22可以为直流电机或交流电机；采用上海班得瑞实业有限公司制造的型号FSF～80分散机，电动机22直连带动一个直径300mm的分散转片23，转速为1460r/min。高速分散机装置2因分散转片23高速旋转具有一定的负压，加上离心力作用，使矿浆或泡沫精矿通过盘面中心向外扩散与其桶体内壁强烈摩擦碰撞，形成对泡沫矿浆的剪切、分散、乳化、消泡作用。分散、乳化状态矿浆有利于再次分选。

主分选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆反应箱1和入料口103；矿浆反应箱1与入料口103之间的管道上设有加药口61，加药口61与药箱6通过管道连通，用于加药操作，所述矿浆反应箱1包括设置在矿浆反应箱1 内部的搅拌转片112和跌落板113；在矿浆的冲击下，搅拌转片112转动对矿浆进行搅拌混合，再冲击到多个交错排列的跌落板113上，再次依次搅拌混合；使矿浆在反应箱1内固、液、药进行初步反应、接触、融合。

主分选柱体100的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体101的高速分散机装置 2通过管道连通，次分选柱体101的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体102的高速分散机装置2通过管道连通，主分选柱体100、次分选柱体101尾的矿溢流出料管11与高速分散机装置2连接的管道上均设有补药口62；依次连接的最后一个次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上设有排料口105；尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2连接的管道上设有调节阀111，用于调节尾矿的流量。

加药口61和补药口62均与药箱6通过管道连通，用于加药或补充药。

主分选柱体100和依次连通的次分选柱体101、102的泡沫捕集装置4通过管道连通并且在所述管道上设有出料口104。

输送气管9用于连通微泡发生器10；微泡发生器10以阶梯式双层布置，上层布置16支，下层布置8支，每层充气式纳米气泡发生器环绕柱体等比设置，长度保持恒定，使气泡在柱体内均匀保持弥散，以提高矿浆与气泡的碰撞黏附概率，提高选矿效率。微泡发生器10采用上海鼎基气动机械有限公司制造的型号为DJ101～700～0.25的充气式纳米微泡发生器10，在压力为6～7kpa时，发泡泡沫直径为0.0025mm，其充气均匀、大小恒定、气泡在上升流中兼并少破碎少，与下沉的矿浆接触、碰撞、矿化充分，对于微细粒度＜0.045mm 占95％的尾矿，具有良好的煤与泥的解析解离效果。

微泡发生器10直接喷射空气至主分选柱100体、次分选柱101、102内产生纳米气泡，纳米气泡群从柱体底部缓缓上升；矿浆距顶部柱体约1.2m处由输料泵3给入矿浆多点分配器7，矿浆向下流动，上升的气泡与下降的矿粒在捕收区逆流接触碰撞，完成气泡矿化，使被黏到气泡上的煤粒上浮到泡沫层，泡沫层厚度设置1.2米，在雾化喷淋装置5喷洗水的作用下脱除气泡携带的泥灰，使上升的气泡完成二次富集，富集的精矿泡沫溢流入泡沫捕集装置4内的高速分散机装置2，高速分散机装置2对泡沫进行剪切、分散、乳化、消泡。

储气罐8上设置有稳压阀和气流调节阀，用于调节微泡发生器10对气体的吸入量；采用空气压缩机81将气体输入储气罐8作为气源。

雾化喷淋装置5设置为总分管形式，纵横各布置一个直管，多个雾化喷头分散安装于直管上，雾化喷头可为压缩式喷头、超声式喷头或网式喷头，优选压缩式，稳定性高；传统的喷淋水装置为管道滴水或喷水模式，没有安装雾化喷头，喷出的水与泡沫接触面小，不到泡沫区域的15％，因此，对泡沫夹带泥灰的冲灰效果差；加装雾化喷头可使喷出的水雾化弥散在泡沫上，无死角、100％全覆盖泡沫区域，有效解决泡沫“背灰”严重的问题，提高了分选效果；雾化水充满泡沫区域，调整雾化装置高度避免对泡沫形成冲击，使下落雾化水速度减弱，雾化水用量在60～90m³/h，约为入料量的45～80％，利于冲洗泡沫夹带的泥灰。

以浓度为70g/L，灰分为55％，热值为8～12MJ/kg的炼焦煤矿浆为例。

步骤1：开启药箱6自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按1.2:1配置，通过加药口61输入矿浆反应箱1；

步骤2：将矿浆通过入料口103输送至矿浆反应箱1，输入的矿浆带动矿浆反应箱1的搅拌轮112运转，经跌落板113对矿浆进行融合跌落；

步骤3：启动主分选柱体100的外部的高速分散机装置2和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，矿浆在高速分散转片23剪切、分散、乳化、矿化条件下，由输送泵3输送矿浆至主分选柱体100内的矿浆多点分配器7；

步骤4：矿浆注满主分选柱体100体积的60％时，启动空气压缩机81，调节输气罐8总输气量，开启主分选柱体上100下部的微泡发生器10设置压力在6～7kpa、发泡泡沫直径为0.0025mm；

步骤5：主分选柱体100的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动主分选柱体100的雾化喷淋装置5，泡沫产品从出料口104排出，可以获得灰分20％以下，回收率为35％以上的煤炭；此时尾矿灰分可以达到72％以上、热值4.2MJ/kg以下；

步骤6：开启主分选柱体100的调节阀111和次分选柱体101外部的高速分散机装置2 和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，开启药箱6自动补药装置；尾矿经分选柱100的尾矿溢流出料管11输送至次分选柱体101的外部高速分散机装置2，通过次分选柱体101前的补药口62补充药物，矿浆在高速分散转片23剪切、分散、乳化后，由输送泵3输送尾矿至次分选柱101内的矿浆多点分配器7；

步骤7：尾矿注满次分选柱体101体积的60％时，开启次分选柱101的微泡发生器10，设置压力在6～7kpa、发泡泡沫直径为0.0025mm；

步骤8：次分选柱体101的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动次分选柱体101的雾化喷淋装置5，泡沫产品从排料口104排出，可以获得灰分20％以下的煤炭；此时尾矿灰分可以达到78％以上、热值2.5MJ/kg以下；

步骤9：启动次分选柱体101的调节阀111和次分选柱体102外部的高速分散机装置2 和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，开启药箱6自动补药装置；尾矿经分选柱101的尾矿溢流出料管11输送至次分选柱体102的外部高速分散机装置2，通过次分选柱体102前的补药口62补充药物，矿浆在高速分散转片23剪切、分散、乳化后，由输送泵3输送尾矿至次分选柱102内的矿浆多点分配器7；

步骤10：尾矿注满次分选柱体102体积的60％时，开启次分选柱体102上的微泡发生器10，设置压力在6～7kpa、发泡泡沫直径为0.0025mm；

步骤11：次分选柱体102的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动次分选柱体102的雾化喷淋装置5，泡沫产品从出料口104排出，可以获得灰分20％以下的少量煤炭；

步骤12：尾矿经次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上的排料口105排入尾矿池浓缩压滤，可以获得灰分78～85％、热值1.8～2.5MJ/kg的尾矿。

以浓度为80g/L，灰分为50％，热值为8～16MJ/kg的动力煤矿浆为例：

与上述炼焦煤泥矿浆的分选步骤相同，最终可以获得灰分78～85％、热值1.8～2.5MJ/kg 的尾矿。

上述尾矿即本发明所述原料尾矿：SiO₂为45～65％、Al₂O₃为18～25％，Fe₂O₃为3～5％、 CaO为3～5％、MgO为1～3％，其余为其他元素，所述百分比为质量百分比；塑性为11～15；发热量为1.8～2.5MJ/Kg，含水率为22～25％；尾矿与页岩混合后的烧失量为6～10％。所制备的烧结砖收缩率不大于1.6％。

实施例1：标准砖的制备方法

所述烧结砖原料由尾矿和页岩组成；所述尾矿质量百分比为70％，所述预设物质的质量百分比为30％；其中，预设物质为黏土、粉煤灰、页岩粉末中的任一种；所述尾矿由煤泥经分选柱再次分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为45％、Al₂O₃为257％，Fe₂O₃为5％、CaO为5％、MgO为3％，其余为其他元素；当预设物质为黏土或页岩粉末时，所述尾矿塑性指数为11，热值1.8MJ/kg，尾矿粒度＜0.045mm，预设物质的粒度＜2mm；当预设物质为粉煤灰时，所述尾矿塑性指数为11，热值1.25MJ/kg。尾矿粒度＜0.045mm，粉煤灰粒度＜2mm。

所述烧结砖制备方法如下：

步骤1：将尾矿输送至煤泥烘干机烘干至含水率为15～18％；

步骤2：将预设物质通过滚筒筛过筛，获得粒径＜2mm的粉末；

步骤3：将步骤2所得粉末与步骤1所得尾矿按比例混合，依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、第二搅拌系统搅拌、碾压；第一搅拌系统的搅拌速度为100～300r/min，优选为200～220r/min；第二搅拌系统的搅拌速度为300～600r/min，优选为450～480r/min；搅拌时间均为从入料到自然出料时间。

步骤4：将步骤3所得固体依次输入型号为JKY50/50D～35双极真空挤出机真空挤出机挤出、KQZ自动切条机切条、QP21自动切坯机切块，得砖坯块；挤出压力为3-10MPa，优选为4.00MPa,真空度为0.07～0.09MPa，坯体抗压强度205～110kg/cm。

步骤5：由型号为ZMP330液压自动码坯系统码坯14层，坯体在室外自然干燥24小时或利用隧道窑余热烘干；

步骤6：砖坯按流程入隧道窑依次烘干、预热、焙烧；烘干温度为100～200℃，预热温度为300～500℃，焙烧温度控制在850～1050℃、焙烧时间为48小时；烧结砖依次冷却后出窑，得标准砖，烧成合格率98％。

本发明所制备标准砖达到了GB5101-2003《烧结普通砖》、GB/T2542-2003《砌墙砖试验方法》标准中的优等品。

实施例2：标准砖的制备方法

所述烧结砖原料由尾矿和页岩组成；所述尾矿质量百分比为80％，所述预设物质的质量百分比为20％；其中，预设物质为黏土、粉煤灰、页岩粉末中的任一种；所述尾矿由煤泥经分选柱再次分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为45％、Al₂O₃为257％，Fe₂O₃为5％、CaO为5％、MgO为3％，其余为其他元素；当预设物质为黏土或页岩粉末时，所述尾矿塑性指数为13，热值2.0MJ/kg，尾矿粒度＜0.045mm，预设物质的粒度＜2mm；当预设物质为粉煤灰时，所述尾矿塑性指数为12，热值1.8MJ/kg，尾矿粒度＜ 0.045mm，粉煤灰粒度0.3＜2mm。

所述烧结砖制备方法如下：

步骤1：将尾矿输送至煤泥烘干机烘干至含水率为15～18％；

步骤2：将预设物质通过滚筒筛过筛，获得粒径＜2mm的粉末；

步骤3：将步骤2所得粉末与步骤1所得尾矿按比例混合，依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、第二搅拌系统搅拌、碾压；第一搅拌系统的搅拌速度为100～300r/min，优选为200～220r/min；第二搅拌系统的搅拌速度为300～600r/min，优选为450～480r/min；搅拌时间均为从入料到自然出料时间。

步骤4：将步骤3所得固体依次输入型号为JKY50/50D～35双极真空挤出机真空挤出机挤出、KQZ自动切条机切条、QP21自动切坯机切块，得砖坯块；挤出压力为3-10MPa，优选为4.00MPa,真空度为0.07～0.09MPa，坯体抗压强度205～110kg/cm。

步骤5：由型号为ZMP330液压自动码坯系统码坯14层，坯体在室外自然干燥24小时或利用隧道窑余热烘干；

步骤6：砖坯按流程入隧道窑依次烘干、预热、焙烧；烘干温度为100～200℃，预热温度为300～500℃，焙烧温度控制在850～1050℃、焙烧时间为45小时；烧结砖依次冷却后出窑，得标准砖，烧成合格率98％。

本发明所制备标准砖达到了GB5101-2003《烧结普通砖》、GB/T2542-2003《砌墙砖试验方法》标准中的优等品。

实施例3：标准砖的制备方法

所述烧结砖原料由尾矿和页岩组成；所述尾矿质量百分比为90％，所述预设物质的质量百分比为10％；其中，预设物质为黏土、粉煤灰、页岩粉末中的任一种；所述尾矿由煤泥经分选柱再次分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为45％、Al₂O₃为257％，Fe₂O₃为5％、CaO为5％、MgO为3％，其余为其他元素；当预设物质为黏土或页岩粉末时，所述尾矿塑性指数为15，热值2.5MJ/kg，尾矿粒度＜0.045mm，预设物质的粒度＜2mm；当预设物质为粉煤灰时，所述尾矿塑性指数为15，热值2.5MJ/kg，尾矿粒度＜ 0.045mm，粉煤灰粒度0.3＜2mm。

所述烧结砖制备方法如下：

步骤1：将尾矿输送至煤泥烘干机烘干至含水率为15～18％；

步骤2：将预设物质通过滚筒筛过筛，获得粒径＜2mm的粉末；

步骤3：将步骤2所得粉末与步骤1所得尾矿按比例混合，依次输送至两个连续的型号为SJJ280×36的第一、第二搅拌系统搅拌、碾压；第一搅拌系统的搅拌速度为100～300r/min，优选为200～220r/min；第二搅拌系统的搅拌速度为300～600r/min，优选为450～480r/min；搅拌时间均为从入料到自然出料时间，所述第一、第二为按连接顺序对搅拌系统进行的区别描述，无其他特定含义。

步骤4：将步骤3所得固体依次输入型号为JKY50/50D～35双极真空挤出机真空挤出机挤出、KQZ自动切条机切条、QP21自动切坯机切块，得砖坯块；挤出压力为3-10MPa，优选为4.00MPa，真空度为0.07～0.09MPa，坯体抗压强度205～110kg/cm。

步骤5：由型号为ZMP330液压自动码坯系统码坯14层，坯体在室外自然干燥24小时或利用隧道窑余热烘干；

步骤6：砖坯按流程入隧道窑依次烘干、预热、焙烧；烘干温度为100～200℃，预热温度为300～500℃，焙烧温度控制在850～1050℃；焙烧时间为：当预设物质为粉煤灰时，焙烧时间为35小时；当预设物质为页岩或黏土时，焙烧时间为40小时；烧结砖依次冷却后出窑，得标准砖，烧成合格率98％。

本发明所制备标准砖达到了GB5101-2003《烧结普通砖》、GB/T2542-2003《砌墙砖试验方法》标准中的优等品。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1. 一种烧结砖，其特征在于：所述烧结砖原料由尾矿和预设物质组成；其中，所述预设物质为黏土、页岩粉末、粉煤灰中的任一种；所述尾矿质量百分比为70～90%，所述预设物质的质量百分比为10～30%；所述尾矿由煤泥经分选设备分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为45～65%、Al₂O₃为18～25%、Fe₂O₃为3～5%、CaO为3～5%、MgO为1～3%，其余为其他元素；所述尾矿塑性指数为11～15，热值为1.8～2.5 MJ/kg，尾矿与预设物质混合后的烧失量为6～10%；

所述分选设备为分选柱，所述分选柱包括一个主分选柱体（100）和与主分选柱体（100）依次连通的至少两个次分选柱体（101、102），主分选柱体（100）与次分选柱体（101、102）均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器（7）、设置在其外部并且与矿浆多点分配器（7）通过管道连通的高速分散机装置（2）、设置在其顶部的泡沫捕集装置（4）、设置在泡沫捕集装置（4）上的雾化喷淋装置（5）、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器（10）、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器（10）连通的输送气管（9）、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管（11）；所述高速分散机（2）包括设置在其外部的电机（22）和与电机（22）连接的设置在其内部的分散转片（23）；所述尾矿溢流出料管（11）与高速分散机装置（2）的管道上设有调节阀（111）；所述输送气管（9）通过管道与储气罐（8）和空气压缩机（81）依次连接；所述储气罐（8）上设置有稳压阀和气流调节阀；所述主分选柱体（100）还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置（2）依次连通的矿浆反应箱（1）和入料口（103）；所述矿浆多点分配器（7）之前的管道上设有输料泵（3）；所述矿浆反应箱（1）包括设置在矿浆反应箱（1）内部的搅拌转片（112）和跌落板（113）；所述矿浆反应箱（1）与入料口（103）的管道上设有加药口（61）；所述主分选柱体（100）的尾矿溢流出料管（11）与依次连接的次分选柱体（101）的高速分散机装置（2）通过管道连通，所述次分选柱体（101）的尾矿溢流出料管（11）与依次连接的次分选柱体（102）的高速分散机装置（2）通过管道连通，所述尾矿溢流出料管（11）与高速分散机装置（2）的管道上均设有补药口（62）；所述加药口（61）和补药口（62）均与药箱（6）通过管道连通；所述依次连接的最后一个次分选柱体（102）的尾矿溢流出料管（11）上设有排料口（105）；所述主分选柱体（100）和依次连通的次分选柱体（101、102）的泡沫捕集装置（4）通过管道连通并且在所述管道上设有出料口（104）；

所述烧结砖的制备方法采用全内热烧结，包括以下步骤：

步骤1：将尾矿干燥至含水率为15～18%；

步骤2：将预设物质通过滚筒筛过筛，获得粒径＜2mm的粉末；其中，所述预设物质为黏土、页岩粉末、粉煤灰中的任一种；

步骤3：将步骤2所得粉末与步骤1所得尾矿按比例混合，输送至搅拌系统搅拌、碾压；

步骤4：将步骤3所得固体依次输入真空挤出机挤出、自动切条机切条、切坯机切块，得砖坯块；

步骤5：将砖坯块进行初步干燥；

步骤6：砖坯按流程入隧道窑依次烘干、预热、焙烧，得烧结砖；

步骤3中所述搅拌系统由依次连接的第一搅拌系统和第二搅拌系统构成；所述第一搅拌系统的搅拌速度为100～300r/min，所述第二搅拌系统的搅拌速度为300～600r/min，搅拌时间均为从入料到自然出料时间；

步骤4中所述挤出机的挤出压力为3-10MPa，真空度为0.07～0.09MPa，坯体抗压强度205～110kg/cm²；

步骤5中所述的初步干燥为自然风干或利用隧道窑余热烘干；

步骤6中所述焙烧温度为850～1050℃、焙烧时间为40～48小时。

2.根据权利要求1所述的烧结砖，其特征在于：所述尾矿中各成分的质量百分比为：SiO₂为55%、Al₂O₃为20%，Fe₂O₃为4%、CaO为4%、MgO为2%，其余为其他元素；当所述预设物质为粉煤灰时，所述尾矿塑性指数为12，热值为1.8 MJ/kg；

当所述预设物质为黏土时，所述尾矿塑性指数为13，热值为2.0 MJ/kg；

当所述预设物质为页岩时，所述尾矿塑性指数为13，热值为2.0 MJ/kg。

3.根据权利要求1所述的烧结砖，其特征在于：所述尾矿质量百分比为80～90%，所述预设物质的质量百分比为10～20%。

4.根据权利要求1～3任一所述的烧结砖，其特征在于：所述尾矿的含水率为22～25%。

5.根据权利要求1所述的烧结砖的制备方法，其特征在于：所述第一搅拌系统的搅拌速度为200～220r/min；所述第二搅拌系统的搅拌速度为450～480r/min。

6.根据权利要求1所述的烧结砖的制备方法，其特征在于：所述挤出压力为4.00MPa。

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