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                        燒結磚瓦原材料及處理-煤矸石
                        發布時間:2020-10-11 11:04:38   編輯:comfort   點擊數:
                        煤矸石中的硫,一般以化合物狀態存在,如二硫化鐵(FeS2,俗稱黃鐵礦)和硫酸鈣(CaS04·2H20,俗稱石膏)。
                        在二疊紀煤群的煤矸石中,硫的含量較高,而黃鐵礦中的硫又占總含硫量的大部分。黃鐵礦在煤矸石中有的成層狀,有的嵌在煤的裂縫中成脈石狀,還有的成細粒狀均勻地分布在煤矸石中。
                        應該指出,在有些地區的煤矸石中,含有叫作“硫鐵蛋”的有害物質。這種“硫鐵蛋”比較堅硬,而且都呈球狀。經化驗,“硫鐵蛋”的主要成分是二硫化鐵( FeS2)。
                         
                        (1)黃鐵礦(FeS2)
                         
                        黃鐵礦和碳在同樣的溫度下分解和氧化,由于碳和水蒸氣的存在使黃鐵礦的氧化受到影響。在缺氧環境下,482℃時二硫化物分解成為一硫化物:
                         
                        在不缺氧環境下,黃鐵礦的氧化分為兩個階段。第一階段發生上述溫度下,第二階段出現在約588℃。按順序其反應式為:
                         
                        總的反應可用下式表示:
                         
                        黃鐵礦焙燒后主要生成三氧化硫(S03)。三氧化硫(SO3)在16.8℃以下為固體,16.8℃即熔解為液體,44.8℃沸騰且汽化,汽化后與空氣中的水蒸氣作用生成硫酸霧:
                         
                        黃鐵礦和水蒸氣作用還發生下列反應:
                        3FeS2+2H20→ 3FeS+2H2S+S02
                        生成的二氧化硫(SO2)氣體,遇水后生成亞硫酸(H2SO3):
                        S02+H20→ H2S03
                        亞硫酸容易被氧化,在通常情況下,空氣中的氧就能逐漸氧化亞硫酸成硫酸:2H2S03+02→2H2S04
                         
                        (2)石膏(CaS04•2H20)
                         
                        石膏(CaS04•2H2O)在65~75℃時開始脫水,至107~170℃時生成CaS04•1/2H20,繼續加熱至170~200℃出現少量的CaS04,至400℃以上完全脫水為CaS04,至800℃以上CaS04部分分解,生成少量CaO,這個反應一直持續到1600℃以上:
                                          CaS04→CaO+ S02+1/202
                        可見,黃鐵礦和石膏在焙燒過程中放出大量硫的汽化物(SO2、SO3)氣體,致使制品膨脹、松散。較大顆粒的黃鐵礦還會使制品表面形成熔斑。
                        故應嚴格控制黃鐵礦和石膏的含量,并盡量提高物料細度,使其均勻分布在坯體之中。
                         
                         
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                        煤矸石原料中應剔除哪些物質?
                         
                        (1)剔除“硫鐵蛋”
                         
                        “硫鐵蛋”的主要危害是:難以破、粉碎,極易損壞破、粉碎設備;在焙燒過程中生成大量二氧化硫( S02)氣體并產生膨脹,使制品松散。而電磁鐵和永磁鐵又對它無吸引力,故一般均以人工剔除。
                         
                        (2)篩除煤粉、選除煤塊
                         
                        有些煤矸石原料(尤其是洗選煤矸石),混雜大量煤粉和煤塊,致使其發熱量偏高,塑性指數偏低,給磚瓦生產帶來一定困難。如將這些煤粉、煤塊去除,一方面可適當降低原料發熱量、提高原料塑性指數,從而改善了原料性能;另一方面又可將剔除出來的煤粉和煤塊作為燃料充分進行利用。
                        通常剔除煤粉的方法有兩種:一是在煤矸石堆場附近用溜篩或回轉篩篩除;二是在破碎機前設置一臺溜篩或高頻電磁振動篩。篩孔尺寸一般用10~20mm。
                        湖南株洲市磚廠在煤矸石原料中篩除20%煤粉后,磚坯的成型性能大大改善,窯爐的焙燒速度顯著提高,且篩除的煤粉用作全廠生活燃料綽綽有余。
                        煤塊一般是用人工揀出的。
                         
                        (3)除鐵
                         
                        由于煤矸石中一般均含有道釘之類鐵質夾雜物,因而極易損壞粉碎等設備。故煤矸石原料在進入粉碎等設備前,須先經磁選除鐵處理。
                        據重慶市的幾個煤矸石磚廠調查,凡采用磁選除鐵的廠家,平均每班除掉的鐵質雜物達2~3kg,鐵質雜物損壞設備的現象一般未有發生;反之,未采用磁選除鐵的廠家,鐵質雜物損壞設備的現象卻時有發生。
                        磁選設備通常采用懸掛式永磁鐵或膠帶磁選輥筒(即電磁膠帶輪)。
                         
                         
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                        如何調整煤矸石原料發熱量過高?
                         
                        制磚一般要求矸石原料的發熱量為1338~2090kJ/kg( 320~500kcal/kg)。如發熱量過高,將給生產(尤其是焙燒)帶來困難。故在這種情況下,應摻入些無發熱量或低發熱量的原料,如頁巖、煤矸石、粉煤灰、黏土、煤矸石熟料等,使混合后的原料發熱量達到或接近要求。
                        應該指出的是,固定碳高溫燃燒發出的熱量對制品燒成起作用;而低溫下揮發的揮發分對制品燒成不起作用。
                         
                         
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                        如何調整煤矸石原料含硫量過高?
                         
                        由于硫化物的存在,在生產過程中不但腐蝕風機、干燥車等金屬設備,而且污染大氣,損害操作人員健康。在其作用下,磚體內生成一定量的可溶性硫酸鹽( CaS04、MgS04、K2S04和Na2S04等),這些硫酸鹽遇水后被帶到磚的表面,引起泛霜,影響外觀,甚至會導致磚體產生魚鱗片剝落,影響其耐久性。故要求用于制磚的煤矸石原料含硫量不大于1%,越少越好。
                        如煤矸石含硫量過高,可摻人含硫量低的煤矸石、煤矸石熟料、粉煤灰、頁巖、黏土等,使混合料的含硫量不超過允許值。
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