利用煤矸石生产耐火材料的途径

我国是耐火材料生产大国，耐火材料属于资源型工业，应用煤矸石生产耐火材料不但减少开采矿石的人力物力，而且节能减排，保护环境。到目前为止，被耐火材料工业利用的煤矸石仅是一小部分，大部分没有利用。因此必须对煤矸石进行系统的分析研究，在耐火材料中得到合理的应用。

1、煤矸石做原料直接生产耐火材料

（1）生产耐火黏土砖和半硅砖

煤矸石煅烧后，选择含量30%44%的Al2O3制备黏土砖，含量15%30%的Al2O3制备半硅砖。其生产工艺是：选料—破粉碎配料—混练—成型—干燥—烧成—产品。这两种产品是耐火材料的传统制品，产量最多，用量最大。

（2）生产耐火纤维

大同某耐火公司以煤矸石为原料，用电阻炉采用连熔连吹工艺，生产硅酸铝耐火纤维。生产过程是：将煤矸石脱碳处理后经颚式式破碎机破碎，然后经六道工序，即配料、电阻炉熔融、喷吹成纤、针刺成毯、加热处理、自动纵横切割及包装。硅酸铝纤维是重要的隔热保温材料，是目前热工设备用量最多的保温材料之一。

（3）生产耐火浇注料和耐火喷涂料

利用煤矸石（70%~80%）与硅微粉、铝酸钙水泥配料，制备高强耐碱浇注料，用于水泥窑预热器、篦冷机等碱侵蚀严重及相似部位。

2、利用煤矸石合成莫来石

莫来石是Al2O3/SiO（2摩尔分数）比介于2∶1~1∶1的固溶体，有许多良好的性能：熔点高（1850℃），热导率低，热膨胀系数小，抗蠕变及抗热震性能好，耐蚀性也好等。合成的方法主要有两种：一是干法，将煤矸石粉碎、磨细与氧化铝细粉，也可以与高铝矾土熟料细粉配料，按Al2O3/SiO2为2.55计算配比，两种料混合磨细，压成坯体，煅烧后即形成莫来石料。二是湿法，将煤矸石，高铝矾土熟料分别粉碎，煤矸石细粉与氧化铝细粉配料，也可以是煤矸石细粉与高铝矾土熟料细粉配料，也是按Al2O3/SiO2为2.55计算配比，分别称量两种料装入球磨机中，加水湿磨，磨到一定细度后脱水、挤坯、干燥、煅烧后即成莫来石料。煤矸石与氧化铝合成的莫来石的纯度要高些，与高铝矾土熟料合成的莫来石杂质多些，湿法合成料的质量要好些。

3、利用煤矸石制取氢氧化铝和氧化铝

氢氧化铝和氧化铝是耐火材料的主要原料，经过高温煅烧或电熔可得到刚玉材料，是制造高级耐火材料，即刚玉砖、刚玉质浇注料等不定形耐火材料的原料。其制取方法如下。

（1）用碱石灰烧结法提取氧化铝

用碱石灰烧结法提取氧化铝并将残渣直接煅烧为硅酸盐水泥，同时将废气、废液循还利用。其简单的工艺流程是：煤矸石与石灰石分别粉碎—配料—混合共磨—加纯碱和水—搅化—烧结—粉碎共磨—加水浸取—过滤分离—（残渣高温煅烧成硅酸盐水泥熟料）铝酸钠溶液—通CO2进行碳化分解—Al（OH）3沉淀—干燥煅烧—工业氧化铝。

（2）采取酸盐联合法制备氢氧化铝

氧化铝：其工艺的第一步是先制取硫酸铝。硫酸铝溶液—加入（NH4）2SO4和氨水—中和搅拌槽—Al2O3盐析—过滤（除去滤液）—洗涤脱水—烘干—氢氧化铝Al（OH）3。将氢氧化铝在活化炉中煅烧—氧化铝Al2O3。

（3）制取高纯氧化铝微粉

其过程为：煤矸石细粉—加盐酸浸出—固液分离（分出SiO2残渣）—通入Hce气体盐析提纯—过滤洗涤（分离出滤液）—热解—活化制铝溶胶—制铝凝胶—弥散分解—煅烧转相—氧化铝微粉。近年来对酸盐联合法从煤矸石中提取氧化铝问题进行了大量研究，采集不同地域的煤矸石，对粉碎粒度不同、浸取的酸种不同（硫酸或盐酸）、酸的浓度不同、浸取的温度和时间也不同等工艺条件进行研究，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、强度高、体积稳定等特点，是重要的耐火原材料，无论是耐火制品，还是不定形耐火材料都大量应用碳化硅。

5、利用煤矸石生产陶粒

陶粒是生产轻质保温制品的原料之一。选择含碳量不高的炭质页岩和选煤选出的煤矸石比较适合制备陶粒。其工艺过程是：将煤矸石经锤式破碎机破碎，再用球磨机磨细，配料（可与赤泥、粉煤灰、成孔剂和黏结剂配合），加水搅拌，成球造粒，干燥煅烧，冷却后即为陶粒。有些质量非常均匀的硬质煤矸石，经破碎，筛分成所需要的粒度，这种原料块也可称为陶粒，工艺简单。

可见，煤矸石是重要的耐火原料资源，充分利用煤矸石，不但节能减排，改善环境，还降低成本，提升效益，应引起煤炭和耐火材料部门的足够重视。如果您有煤矸石破碎设备及研磨设备等方面的需求，欢迎咨询红星机器客服热线：0371-67772626。

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