一種利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)保溫耐火磚及其制備方法，所屬領(lǐng)域為耐火材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)市場上大部分輕質(zhì)耐火保溫材料，主要以粘土質(zhì)、硅質(zhì)為原料，耐火度偏 低，并且制造方法多為添加可燃燒物（如鋸木肩、木炭、有機(jī)物等）法，燒成過程中，可燃物 被燒盡，留下空孔，成為輕質(zhì)耐火材料。由于加入鋸木肩的泥料塑性差，容易導(dǎo)致成型困難、 制品扭曲等缺陷。
[0003] 煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴 生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。我國擁有大量的煤矸石，占用大量土地，而 且容易自燃引發(fā)火災(zāi)，給人民帶來生命危險和財產(chǎn)損失。煤矸石和粉煤灰等廢棄物里含有 很多二氧化硅和氧化鋁等有用成分，可以替代價格較高的工業(yè)原料，除此之外，煤矸石和粉 煤灰等廢棄物中含有大量的碳，可以節(jié)約燃料成本，利用它們生產(chǎn)發(fā)泡保溫磚，提高綜合利 用率的同時又減少了廢棄物對環(huán)境的污染。，

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種利用煤矸石為主要原料生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚及其制備方法，解 決目前國內(nèi)市場上輕質(zhì)耐火保溫磚耐火度低、成型差、強(qiáng)度低與成本高的問題，大宗利用煤 矸石與粉煤灰等固體廢棄物，節(jié)省了成本，并且煤矸石與粉煤灰里還有很多碳，在燒結(jié)的過 程中，能夠提供熱量，減少燃料的消耗，同時由于碳的燃燒，能夠產(chǎn)生大量氣泡，使制品比重 下降，節(jié)省發(fā)泡劑的同時起到了保溫效果。
[0005] 為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：其組分及各組分的重量份 配比如下：
[0007] 煤肝石 40~60份； 鋁土礦熟料 30~50份； 粉煤灰 2~15份； 娃砂 0~15份； 亞硫酸紙漿廢液 0~1份。
[0008] 所述煤矸石是所述煤矸石中二氧化硅的含量為57%，三氧化二鋁含量為31% ;
[0009] 所述鋁土礦熟料是鋁礬土在1500°C溫度下煅燒過的產(chǎn)物，含有三氧化二鋁65% 以上。
[0010]所述硅砂是含二氧化硅99 %的硅石粉，粒度組成為大于0.5mm10 %，0.5~ 0? 088mm24 %，小于 0? 088mm66 %。
[0011] 所述耐火磚需在高壓下成型，單位壓力不小于800~1000公斤/厘米2,且應(yīng)逐漸 增加壓力。
[0012] 所述耐火磚是在1400°C下隧道窯燒成。
[0013] 本發(fā)明介紹一種利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，包括如下生產(chǎn)步驟：
[0014] 步驟一、原料預(yù)處理：將煤矸石破碎并球磨成小于0. 5mm的細(xì)粉備用，將高鋁土在 1500°C回轉(zhuǎn)窯里高溫煅燒，使其吸水率到5%以下；
[0015] 步驟二、泥料的制備：用水濕潤高鋁土熟料，在與煤矸石混煉，然后再補(bǔ)充水，使泥 料中含水5% ;
[0016] 步驟四、壓制：將步驟二的泥料濕碾加工后送入100~200kg/cm2壓機(jī)進(jìn)行壓制；
[0017] 步驟五、磚坯的干燥：將壓好的磚坯碼好放入干燥爐進(jìn)行干燥48小時；
[0018] 步驟六、燒成：將干燥后的磚坯送到隧道窯里進(jìn)行燒成。
[0019] 步驟七、成品檢驗包裝：待冷卻后進(jìn)行檢驗包裝；
[0020] 步驟六的燒成溫度曲線為：
[0021] 常溫到200°C，升溫速度為40°C/小時，200~600°C，升溫速度為30°C/小時， 600~900°C為50°C/小時，900°C以上25°C/小時，燒成溫度時保溫3個小時。
[0022] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0023] 1、節(jié)省原料成本：本發(fā)明采用煤矸石和粉煤灰等作為主要的生產(chǎn)原料，煤矸石和 粉煤灰里含有大量的二氧化硅和氧化鋁，可以部分代替配方中價格較貴的硅砂和鋁礬土。
[0024] 2、節(jié)約燃料：煤矸石里含有大量未燃燒的碳，在燒成過程中能夠提供熱量，大大降 低了燃料成本降低。
[0025] 3、本發(fā)明產(chǎn)品二氧化硅與氧化鋁含量較高且經(jīng)過高溫?zé)?，形成一種硬度高、強(qiáng) 度大的泡沫材料，因此與傳統(tǒng)輕質(zhì)硅磚材料相比，耐火度高。
[0026] 4、本發(fā)明的產(chǎn)品采用自燃發(fā)泡工藝，煤矸石中含有大量碳粉，這些碳粉在燒成過 程中被燒掉后，使制品留下空孔，成為一種高氣孔率的輕質(zhì)保溫耐火材料，比重約為1. 2g/ cm3；
[0027] 5、本發(fā)明大宗利用尾礦廢棄物，對緩解由于煤矸石、粉煤灰等廢棄物堆積導(dǎo)致的 環(huán)境污染、安全事故有重要意義，有一定的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實施方式】
[0028] 實施例1，將處理好的原料按如下配比進(jìn)行稱量：煤矸石42份，高鋁土熟料45份， 粉煤灰7份，硅石5. 5份，亞硫酸紙漿廢液0. 5份；用水濕潤稱量好高鋁土熟料，在與煤矸石 混煉，然后再補(bǔ)充水，使泥料中含水5 %;將泥料濕碾加工后送入100~200kg/cm2壓機(jī)進(jìn)行 壓制；將壓好的磚坯碼好放入干燥爐進(jìn)行干燥48小時；將干燥后的磚坯送到隧道窯里進(jìn)行 燒成。
[0029] 燒成曲線為：常溫到200 °C，升溫速度為40°C/小時，200~600°C，升溫速度為 30°C/小時，600~900°C為50°C/小時，900°C以上25°C/小時，燒成溫度時保溫3個小時。
[0030] 本實施例得到的產(chǎn)品比重1. 2kg/cm3,耐火度1750°C，荷重軟化溫度1230°C，常溫 耐壓強(qiáng)度4. 0.
[0031] 實施例2,將處理好的原料按如下配比進(jìn)行稱量：煤矸石48份，高鋁土熟料38份， 粉煤灰5份，硅石8. 5份，亞硫酸紙漿廢液0. 5份；用水濕潤稱量好高鋁土熟料，在與煤矸石 混煉，然后再補(bǔ)充水，使泥料中含水5 %;將泥料濕碾加工后送入100~200kg/cm2壓機(jī)進(jìn)行 壓制；將壓好的磚坯碼好放入干燥爐進(jìn)行干燥48小時；將干燥后的磚坯送到隧道窯里進(jìn)行 燒成。
[0032] 燒成曲線為：常溫到200 °C，升溫速度為40°C/小時，200~600°C，升溫速度為 30°C/小時，600~900°C為50°C/小時，900°C以上25°C/小時，燒成溫度時保溫3個小時。
[0033] 本實施例得到的產(chǎn)品比重1. 2kg/cm3,耐火度1750°C，荷重軟化溫度1180°C，常溫 耐壓強(qiáng)度3. 0.
[0034] 實施例3,將處理好的原料按如下配比進(jìn)行稱量：煤矸石55份，高鋁土熟料35份， 粉煤灰3份，硅石6. 5份，亞硫酸紙漿廢液0. 5份；用水濕潤稱量好高鋁土熟料，在與煤矸石 混煉，然后再補(bǔ)充水，使泥料中含水5 %;將泥料濕碾加工后送入100~200kg/cm2壓機(jī)進(jìn)行 壓制；將壓好的磚坯碼好放入干燥爐進(jìn)行干燥48小時；將干燥后的磚坯送到隧道窯里進(jìn)行 燒成。
[0035] 燒成曲線為：常溫到200 °C，升溫速度為40°C/小時，200~600°C，升溫速度為 30°C/小時，600~900°C為50°C/小時，900°C以上25°C/小時，燒成溫度時保溫3個小時。
[0036] 本實施例得到的產(chǎn)品比重1.lkg/cm3,耐火度1730°C，荷重軟化溫度1100°C，常溫 耐壓強(qiáng)度2. 6。
【主權(quán)項】
1. 一種利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：其組分及各組分的重量份配 比如下：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：所述煤矸 石中含二氧化硅的含量57 %，三氧化二鋁含量為31 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：所述鋁土 礦熟料是鋁礬土在1500°C溫度下煅燒過的產(chǎn)物，含有三氧化二鋁65%以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：所述鋁土 礦熟料的顆粒組成中，最大顆粒一般不應(yīng)超過2~3_，同時應(yīng)含有相當(dāng)多得< 0. 088_的 細(xì)顆粒。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：所述硅砂 是含二氧化娃99%的娃石粉，粒度組成為大于0. 5mm的10%，0. 5~0. 088mm的24%，小于 0? 088mm的 66%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：所述耐火 磚需在高壓下成型，單位壓力不小于800~1000kg/cm2,且應(yīng)逐漸增加壓力。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：所述耐火 磚是在1400 °C下隧道窯燒成。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤矸石生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚，其特征在于：包括如下 生產(chǎn)步驟： 步驟一、原料預(yù)處理：將煤矸石破碎并球磨成小于〇. 5mm的細(xì)粉備用，將高鋁土在 1500°C回轉(zhuǎn)窯里高溫煅燒，使其吸水率到5%以下； 步驟二、泥料的制備：用水濕潤高鋁土熟料，在與煤矸石混煉，然后再補(bǔ)充水，使泥料中 含水5% ; 步驟四、壓制：將步驟二的泥料濕碾加工后送入100~200kg/cm2壓機(jī)進(jìn)行壓制； 步驟五、磚坯的干燥：將壓好的磚坯碼好放入干燥爐進(jìn)行干燥48小時； 步驟六、燒成：將干燥后的磚坯送到隧道窯里進(jìn)行燒成。升溫速率為：常溫到200°C間， 升溫速度為40°C/小時，200~600°C，升溫速度為30°C/小時，600~900°C為50°C/小 時，900°C以上25°C/小時，燒成溫度時保溫3個小時，燒成設(shè)備為高溫隧道窯 步驟八、成品檢驗包裝：待冷卻后進(jìn)行檢驗包裝。
【專利摘要】一種利用煤矸石生產(chǎn)的高強(qiáng)發(fā)泡保溫磚及其制備方法，其原料組成按重量份配比為煤矸石40～60份、鋁土礦尾礦30～50份、粉煤灰2～15份，硅砂0～15份、亞硫酸紙漿廢液0～1份。本發(fā)明提供一種利用煤矸石為主要原料生產(chǎn)的發(fā)泡保溫耐火磚及其制備方法，解決目前國內(nèi)市場上輕質(zhì)耐火保溫磚耐火度低、成型差、強(qiáng)度低與成本高的問題，本發(fā)明產(chǎn)品具有輕質(zhì)、保溫及耐火的特性，可廣泛應(yīng)用于玻璃陶瓷行業(yè)的重要設(shè)備。
【IPC分類】C04B38/06, C04B35/66
【公開號】CN105130494
【申請?zhí)枴緾N201510494613
【發(fā)明人】牛艷寧
【申請人】牛艷寧
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月13日