材料化学 课件 15-3 工业固废资源化生态建材

第二章

工业固废资源化生态建材（一）

尾矿资源化生态建材技术目录第1部分工业尾矿现状第3部分尾矿资源化建材技术第2部分尾矿基本特性第4部分典型尾矿资源化建材技术研究目录第1部分工业尾矿现状第3部分尾矿资源化建材技术第2部分尾矿基本特性第4部分典型尾矿资源化建材技术研究典型尾矿第1部分

工业尾矿现状以石英为主的高硅型尾矿，可直接用作建筑材料。以长石、石英为主的富硅型尾矿，可作为生产玻璃的配料。以方解石为主的富钙型尾矿，可用作水泥生产普通硅酸盐水泥。成分复杂型尾矿，可用于生产铸石或陶粒制品。尾矿按主要矿物成分可以分为四类：西安墙体材料研究设计院有限公司硫铁矿尾矿铅锌矿尾矿金矿尾矿钒矿尾矿钼矿尾矿锂矿尾矿硅砂矿尾矿矿山开采过程中，产生的大量废弃物；尾矿堆存破坏生态环境、存在尾矿库溃坝和地质灾害风险等。目录第1部分工业尾矿现状第3部分尾矿资源化建材技术第2部分尾矿基本特性第4部分典型尾矿资源化建材技术研究第2部分尾矿基本特性尾矿在资源特征上与传统建筑材料基本相近。主要矿物成分主要化学成分

石英、长石、石灰石、滑石、白云石、云母、高岭石、石榴石和绿泥石等

硅、铝、钙和镁氧化物，还有少量碱金属、钛、铁、硫氧化物原料名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2SO3桐沟锌尾矿24.8540.7816.745.414.582.482.340.870.490.87金城锌尾矿5.1452.4914.187.686.412.192.531.310.632.47金鼎金尾矿7.8062.086.611.1312.326.010.290.040.060.40铁尾矿0.1425.5913.5117.4129.349.990.400.221.750.65丹凤锑矿13.0961.555.182.7410.244.571.390.130.430.00钒尾矿12.1243.014.333.3516.020.460.520.090.0918.58化学成分（%）尾矿中硅、铝含量较高；部分氧化钙含量较高；三氧化硫含量较高。尾矿基本性能原料名称石英伊利石钾长石钠长石微纹长石绿泥石方解石云母黑云母白云石黑钙铁矿二水石膏未检出桐沟锌尾矿45.0

16.63.226.9

金城锌尾矿50.1

9.7

13.46.020.8

金鼎金尾矿52.3

7.2

40.5

铁尾矿58.7

7.1

9.517.1

7.8

丹凤锑矿42.7

11.3

5.4

40.6

钒尾矿28.316.90.7

42.84.6

1.75矿物组成（%）尾矿中石英含量为主；其次是方解石、绿泥石；部分含有伊利石、长石和云母。尾矿基本性能硅、铝含量较高，适合于制备硅酸盐制品；三氧化硫含量较低。原料名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2SO3蓬莱河西金矿尾砂7.3262.0214.453.114.291.413.752.040.440.44蓬莱黑岚沟金矿尾砂3.2868.6413.293.404.911.623.392.310.430.28招远福泰公司金矿尾砂4.4169.8512.702.904.470.983.292.580.300.30招远玲珑金矿尾砂①3.0672.2111.563.453.881.173.642.960.330.27招远玲珑金矿尾砂②1.5974.8612.303.182.760.654.083.260.290.28化学成分（%）金矿尾矿基本性能目录第1部分工业尾矿现状第3部分尾矿资源化建材技术第2部分尾矿基本特性第4部分典型尾矿资源化建材技术研究第3部分

尾矿资源化建材技术3.1烧结型尾矿建材尾矿轻骨料（油田用压裂支撑剂）主要是利用一些可膨胀性黏土质尾矿，如煤矸石、淘洗泥浆淤泥等，来生产陶粒、陶砂等混凝土用多孔骨料。轻骨料有圆球型、普通型和碎石型三类圆球型和普通型是通过将尾矿经造粒或破碎后，利用烧胀原理焙烧而成的；碎石型可由多孔岩石型尾矿直接筛选获得。生产工艺：3.1烧结型尾矿建材尾矿烧结砖瓦种类：烧结普通砖、烧结多孔砖、陶瓷透水砖等生产工艺：原料采掘、原料预处理、配料、成型、干燥、焙烧等工业化生产工艺流程图3.1烧结型尾矿建材尾矿节能保温墙体板材开发了保温隔热墙体板材材料及配方产品开发与设计：产品长3m、宽1.5m、厚0.12-0.30m最佳烧成温度1100~1150℃保温隔热墙体板材工艺技术项目产品尺寸mm*mm*mm体积密度Kg/m3导热系数W/m.K抗压强度MPa吸水率/%强度损失率/%指标值3000*1500*120400~5000.06-0.108~112.40.73.2水合型尾矿建材无水或贫水的尾矿矿物，在含水（包括蒸汽）的环境中发生水化反应，并生成在使用条件下化学性质稳定、具有一定机械强度的含水矿物结合体的过程称为水化合成。由此所制得的建材产品称为水化合成尾矿建材。种类：蒸压加气混凝土砌块/板材、砌墙砖、铺地砖、护坡砖、路牙石等建材产品工艺流程：3.3胶结型尾矿建材尾矿混凝土及构件、彩色尾矿混凝土装饰板、尾矿真石漆、尾矿凝石定义：指在常温或不高于100℃条件下，通过胶凝材料将尾矿颗粒结合成整体，而满足使用条件的建筑用材料或制品；分类：尾矿混凝土及混凝土构件、尾矿高性能混凝土、尾矿混凝土空心砌块等。尾矿混凝土定义：将尾矿石破碎筛选，粗细骨料作为人工砂石作为配制混凝土的骨料，磨细矿粉作为配制混凝土的掺合料；尾矿混凝土构件分类：以采矿废石和选矿尾矿作骨料的混凝土梁、楼板、柱、桩、墙板等建筑结构构件。尾矿砂3.4熔制型尾矿建材尾矿平板玻璃利用途径：由于尾矿成分的复杂性，除少量非常纯净的尾矿可用作窗玻璃外，绝大多数的尾矿玻璃，因其染色或低透明度，多用于隔断、装饰贴面和建筑功能材料方面。处理方法：对尾矿玻璃原板进行微晶化处理、釉固化处理、钢化处理、表面处理和夹层处理等的后处理与深加工方式，制作成具有特殊性能的建筑功能玻璃和建筑装饰玻璃。内墙装饰用U型玻璃3尾矿资源化技术产业应用3.4熔制型尾矿建材尾矿微晶玻璃定义：微晶玻璃是一种由基础玻璃控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。分类：金属尾矿微晶玻璃、石棉尾矿微晶玻璃、高岭土尾砂微晶玻璃等。尾矿微晶玻璃目录第1部分工业尾矿现状第3部分尾矿资源化建材技术第2部分尾矿基本特性第4部分典型尾矿资源化建材技术研究硫铁矿尾矿的XRD图原料名称烧失量SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3TiO2K2ONa2O硫铁矿尾矿14.2441.911.4434.891.130.451.234.260.210.13化学成份（%）硫铁矿尾矿基本性能SiO2含量略低，Al2O3含量较高；硫铁矿尾矿主要由粘土矿物高岭石组成，其次由少量的氧化物锐钛矿及部分硫酸盐矿物石膏和石灰组成。矿物成份（%）第4部分典型尾矿资源化建材技术研究4.1硫铁矿尾矿资源化建材技术原料类别

普氏成型水分（%）可

塑

性临

界含水率

（%）干

燥敏感性系

数干燥线收缩率（%）液限（%）塑限（%）塑性指数硫铁矿尾矿16.4621.5314.137.4010.020.643.32原料的物理性能（%）原料放射性核素限量硫铁矿尾矿基本性能测定项目标准值检测值内照射指数IRa≤1.0

1.0外照射指数Iγ≤1.01.1测定项目CRaCThCk放射性比活度CBq·kg-1105.69212.4983.30本次试验测量不确定度＜20%。硫铁矿塑性指数不高，属于中等敏感性原料，适合制备烧结制品；干燥敏感性系数小于1，干燥线收缩略大于3%；放射性核素限量外照射指数略大于1。4.1硫铁矿尾矿资源化建材技术混合料配比与塑性指数原料名称配比A配比B配比C配比D硫铁矿尾矿100807060页岩/203040配合比设计表（%）测试项目普氏成型水分（%）可

塑

性液限塑限塑性指数配比A18.9924.8615.499.37配比B16.9022.6812.3610.32配比C16.3522.9612.5410.42配比D16.9323.9413.3910.55不同配比混合料的可塑性测试项目ABCD临界含水率（%）10.629.489.109.02干燥敏感性系数0.770.780.800.87干燥线收缩率（%）3.843.623.694.10不同配合比混合料的干燥性能试件干燥性能曲线四组配比的试件均可采用快速干燥方式；随着硫铁矿尾矿的掺加量递减，普氏成型水分下降，塑性指数上升。硫铁矿尾矿制烧结砖实验研究4.1硫铁矿尾矿资源化建材技术硫铁矿尾矿制烧结砖实验研究小型试件抗压强度随着页岩配料掺量加大，抗压强度线性降低；所有配比的强度均满足产品标准要求；石灰爆裂、吸水率、抗风化性能指标均满足标准要求值；四组配比的小试样品均出现泛霜现象，但依旧处于标准要求的范围内。测试项目石灰爆裂泛霜抗风化性能抗压强度平均值

（MPa）

吸水率（%）合格品≤20A无轻微合格22.49B无轻微合格20.310C无轻微合格18.212D无轻微合格16.413小试样品的材料性能测试结果小试样品4.1硫铁矿尾矿资源化建材技术化学成分（%）原料名称烧失量SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3TiO2K2ONa2O铅锌尾矿2.5482.251.787.101.051.540.660.361.850.58铅锌尾矿基本性能4.2铅锌尾矿资源化建材技术4.典型尾矿资源化建材技术研究铅锌尾矿制烧结砖实验研究测试项目

铅锌尾矿∶粘土普氏成型水分（%）可

塑

性临

界含水率（%）干

燥敏感性系

数干燥线收缩率（%）液限（%）塑限（%）塑性指数配比一55%：45%18.3122.8215.667.1612.340.482.80配比二60%：40%19.3422.9915.997.0012.800.502.87混合料的物理性能两组配比下混合料的塑性指数均大于7，属中等塑性原料，干燥敏感性系数均小于1，属低敏感性原料，因此这两组配比下的混合料物理性能符合制造烧结砖要求。4.2铅锌尾矿资源化建材技术铅锌尾矿制烧结砖实验研究温度、

吸水率、收缩率曲线铅锌尾矿掺加量为50%时，其强度等级为MU10，其耐久性能、石灰爆裂、泛霜达到GB13544—2000《烧结多孔砖》标准一等品的要求。项目抗压强度（MPa）吸水率（％）冻融试验石灰爆裂泛霜平均值标准值变异系数配比一检测值12.7112.310.0220.14合格合格合格配比二检测值8.807.650.0720.65合格合格合格成品检测结论半工业性产品配比一的强度等级符合GB13544—2000《烧结多孔砖》MU10的要求，配比二的强度等级不能满足MU10的要求。半工业性配比一、配比二的成品符合GB13544—2000《烧结多孔砖》耐久性能、石灰爆裂、泛霜标准的一等品要求。铅锌尾矿烧结多孔砖产品测试结果4.2铅锌尾矿资源化建材技术27化学成分（%）矿物组成（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3TiO2烧失量石英长石二水石膏75.162.511.850.920.011.640.030.500.3413.9384.1%10.6%5.2%差热分析：第一阶段

室温～200℃，水分脱出；第二阶段

500～700℃，碳的放热失重，失重9.80%

；第三阶段

1000～1200℃，失重3.74%4.3钒尾矿资源化建材技术抗压强度（Mpa）透水系数(cm/s)容重（kg/m3）吸水率/%12-240.5-2.71722-191222-31100%钒矿尾渣，成型压力25Mpa，制品厚度20-30mm,制品透水率1.8-2.3kg/m3

。2.98%钒矿尾渣与2%调理剂1，成型压力25Mpa、制品厚度20-30mm,制品抗压强度18-25Mpa。原料名称石英钾长石斜长石软水铝石云母绿柱石锂矿尾砂43.613.827.51.113.20.8原料名称SiO2K2ONa2OSO3含水率夹杂物（树皮、草根等）细度（80μm筛余量）锂矿尾砂77.106.570.1012.81无56.15单项结论一等品不合格一等品不合格合格不合格锂矿尾矿基本性能矿物成分（%）化学成分（%）4.4锂矿尾矿资源化建材技术原料名称内照射指数外照射指数锂矿尾砂0.20.3放射性指数SiO2含量符合JC/T622-2009《硅酸盐建筑制品用砂》一等品标准值要求；K2O+Na2O含量超出标准要求值；细度超出JC/T409-2016《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》标准要求值；放射性满足《建筑材料放射性核素限量-GB6566-2010》标准要求，达到绿色建材标准要求。锂矿尾砂制蒸压制品实验研究蒸压加气混凝土制品配合比计配合比设计干密度水固比锂矿尾砂生石灰水泥石膏铝粉配比一B050.6570%17%10%3%外掺0.06%配比二B050.5569%10%18%3%外掺0.06%配比三B060.665%15%16%4%外掺0.06%静停蒸压养护完成样品配合比强度级别干密度（kg/m3）立方体抗压强度（MPa）标准要求值测试值单项结论标准要求值检测值单项结论配比一B05合格品≤525508合格≥2.52.0不合格配比二521合格3.0合格配比三B06合格品≤625588合格≥3.53.5合格蒸压加气混凝土制品小型模拟试验样品性能测试依据标准：GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》配比一配比二配比三4.4锂矿尾矿资源化建材技术第二章

工业固废资源化生态建材（二）

煤矸石高值化利用生态建材技术目录第1部分煤矸石现状第2部分煤矸石基本特性第3部分煤矸石资源化利用技术目录第1部分煤矸石分类第2部分煤矸石基本特性第3部分煤矸石资源化利用技术根据矸石的颗粒大小分：粗粒矸石(＞25mm)、中粒矸石(25~1mm)和细粒矸石(＜1mm)。根据发热量高低分：低发热量矸石(＜2092kJ/kg)、中发热量矸石(2092~8338kJ/kg)、高发热量矸石(＞8338kJ/kg)。低发热量矸石作一般建材原料，中发热量以上矸石作沸腾炉的燃料。根据熔融特性(灰熔点或软化区范围)为：难熔矸石(1400~1450℃)、中熔矸石(1250~1450℃)和低熔矸石(＜1250℃)。难熔矸石可作耐火材料原料。根据膨胀性(线膨胀系数)为：微膨胀矸石(＜0.2％)、中等膨胀矸石(0.2~1.6％)和激烈膨胀矸石(＞1.6％)。有膨胀性的矸石可烧制轻骨料。根据矸石的可塑性为：低可塑性矸石(＜1)、中等可塑性矸石(7~15)和高可塑性矸石(＞15)。后两种适合制矸石砖。1.1以煤矸石特性分类第1部分煤矸石分类泥质页岩煤矸石：常见的有深灰色，在大气中经日晒雨淋后易风化，易崩解，加工时容易粉碎；炭质页岩煤矸石：呈黑色和黒灰色，大气中风化比较快，易粉碎；砂质页岩煤矸石：呈深灰色和灰白色，含泥质、炭质石灰粉砂岩，其结构较泥质页岩没发生和灰质页岩煤矸石粗糙而坚硬，在大气中风化较慢，加工时难以分解；砂岩煤矸石：呈黑色或深灰色，含沙质、泥质石灰粉砂岩，结构粗糙，呈块状椭圆形，在大气中基本不风化，难以粉碎；石灰岩煤矸石：灰色、结构粗糙坚硬，较砂岩煤矸石性脆，在大气中不易风化，难以粉碎。1.2以煤矸石组成特点分类根据煤矸石中Al2O3含量的不同可以分为低铝矸石(20％±5％)、中铝矸石(30%±5％)和高铝矸石(40%±5％)。按Fe2O3含量不同可把矸石分为五类：低铁矸石（＜1.5%)、少铁矸石（1.5%~5.0％）、中铁矸石（5.0％~12％）、次高铁矸石（12％~18％）、高铁矸石（＞18%）。按有机质碳含量可分为四类：低碳矸石（碳含量＜4%）、少碳矸石（4%~6%）、中碳矸石（6%~20%）、高碳矸石（＞20%）。

根据硫含量可将煤矸石分为四类：低硫(＜0.5%)、少硫(0.5%~3.0%)、中硫(3.0%~6.0%)、高硫(＞6.0%)矸石。按化学成分分类按岩石特性分类按元素分析特点分类

全岩掘进矸石：煤矿井下掘进巷道时产生的矸石。其岩种大多数是砂岩、砾岩、砂砾岩、页岩、砂质页岩等。岩石硬度较大，无热值，粒度为0~300mm。

半煤岩掘进矸石：掘进巷道工作面的岩种。除了有砂岩、页岩等外还有部分碳质页岩和少量的煤炭、泥质页岩。此种煤矸石具有可燃物，其热值为1256~5023kJ/kg不等，硬度较小，粒度在0~300mm左右。露天煤矿剥离矸石：在露天煤矿的采掘过程中，用电铲所排出的煤矸石。该岩石种类以页岩、砂岩、碳质页岩为主，另外，还夹杂少量的煤炭，粒度在0~1000mm左右。手选矸石：矿井所采出的毛煤，经提升设备运送至选煤厂后，通过预先筛分，用人工检除筛上物中的煤矸石，叫手选矸石。其主要的岩种为砂岩、砂砾岩、页岩及碳质岩等。粒度一般在80~200mm左右。洗选矸石：为了尽量除掉原煤中的灰分、硫等有害杂质，一般均采用洗选加工，通过洗选所排出的混合物，称为洗选矸石。该矸石以碳质页岩为主，其中还有页岩、砂岩等，热值为1256~4604kJ/kg。浮选矸石：经洗选后的煤泥水，再通过浮游选煤处理，所排出的尾矿水，经过沉淀后，所得到的泥状矿物，粒度一般小于10mm，热值在1256~4604kJ/kg之间。1.3以煤矸石排出地点分类目录第1部分煤矸石分类第2部分煤矸石基本特性第3部分煤矸石资源化利用技术化学组成分析第2部分煤矸石基本特性煤

矸

石产地化学成分岩石类型SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO开滦唐山矿风井洗矸51.9321.836.433.532.24SiO2含量40%~

70%，Al2O3含量15％~30％。属黏土岩矸石峰峰码头选煤厂洗矸52.2630.095.082.580.62鸡西滴到选煤厂洗矸54.6723.283.970.321.06阜新海州选煤厂洗矸61.1317.7110.325.024.38淄博洪山矿矸石山57.8718.906.714.178.27徐州大黄山矿矸石山65.8121.395.641.340.83淮南望峰岗选煤厂洗矸61.2929.754.350.760.63萍乡高坑矸石山65.4221.873.950.701.60平顶山-矿主井矸石山63.3425.564.761.070.49甘肃山丹煤矿三槽底板89.201.541.597.230.01SiO2＞70％，属砂岩矸石湖南涟邵金竹山一平峒90.450.362.590.140.00内蒙海勃湾红旗矿山一号50.4244.171.880.710.51Al2O3＞40％，属铝质岩矸石山东兖州北宿矿18层底板51.0340.682.820.811.29南票矿务局选煤厂选矸49.1440.681.930.720.13兖州唐村矿16层底板1.691.132.6086.091.78GaO＞30％，属钙质岩矸石云南小龙潭矿矸石14.282.984.9868.601.402.1基本性能矿物组成分析矿物种类矿物名称化学式说明硅酸盐类矿物石英SiO2砾石主要矿物长石类：正长石KAlSiO3闪石类：普通角闪石(Ca、Na)2(Mg、Fe2+、Al、Fe3+)5[(Al、Si)2O11]2(OH)2辉石类：普通辉石Ca(Mg、Fe、Al)[(Si、Al)2O6]黏土矿物高岭土类：高岭石Al4(Si4O10)(OH)2黏土岩主要矿物膨润土类：蒙脱石(Al、Mg3)(Si4O10)(OH)2·nH2O水云母类：伊利石(K、Al2)(AlSi3O10)(OH)2·2H2O碳酸盐矿物方解石CaCO3石灰石主要矿物白云石(Ca、Mg)(CO3)2菱铁矿FeCO3硫化物黄铁矿FeS2

白铁矿FeS2铝土矿一水硬铝矿Al2O3·H2O铝质岩主要矿物一水铝矿AlO(OH)三水铝矿Al(OH)3其他矿物石膏CaSO4·2H2O

磷灰石Ca5(PO4)3(F、Cl)金红石TiO22.1基本性能2.2显微结构分析石英晶体形貌及其对应的能谱高岭石晶体形貌及其对应的能谱

伊利石晶体形貌、

黄铁矿晶体形貌

目录第1部分煤矸石分类第2部分煤矸石基本特性第3部分煤矸石资源化利用技术煤矸石颗粒具有棱角和粗糙表面，碾压后可以互锁嵌挤，适用于制备公路和铁路路基材料。3.1煤矸石骨料筛分技术煤矸石破碎筛分工艺流程铁路填料依七高速第3部分

煤矸石资源化利用技术我国年生产煤矸石砖约130亿块，生产厂家超过1000个。最适宜制备烧结砖/砌块的煤矸石是粘土岩矸石，其次是粉砂岩矸石。主要产品有烧结保温砖/砌块、清水墙砖、烧结透水砖等。3.2煤矸石烧结制品全煤矸石烧结砖/砌块应用范围：用于装配式建筑承重墙体及外保温围护结构。原

材

料：页岩+煤矸石。3.2煤矸石烧结制品节能烧结自保温砌块砌块类别尺寸（mm*mm*mm）孔洞率传热系数[W/(m2∙K)]抗压强度严寒地区（29排孔）365*248*24954%0.384MU10.0夏热冬冷（9排孔）240*240*19046%0.896MU5.0夏热冬暖（5排孔）180*240*9029%1.352MU3.5导热系数0.10W/m.K左右抗压强度10MPa以上表面极致平滑，灰缝厚度2mm左右导热系数0.07W/m.K左右抗压强度5-10MPa内部填充珍珠岩、岩棉等保温材料表面极致平滑，灰缝厚度2mm左右3.2煤矸石烧结制品节能烧结复合保温砌块煤矸石墙板以煤矸石为主要原料，添加外加剂高温烧制而成，具有绿色环保、无辐射、色泽温和、不会带来光污染等特点，颜色丰富有利于城市的美化和建筑的生活化。3.2煤矸石烧结制品烧结墙板法国研究开发的“卡罗”（Caroo）条板（主要用于隔墙，非承重），其厚度为100mm左右。法国Guiron-Toulouse公司生产的条板：宽度为600-700mm，高度为2600-3600m，厚度为300mm。西安墙材院在1978-1980年用挤出法试制出长1800mm，宽600mm，厚120mm空心条板。3.2煤矸石烧结制品烧结墙板长度L宽度B厚度H按需定制，一般在3000mm左右300mm、600mm120mm、240mm、300mm、370mm装配式烧结墙板主要规格尺寸复合保温墙板烧结墙板陶土页岩煤矸石计量计量计量原料处理陈化处理真空挤出成型自动上架系统辊棒式窑车穿流式码垛静停自然干燥预干室干燥干燥窑干燥焙烧窑焙烧天然气热工系统烟气处理系统自动下架系统自动分选系统切割打包系统成品堆场不合格品堆场销售手动切割分选余热利用烟气排放煤矸石墙板生产工艺流程3.2煤矸石烧结制品陶粒是采用回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形，表面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高的特点。又称为人造轻集料。全煤矸石陶粒仅以煤矸石为主要原料；部分煤矸石轻质陶粒主要以煤矸石、城市污泥（或粘土）为主要原料。3.3煤矸石陶粒及制品陶粒轻粗集料种类密度等级筒压强度/MPa强度标号人造轻集料6004.0257005.0308006.0359006.540高强轻粗集料的筒压强度与强度标号陶粒符合烧胀要求的煤矸石破碎预热烧胀冷却分级入库粉磨成球工艺流程：煤矸石干燥预热烧成冷却分级入库污泥干燥干燥破碎、粉磨破碎、粉磨成球混料直接烧胀工艺流程：3.3煤矸石陶粒及制品粉磨成球工艺原料制备成型制粒烧成冷却成品处理烟气处理原料预处理计量配料粉磨储存计量给料预加水搅拌成球盘成球输送入窑烧成冷却成品分级成品包装燃料制备烟气脱硫脱销烟囱排放除尘冷烟室沉降陶粒3.3煤矸石陶粒及制品3.3煤矸石陶粒及制品轻骨料混凝土砌块吸声制品的原材料生产吸音砖以及高速公路的声屏障轻骨料混凝土外墙挂板钢筋混凝土轻质陶粒隔墙板陶粒板材房屋陶粒混凝土楼梯部品轻骨料混凝土墙板陶粒制品及应用陶粒制品及应用3.3煤矸石陶粒及制品轻骨料混凝土砌块应用高层建筑：武汉世贸锦绣长江桥梁工程：上海卢浦大桥、南京长江大桥结构轻骨料混凝土上海世博会中国馆屋面保温声屏障彩色陶粒吸声混凝土板微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。具有热膨胀系数小、耐高温、耐磨和高强度等特性，是一种优良的高档建筑装饰材料。3.4煤矸石制备微晶玻璃采用“连续对辊压延整体晶化法”工艺生产微晶玻璃。3.4煤矸石制备微晶玻璃微晶玻璃生产工艺流程图3.5煤矸石煅烧高岭土煅烧高岭土理化性能要求项目造纸行业陶瓷橡胶涂料SiO2≤54—≤55≤55Al2O3≥42≥42≥42≥42Fe2O3≤1.0≤0.8——TiO2—≤.1.5——白度%≥88—≥75≥86PH≥5.0—5.0~8.05.0-8.0外观白色，无可见杂质，色泽均匀白色、块状或粉状、白色，无可见杂质，色泽均匀白色，无可见杂质，色泽均匀高岭土特性：白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和较高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。用途

1）涂料油漆2）橡胶制造3）陶瓷制造4）玻璃制品5）塑料6）造纸7）耐火材料8）制药、农业、石化等行业9）化妆品煤矸石煅烧高岭土3.5煤矸石煅烧高岭土3.6煤矸石煅烧合成焦宝石、莫来石焦宝石体积稳定、强度大及吸水率小，烧结程度好的焦宝石吸水率小于5%，体积密度大于2.55t/m3。制造高级耐火材料、耐火砖、各种陶瓷、精密铸造砂、陶瓷纤维、硅酸铝耐火纤维、耐火炉料、坩埚、窑具、匣钵、不定型耐火材料等的主要原料。广泛用于冶金、铸造、化工、陶瓷、电力、机械、石油等行业焦宝石莫来石是一种优质耐火材料，耐高温、强度高导热系数小。。用于耐火材料、陶瓷、冶金、铸造、电子等行业，下游产品包括石油裂解炉、冶金热风炉、陶瓷辊道窑、隧道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚窑及各种电炉的内衬。莫来石第二章

工业固废资源化生态建材（三）

其他工业固废资源化利用技术目录第1部分其他工业固废第2部分其他工业固废资源化利用技术第3部分结束语目录第1部分其他工业固废第2部分其他工业固废资源化利用技术第3部分结束语第1部分其它工业固废粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。脱硫石膏：是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO4.2H2O，含量≥93%。花岗岩废料：指石材加工过程中切锯、光产生的粒径小于0.16mm的细微颗粒。冶炼废渣：一般指的是工业生产过程中产生的不具有危险特性的固废，包括采矿废石、燃料废渣、冶炼及化工过程废渣等。粉煤灰冶炼废渣脱硫石膏花岗岩废料目录第1部分其他工业固废第2部分其他工业固废资源化利用技术第3部分结束语2.1粉煤灰资源化利用技术我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等。粉煤灰化学组成成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2O烧失量范围1.30~65.761.59~40.121.50~6.221.44~16.801.20~3.721.0~6.01.10~4.231.02~2.141.63~29.97我国电厂粉煤灰化学组成%粉煤灰矿物组成矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、氧化铁、氧化镁、生石灰及无水石膏等，非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿，其中玻璃体含量占50%以上。烧结砖、砌块玻化微珠蒸压砖、砌块粉体材料陶粒第2部分其它工业资源化利用技术2.1粉煤灰资源化利用技术粉煤灰代替粘土原料生产水泥，由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰加入适量石膏磨细制成的水硬胶凝材料，水泥工业采用粉煤灰配料可利用其中的未燃尽炭:粉煤灰生产低温合成水泥，生产原理是将配合料先蒸汽养护生成水化物，然后经脱水和低温固相反应形成水泥矿物:粉煤灰制作无熟料水泥，包括石灰粉煤灰水泥和纯粉煤灰水泥；粉煤灰作砂浆或混凝土的掺和料，在混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥或细骨料。在水泥工业和混凝土工程中的应用2.1粉煤灰资源化利用技术蒸压粉煤灰砖：以电厂粉煤灰和生石灰或其他碱性激发剂为主要原料，也可掺入适量的石膏，并加入一定量的煤渣或水淬矿渣等骨料，经过加工、搅拌、消化、轮碾、压制成型、常压或高压蒸汽养护制成；烧结粉煤灰砖：以粉煤灰及其他工业废料为原料，经原料加工、搅拌、成型、干燥、培烧制成；蒸压泡沫粉煤灰保温砖：以粉煤灰为主要原料，加入一定量的石灰和泡沫剂，经过配料、搅拌、烧注成型和蒸压而成的一种新型保温砖；粉煤灰硅酸盐砌块：以粉煤灰、石灰、石膏为胶凝材料，煤渣、高炉矿渣等为骨料加水搅挫、振动成型、蒸汽养护而成的墙体材料;粉煤灰加气混凝土制品：以粉煤灰为原料，适量加入生石灰、水泥、石膏及铝粉，加水搅拌呈浆，注入模具蒸养而成;粉煤灰陶粒：以粉煤灰为主要原料，掺入少量粘结剂和固体燃料，经混合、成球、高温培烧制成;粉煤灰轻质耐热保温砖：是用粉煤灰、烧石、软质土及木屑进行配料而成。在建筑制品中的应用2.2脱硫石膏资源化技术脱硫石膏颗粒特征和物理状态与天然石膏相比有较大的差异。脱硫石膏含有10%～25%附着水，呈湿粉状。正常脱硫石膏的外观颜色近乎白色，随杂质含量变化呈黄白色或灰褐色。脱硫石膏较天然石膏细，粒径一般不超过92um,且80%以上的粒径在30um～60um之间，级配不如天然石膏磨细后的石膏粉。脱硫石膏经过磨细后粗颗粒多为杂质，细颗粒多为石膏，而脱硫石膏粗颗粒多为石膏，细颗粒多为杂质。基于以上原因，脱硫石膏虽细，但其比表面积却不如天然石膏物理性质化学性质在化学成分上，脱硫石膏与天然石膏的主要成分均为二水硫酸钙。脱硫石膏中二水硫酸钙含量达90%以上，高于天然石膏中二水硫酸钙的含量。脱硫石膏游离水含量一般在10%～25%左右，还含有飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙以及钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。脱硫石膏在使用过程中必须严格控制可溶性盐浓度，如钾、钠、氯离子及氧化镁等物质的含量。石膏砌块(条板)生产流程脱硫石膏建筑石膏粉刷石膏石膏砌块/板材石膏腻子水泥缓凝剂气凝胶-石膏基保温板高强石膏2.2脱硫石膏资源化技术

对不同工艺参数下的脱硫石膏制备高强α半水石膏进行研究，高强α石膏抗压强度最高可达到47.11MPa。脱硫石膏制备高强石膏蒸压法制备高强半水石膏工艺流程成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3TiO2烧失量脱硫石膏1.680.950.6428.520.10.050.1335.360.0510.26天然石膏1.61.232.51.341.3石膏化学成分(%)2.2脱硫石膏资源化技术花岗岩废料主要为硅酸盐矿物，由石英、长石、角闪石、辉石和云母等组成。2.3花岗岩废料资源化技术制备混凝土通过研究发现分别用0%、10%、25%、40%、55%、70%花岗岩废料取代河沙，测试混凝土的抗压、抗弯强度，耐磨性，抗渗性、吸水率等性能，