[发明专利]一种煤矸石再生护坡砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤矸石再生护坡砖及其制备方法，包括以下重量份数的原料：水泥300～400份、石粉300～400份、未煅烧的煤矸石250～350份、促进剂2～5份、铝粉2～5份、增稠剂0.1～1份、早强剂10～30份、添加剂2～18份；所述添加剂为乙二醇、三乙醇胺的混合物，其中乙二醇：三乙醇胺的质量比为12～18：0.5～2。本发明在未煅烧的煤矸石废渣中加入一些添加剂作为煤矸石再生护坡砖成分，使煤矸石的性能变得优异，强度增强，脱模时间缩短，可以作为新型墙体材料的砌块砖；回收利用煤矸石废渣，变废为宝。

技术领域

本发明涉及煤矸石再生护坡砖技术领域，尤其涉及一种煤矸石再生护坡砖及其制备方法。

背景技术

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。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。中国历年已积存煤矸石约1000Mt，并且每年仍继续排放约100Mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。利用途径有以下几种：

①回收煤炭和黄铁矿：通过简易工艺，从煤矸石中洗选出好煤，通过筛选从中选出劣质煤，同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机──平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料，洗矸可作建筑材料，黄铁矿可作化工原料。

②用于发电：主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物(发热量每公斤约2000大卡)发电。炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥。日本有10多座这种电厂；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤发热量为3500大卡；火力不足时,用重油助燃。德意志联邦共和国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。测试煤矸石的发热量应使用专门的仪器进行，微机量热仪可以满足发热量的测试。

③制造建筑材料：代替粘土作为制砖原料，可以少挖良田。烧砖时，利用煤矸石本身的可燃物，可以节约煤炭。煤矸石可以部分或全部代替粘土原料生产普通水泥。自燃或人工燃烧过的煤矸石，具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料，生产普通硅酸盐水泥(掺量小于20％)、火山灰质水泥(掺量20～50％)和少熟料水泥(掺量大于50％)。还可直接与石灰、石膏以适当的配比，磨成无熟料水泥，可作为胶结料，以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。英国、比利时等国有专用煤矸石代替硅质原料生产水泥的工厂。

煤矸石虽可以用于建筑材料，但是未加工的煤矸石有很多的弊端，直接用于水泥生产，具有以下危害：传统未煅烧的煤矸石经多孔发泡砖发泡后易塌陷，抗压强度低，且需要脱模和养护时间长，养护成本高，不利于工厂企业大规模生产。

因此，在利用煤矸石的同时必须加以改造，否则煤矸石将无法正确运用到实际生活中，将会堆积在场地里面，达不到废物利用的效果。如何对煤矸石进行废物利用是摆在目前的严峻问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种煤矸石再生护坡砖，在煤矸石废渣中加入一些添加剂作为煤矸石再生护坡砖成分，使煤矸石的性能变得优异，解决了传统煤矸石多孔发泡砖发泡后易塌陷的问题，并提高了抗压强度；脱模和养护时间大大缩短，节约养护成本，有利于工厂企业大规模生产；回收利用煤矸石废渣，变废为宝。