页岩——基本知识

页岩基本页岩是粘土岩的一种。 页岩的成分复杂，除粘土矿物(高岭石、蒙脱石、水云母、莫来石等)外，还含有大量碎屑矿物(石英、长石、云母等)和自家矿物(铁、铝、锰的氧化物和氢氧化物等)。 具有页状或薄片状的层处理，用硬物易碎。 页岩是粘土物质经过压实作用、脱水作用、重结晶作用形成的。1 .页岩的类型常见页岩为黑页岩碳质页岩油层硅质页岩铁质页岩钙质页岩。1.1黑色页岩岩石中含有许多有机质和细分散状硫化铁，呈黑色。 外观与碳质页岩相似，其区别在于不染手。 黑页岩一般形成于缺氧、H2S丰富的封闭湾和湖泊深处。 例如，中国北方白垩系的黑色页岩中含有丰富的有机质和介形虫、花粉等微体古生物，是重要的生油岩系。1.2碳质页岩该页岩中含有很多微细分散状均匀分布在岩石中的碳化有机质，可以用黑色染手。 但灰分为30%，一般不易成为燃料。 含有多种植物化石，是湖泊和湿地环境下的产物，出现在煤系中，形成煤层顶板和底板。1.3油石油石是含有一定量奶酪根(10% )的雪莲。 颜色有淡黄、黄褐、暗褐色、棕黑、黑等。 一般来说，有机质越多，其颜色也越浓。 其特征多为比普通页岩轻，具有弹性，用刀刮削，形成切屑状薄片。 易燃，出沥青味道和流出油球。 油烟岩属于页岩的范畴，但具有泥炭的特征，也有人称其为“高灰分的泥炭”。 油石主要是在封闭湾和湖泊环境下等级的植物，如藻类和浮游生物的遗体死亡后，在隔绝空气的还原条件下形成的，经常与生油岩系和含碳岩系共生。1.4硅质页岩页岩中SiO2的平均值约为58%，硅质岩中SiO2达到85%以上。 在富含高岭石的硅质泥岩页岩中，硅藻海绵放射线虫化石保存得很好，因此认为该岩石的硅质来源与生物有关，也有可能与海底喷发的火山灰有关。 硅质的页岩中含有很多玉髓、蛋白质等。1.5铁质页岩岩石中含有铁矿物，铁矿物作为色素使岩石着色，多呈红色或灰色的绿色。 红铁质泥岩和页岩一般与砂岩共生，构成所谓的“红层”，广泛分布于我国中新生代地层。 呈红色主要是沉积物在陆相干燥、半干燥气候条件氧化环境下，用三价铁渲染的结果。1.6钙质页岩岩石中含有碳酸钙，分布广泛。 在大陆和海陆的过渡环境中常见的红色岩系中，在浅海和泻湖堆积的钙泥质岩系中也常见。 例如，中国北方下寒武统馒头群、南方三叠系青龙群中的页岩，大部分是钙页岩。大多数页岩是生产烧结砖的比较好的原料，但有些页岩不能生产烧结砖。 究其原因，该部分原料的物理和化学性能不符合烧结砖原料的性能要求。2 .页岩的物理性能页岩硬度一般为普氏硬度系数1.53，结构较致密，普氏硬度系数可达45，有些硬页岩硬度更高。页岩的颗粒组成与其自然颗粒级和成岩原因有关，颗粒组成变化波动幅度大，影响页岩的其他性能.根据形成岩石时的堆积状况，页的塑性指数范围为523，页的塑性指数有时超过该范围。 因此，一页岩石实际上不能成为烧结砖的原料。页岩原料干燥敏感性的高低，以多种多样的形式表现出来。 一般用干敏系数测定，其范围一般为0.4-1.6，在塑性非常高的页岩中干敏系数可能很高。页岩干线收缩率随其种类有很大变化，其变化范围为2.5%-10%。3、页岩的化学性能不同页岩的化学成分指标也不同，自然界中页岩的化学成分含量变化也较大。 一般情况下，页岩中SiO2的含量在45%80%之间变动，A12O3的含量在12%-25%之间变动，Fe2O3的含量在2%-10%之间变动，CaO的含量在0.2%-12%之间变动，MgO的含量在0.1%-5%之间变动。4、生产烧结砖时对页面原料物理性能要求页面物理陛下要求页面硬度系数小于4，粉碎后粒度小于2mm。 塑性指数为7%- 15%，干燥线收缩为3%8%，烧结线收缩变化范围为2%-5%，干燥灵敏度系数要求范围为0%1.5%，烧结温度范围要求为50度。 原料颗粒倾斜符合原料成型后颗粒的最密堆积原理。5 .生产烧结砖时页面对原料化学性能的要求制造页烧结砖要求：砖原料中SiO2的含量为55%70%、Al203的含量为10%20%、Fe2O3的含量为2%10%、GaO含量为15%、MgO含量为3%、SO3含量越小，k、Na等低熔点含量越适量. 特别要注意的是，页岩中石灰质矿物的粒度不足0.51mm时，其含量可达到20%左右，石灰质矿物的粒度超过0.5mm时，其含量不足2%。用页岩原料生产烧结砖时，如果主要成分在制砖的要求含量范围内，生产就会顺利进行，如果某些成分超出原料的要求范围，烧结过程必须相应调整。原料中粒子SiO2含量多，可提高产品耐火度，提高产品烧制温度，干缩小，干敏度低，起瘦剂的作用。 另一方面，SiO2在烧结过程中进行晶型变换，改变体积，因此如果控制不当，会引起晶体缺陷，降低产品的力学强度，特别是抗折强度。 但小粒SiO2易熔融，产品结构均匀致密，原料中SiO2含量超过75%时，不利于产品烧制过程。 含量超过80%时，烧成后产品的体积不仅不收缩，而且膨胀，抗折强度大大降低。 与此相对，原料中的SiO2含量不足50%时，产品的防冻性能差。Al2O3是耐火度高的氧化物，是砖制品不可缺少的成分，给制品以一定的力学强度，原料中Al2O3的含量不足10%时，烧制制品的力学强度低，提高原料中Al2O3的含量，增加制品的力学强度。 但烧结温度也上升，燃料消耗量增大。Fe2O3在砖制品烧制过程中发挥了一些作用：着色剂，可改变制品颜色，窑内为氧化气氛时，铁以高价形式存在，制品呈红色，窑内为还原气氛时，铁以廉价形式存在，制品呈黑色或蓝蓝色还原气氛中， 廉价形式存在的铁是强力助熔剂，可以降低原料耐火度大粒铁氧化物在产品烧制中会出现褐色或黑色斑点。CaO是助熔剂，但不利于产品的烧成，含量过高会使原料的烧成温度范围变窄，与含铁矿物化合，使产品的红色漂白，变成黄色或淡黄色；大颗CaO存在于烧成后的产品中，会产生石灰“爆裂”，影响产品的强度，丧失产品的使用功能因此，原料中的CaO含量越低越好，含量越高破碎至350.5mm以下，烧成时适当提高烧成温度，使CaO与其他成分充分结合，必须达到“死”烧成的目的。MgO有帮助助熔剂的作用，但与SO3结合后。 产生MgSO4，但MgSO4对产品有害，使产品白霜、体积膨胀，破坏其结构，降低强度。Na、k化合物在煅烧过程中主要有助于融合的作用，可以给产品带来强度。我们全面、正确地认识了自己生产中使用的原料后，根据各成分的含量，正确地控制烧成过程，根据SiO2晶型的转化、体积膨胀规律，可以控制烧成的升温速度和冷却的降温速度。 SiO2粒子大，含量高时适当提高烧结温度，SiO2粒子小，含量低时适当降低烧结温度。 根据原料中Al2O3含量的高低，决定产品的烧成温度，为Al2O3与其他成分的结合提供必要且充分的烧成条件。 Al2O3含量高时采用高烧结温度，Al2O3含量低时采用适当的烧结温度，根据GaO含量的多少，制定产品的烧结温度范围。 CaO含量高时，烧成温度范围小，烧成温度的变动范围不要大。 否则，可能会缺少砖块或者砖块燃烧。6、哪一页岩能生产烧结砖？什么样的页岩能生产烧结砖？ 以上分析表明，只有符合物理和化学两个性能要求的原料才能生产合格的烧结砖。页岩的物理性能在塑性指数为7%-15%、干燥线为3%-8%、烧结线为2%-5%、干燥灵敏度系数为0%-1.5%的范围内，烧结温度范围的要求不足50、胶束硬度系数不足4%，就可以满足生产时的物理陛下的要求。页岩化学性能为SiO2的含量55%70%、Al2O3的含量10%20%、Fe2O3的含量2%10%、CaO的含量15%、MgO的含量3%、SO3的含量越小越好，在k、Na等低熔点的含量适量的情况下，可满足对生产时的化学性能的要求因此，满足物理和化学两方面性能要求的页岩可以生产烧结砖。烧结砖几种主要原料的基本知识烧结砖原料有很多种类，现在常用的原料有页岩、硅石、粉煤灰、尾矿、淤泥、粘土等，都是新的壁材烧结原料，加深原料的理解和把握的技术要点，必须从物理性能、化学原理来认识。 粘土作为最原始的烧结原料在历史上发挥着非常大的作用，人们最了解它的特性，但随着社会的发展，它退出了烧结工业的历史舞台。现在谈谈烧结行业的三大原料：煤矸石、煤粉杰、页岩。1、煤矸石是煤矿的工业废弃物，排放量大，一般为煤储量的1520%。 例如每年100万吨煤矿每年排放约1520万吨硅石，这个数量每年能生产8000万块标准砖。 以硅石为原料的砖，除了发热量满足烧结的需要之外，还可以利用其馀热干燥砖坯料和加热锅炉等，大幅节约热原用炭。 重要的是提示我国各地硅石的物理化学性能差异很大。 硅石的种类也很多，例如碳质硅石、泥质硅石、砂岩质硅石，从长年风化的陈硅石和新硅石所有颜色分为白硅、灰硅、黑硅、红硅和绿硅，硬度也不同，有硬度(f)23、硬度(f)45。 发热量也高低不同，每小时200千卡路里，多达10002500千卡路里，粉碎后塑性指数低的达到57，高的达到18左右，自然含水率低的达到45%，高的达到20%。 (硅石)2 .什么是粉煤灰，从粉煤炉烟中收集的灰分叫做粉煤灰。 在火力发电厂等煤粉炉的废料中，堆积这些工业废料需要占地面积，对环境卫生有很大影响，利用粉煤灰粒子小(一般80微米方孔筛的剩馀量不足8% )，制作砖可以减少破碎工序，节省劳力，是制作砖的好原料粉煤灰的化学成分几乎接近砖砌的粘土成分，但氧化铝和氧化镁的含量稍高，其具体成分随原煤种类的不同而发生很大变化。 粉煤灰排放方式不同，一般分为湿排和干排。 湿粉煤灰要脱水处理，水分降低到25%以下再使用。 各地的粉煤灰发热量不同，一般在1000卡路里以下，差的是200300卡路里。 粉煤灰颗粒分为粗、中、细3种，粗灰通过4900孔筛40%以上，中灰通过4900孔筛的量为20%40%，细灰通过4900孔筛的馀量为20%以下。 粉煤灰的粒子越细越多，混合物能配合50%的细灰时，中粒灰只能配合45%左右，配合粗灰时只能配合40%左右。 粉煤灰基本上没有可塑性，一般配合粘土、硅石、硅石等原料制造烧结砖。 配合的粉煤灰混合物，为了提高粉煤灰的配合量，要求尽量提高混合物中粘合剂的可塑性，尽量使粉碎的粒子变细。 其可塑性、粒度和发热量等另有