利用煤矸石生產(chǎn)耐火材料的途徑

我國是耐火材料生產(chǎn)大國，耐火材料屬于資源型工業(yè)，應(yīng)用煤矸石生產(chǎn)耐火材料不但減少開采礦石的人力物力，而且節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。到目前為止，被耐火材料工業(yè)利用的煤矸石僅是一小部分，大部分沒有利用。因此必須對(duì)煤矸石進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，在耐火材料中得到合理的應(yīng)用。

1、煤矸石做原料直接生產(chǎn)耐火材料

（1）生產(chǎn)耐火黏土磚和半硅磚

煤矸石煅燒后，選擇含量30%44%的Al2O3制備黏土磚，含量15%30%的Al2O3制備半硅磚。其生產(chǎn)工藝是：選料—破粉碎配料—混練—成型—干燥—燒成—產(chǎn)品。這兩種產(chǎn)品是耐火材料的傳統(tǒng)制品，產(chǎn)量最多，用量最大。

（2）生產(chǎn)耐火纖維

大同某耐火公司以煤矸石為原料，用電阻爐采用連熔連吹工藝，生產(chǎn)硅酸鋁耐火纖維。生產(chǎn)過程是：將煤矸石脫碳處理后經(jīng)顎式式破碎機(jī)破碎，然后經(jīng)六道工序，即配料、電阻爐熔融、噴吹成纖、針刺成毯、加熱處理、自動(dòng)縱橫切割及包裝。硅酸鋁纖維是重要的隔熱保溫材料，是目前熱工設(shè)備用量最多的保溫材料之一。

（3）生產(chǎn)耐火澆注料和耐火噴涂料

利用煤矸石（70%~80%）與硅微粉、鋁酸鈣水泥配料，制備高強(qiáng)耐堿澆注料，用于水泥窯預(yù)熱器、篦冷機(jī)等堿侵蝕嚴(yán)重及相似部位。

2、利用煤矸石合成莫來石

莫來石是Al2O3/SiO（2摩爾分?jǐn)?shù)）比介于2∶1~1∶1的固溶體，有許多良好的性能：熔點(diǎn)高（1850℃），熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)小，抗蠕變及抗熱震性能好，耐蝕性也好等。合成的方法主要有兩種：一是干法，將煤矸石粉碎、磨細(xì)與氧化鋁細(xì)粉，也可以與高鋁礬土熟料細(xì)粉配料，按Al2O3/SiO2為2.55計(jì)算配比，兩種料混合磨細(xì)，壓成坯體，煅燒后即形成莫來石料。二是濕法，將煤矸石，高鋁礬土熟料分別粉碎，煤矸石細(xì)粉與氧化鋁細(xì)粉配料，也可以是煤矸石細(xì)粉與高鋁礬土熟料細(xì)粉配料，也是按Al2O3/SiO2為2.55計(jì)算配比，分別稱量?jī)煞N料裝入球磨機(jī)中，加水濕磨，磨到一定細(xì)度后脫水、擠坯、干燥、煅燒后即成莫來石料。煤矸石與氧化鋁合成的莫來石的純度要高些，與高鋁礬土熟料合成的莫來石雜質(zhì)多些，濕法合成料的質(zhì)量要好些。

3、利用煤矸石制取氫氧化鋁和氧化鋁

氫氧化鋁和氧化鋁是耐火材料的主要原料，經(jīng)過高溫煅燒或電熔可得到剛玉材料，是制造高級(jí)耐火材料，即剛玉磚、剛玉質(zhì)澆注料等不定形耐火材料的原料。其制取方法如下。

（1）用堿石灰燒結(jié)法提取氧化鋁

用堿石灰燒結(jié)法提取氧化鋁并將殘?jiān)苯屿褵秊楣杷猁}水泥，同時(shí)將廢氣、廢液循還利用。其簡(jiǎn)單的工藝流程是：煤矸石與石灰石分別粉碎—配料—混合共磨—加純堿和水—攪化—燒結(jié)—粉碎共磨—加水浸取—過濾分離—（殘?jiān)邷仂褵晒杷猁}水泥熟料）鋁酸鈉溶液—通CO2進(jìn)行碳化分解—Al（OH）3沉淀—干燥煅燒—工業(yè)氧化鋁。

（2）采取酸鹽聯(lián)合法制備氫氧化鋁

氧化鋁：其工藝的第一步是先制取硫酸鋁。硫酸鋁溶液—加入（NH4）2SO4和氨水—中和攪拌槽—Al2O3鹽析—過濾（除去濾液）—洗滌脫水—烘干—?dú)溲趸XAl（OH）3。將氫氧化鋁在活化爐中煅燒—氧化鋁Al2O3。

（3）制取高純氧化鋁微粉

其過程為：煤矸石細(xì)粉—加鹽酸浸出—固液分離（分出SiO2殘?jiān)ㄈ際ce氣體鹽析提純—過濾洗滌（分離出濾液）—熱解—活化制鋁溶膠—制鋁凝膠—彌散分解—煅燒轉(zhuǎn)相—氧化鋁微粉。近年來對(duì)酸鹽聯(lián)合法從煤矸石中提取氧化鋁問題進(jìn)行了大量研究，采集不同地域的煤矸石，對(duì)粉碎粒度不同、浸取的酸種不同（硫酸或鹽酸）、酸的濃度不同、浸取的溫度和時(shí)間也不同等工藝條件進(jìn)行研究，得到不同的浸出率。

4、利用煤矸石制取碳化硅

碳化硅具有耐火度高、硬度大、強(qiáng)度高、體積穩(wěn)定等特點(diǎn)，是重要的耐火原材料，無論是耐火制品，還是不定形耐火材料都大量應(yīng)用碳化硅。

5、利用煤矸石生產(chǎn)陶粒

陶粒是生產(chǎn)輕質(zhì)保溫制品的原料之一。選擇含碳量不高的炭質(zhì)頁巖和選煤選出的煤矸石比較適合制備陶粒。其工藝過程是：將煤矸石經(jīng)錘式破碎機(jī)破碎，再用球磨機(jī)磨細(xì)，配料（可與赤泥、粉煤灰、成孔劑和黏結(jié)劑配合），加水?dāng)嚢?，成球造粒，干燥煅燒，冷卻后即為陶粒。有些質(zhì)量非常均勻的硬質(zhì)煤矸石，經(jīng)破碎，篩分成所需要的粒度，這種原料塊也可稱為陶粒，工藝簡(jiǎn)單。

可見，煤矸石是重要的耐火原料資源，充分利用煤矸石，不但節(jié)能減排，改善環(huán)境，還降低成本，提升效益，應(yīng)引起煤炭和耐火材料部門的足夠重視。如果您有煤矸石破碎設(shè)備及研磨設(shè)備等方面的需求，歡迎咨詢紅星機(jī)器客服熱線：0371-67772626。

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