皖北煤矸石在水泥生產(chǎn)過程中大摻量綜合利用.pdf

1、煤矸石是指煤礦在開采中排出的含碳巖石。目前我國煤矸石已累計(jì)堆存45億噸，約占全國工業(yè)廢渣的25％，且每年以3~4億噸的速度增長。僅兩淮礦區(qū)煤矸石就達(dá)到1億噸，約占安徽省固體廢棄物總排放量的40%。煤矸石長期堆存占用土地，污染大氣和地下水，對環(huán)境造成立體污染，矸石山的自燃、泥石流等嚴(yán)重危及人們的生命和財產(chǎn)安全。因此加強(qiáng)煤矸石資源綜合利用迫在眉睫。
　　本文對皖北地區(qū)煤矸石在膠凝材料方面的綜合利用進(jìn)行試驗(yàn)研究。采用熒光分析、X-ray

2、衍射分析、掃描電鏡、核磁共振分析煤矸石礦物組成、化學(xué)組成、微觀形貌等；通過機(jī)械活化、熱活化和化學(xué)活化對煤矸石進(jìn)行活性激發(fā)；綜合考慮煅燒溫度、保溫時間、物料粒度對煤矸石活性的影響，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)；將活化煤矸石摻入水泥中驗(yàn)證煤矸石活性；利用活化煤矸石代替水泥熟料制備低熟料硅酸鹽水泥，探索活化煤矸石、石膏、礦渣、生石灰摻量對水泥熟料-石膏體系的影響；尋找配制滿足物理力學(xué)性能的低熟料復(fù)合硅酸鹽水泥優(yōu)化配比；比較原狀煤矸石、活化煤矸石、煤渣摻入水泥

3、熟料-石膏體系對膠凝性能的影響。
　　研究表明：煤矸石主要化學(xué)組成為氧化硅和氧化鋁，主要礦物組成為高嶺石，屬粘土巖質(zhì)矸石。該煤矸石活化條件為煅燒溫度700℃、保溫時間1h、顆粒粒徑小于0.08mm。利用活化煤矸石配制的水泥滿足復(fù)合硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)要求，且后期強(qiáng)度發(fā)展較高。配比為活化煤矸石30%、礦渣10%所得復(fù)合硅酸鹽水泥，3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)13.2MPa，28天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40.7MPa；引入外加劑后，早期抗壓強(qiáng)度增大，當(dāng)配比為外

4、加劑0.7%、煤矸石30%、礦渣10%時，所得復(fù)合硅酸鹽水泥3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)17.0MPa，28天抗壓強(qiáng)度可達(dá)40.1MPa；均滿足復(fù)合硅酸鹽32.5水泥力學(xué)性能要求。相同摻量的活化煤矸石與煤渣制備的水泥，后者強(qiáng)度高于前者，所以煤渣活性更高。經(jīng)掃描電鏡觀察，所配制低熟料硅酸鹽水泥早期水化產(chǎn)物中絮狀C-S-H凝膠和柱狀晶體較少，后期隨著水化反應(yīng)進(jìn)行生成的絮狀C-S-H凝膠增多，因而水泥膠凝性能提高；對原狀和煅燒煤矸石進(jìn)行核磁共振分析可知，