页岩——基本知识

1、页岩基本知识页岩是粘土岩的一种。页岩成分复杂，除粘土矿物(如高岭石、蒙脱石、水云母、莫来石等)外，还含有许多碎屑矿物(如石英、长石、云母等)和自生矿物（如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等)。页岩具有页状或薄片状层理，用硬物击打易裂成碎片。页岩是由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成的。 1、页岩的类型 常见的页岩有：黑色页岩碳质页岩油页岩硅质页岩铁质页岩钙质页岩。1.1黑色页岩 岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈黑色。外貌与炭质页岩相似，其区别在于不染手。黑色页岩一般形成于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和湖泊的较深水地区。如我国北方白垩系中的黑色页岩中含有丰富的有机质和介形虫、

2、孢粉等微体古生物，是重要的生油岩系。1.2炭质页岩 这种页岩中含有大量呈细分散状均匀分布于岩石中的炭化有机质，黑色、能染手。但灰分30%，一般很难作燃料。常含大量植物化石，是湖泊、沼泽环境下的产物，出现于煤系中，常形成煤层的顶板与底板。1.3油页岩 油页岩是含有一定数量干酪根(10%)的页岩。颜色有浅黄、黄褐、暗棕、棕黑、黑色等。一般来说，含有机质愈多，其颜色也愈深。其特点是比一般的页岩轻，而且有弹性，用小刀刮之，往往可成刨花状的薄片。易燃，并发出沥青味及流出油珠。油页岩属于页岩的范畴，但具有腐泥煤的特征，也有人把它叫做“高灰分的腐泥煤”。油页岩主要是在闭塞海湾或湖沼环境中由低等植物如藻类及浮

3、游生物的遗体死亡后，在隔绝空气的还原条件下形成的，常与生油岩系或含煤岩系共生。1.4硅质页岩 页岩中SiO2平均值约58%，而硅质岩中的SiO2，可达85%以上。在富含高岭石的硅质泥岩、页岩中，常保存有硅藻、海绵和放射虫化石，所以一般认为这种岩石中硅质的来源与生物有关，有的也可能和海底喷发的火山灰有关。故硅质页岩中含有较多的玉髓、蛋白质等。1.5铁质页岩 岩石中含有铁矿物，铁质矿物作为色素使岩石带色，多呈红色或灰绿色。红色铁质泥岩和页岩一般与砂岩共生，构成所谓“红层”，在我国中、新生代地层中分布很广。呈红色主要足由于沉积物在陆相干旱、半干旱气候条件的氧化环境下，被三价铁渲染的结果。1.6钙质页

4、岩 岩石中含有碳酸钙，分布很广。常见于大陆和海陆过渡环境的红色岩系中，浅海和泻湖沉积的钙泥质岩系中也很常见。如我国北方下寒武统馒头组、南方三叠系青龙群中的页岩，大部分为钙质页岩。 大部分页岩是生产烧结砖瓦的比较好的原料，但也有一部分页岩不能用来生产烧结砖。究其原因，就是这一部分原料的物理和化学性能不能满足烧结砖对原料的性能要求。2、页岩的物理性能 页岩的硬度一般为普氏硬度系数1.53，结构比较致密的，其普氏硬度系数可以达到45，有的硬质页岩的硬度更高。 页岩的颗粒组成与它的自然颗粒级和成岩原因有关，颗粒组成变化的波动幅度较大，从而影响页岩的其他性能。 根据形成岩石时沉积情况的不同，页岩的塑性指

5、数范围在523，有的页岩的塑性指数甚至超出了这一范围。故有的页岩实际上是不能作为烧结砖的原料的。页岩原料的干燥敏感性的高低，表现为多种多样的形式。通常用干燥敏感性系数来衡量，它的范围一般在0.4-1.6之间，对于有些塑性非常高的页岩来说，它的干燥敏感性系数可能更高。 页岩的干燥线收缩率，根据其种类不同也有很大的变化，其变化范围在2.5%-10%。3、页岩的化学性能 不同的页岩，其化学成分指标也是不一样的，自然界存在的页岩，其化学成分含量变化也是比较大的。一般隋况下，页岩的SiO2，含量在45%80%之间波动，A12O3量在12%-25%之间波动，Fe2O3含量在2%-10%之间波动，CaO含量

6、在0.2%-12%之间波动，MgO含量在0.1%-5%之间波动。4、生产烧结砖时对页岩原料物理性能的要求生产页岩烧结砖时，对页岩的物理陛能的要求是：页岩的普氏硬度系数小于4，粉碎后粒度小于2mm。塑性指数为7%- 15%，干燥线收缩在3%8%，烧成线收缩的变化范围为2%-5%，干燥敏感性系数要求的范围是0%1.5%，烧成温度范围的要求50度。原料颗粒级配符合原料成型后颗粒最紧密堆积原理。5、生产烧结砖时对页岩原料化学性能的要求 生产页岩烧结砖时，要求制砖原料中SiO2的含量为55%70%，Al203的含量为10%20%，Fe2O3的含量为2%10%，GaO含量15%，MgO含量50，普氏硬度系

7、数小于4，就能满足生产时对其物理陛能的要求。 当页岩石的化学性能符合SiO2的含量为55%70%，从Al2O3的含量为10%20%，Fe2O3的含量为2%10%，CaO的含量15%，MgO含量3%，SO3含量越小越好，K+、Na+等低熔点含量要适量时，就能满足生产时对其化学性能的要求。 所以，同时符合物理和化学两种性能要求的页岩，就可以生产烧结砖。烧结砖的几大主要原料基本知识烧结砖原料有很多种，如现在较常用的原料有：页岩、煤矸石、粉煤灰、尾矿、淤泥、粘土等，均作为新墙材烧结原料，那么要想深层次对原料的了解，掌握的技术重点，都要从它的物理性能、化学原理去认识它。粘土作为一种最原始的烧结原料虽然在

8、历史上起了非常大的作用，人们对它的特性也最为了解，但随着社会的发展必将退出烧结工业的历史舞台。我们谈一下现在烧结行业的三大原料：煤矸石、粉煤杰、页岩。1煤矸石是煤矿的工业废料，排量很大，一般为煤贮量的1520%。例如一个年产100万吨的煤矿，每年排出矸石量约为1520万吨，那么这种数量可供一个年产8000万块标砖使用量。用煤矸石做原料制砖，其发热量除能满足本身烧结的需要外，一般可利用其余热干燥砖坯及加热锅炉使用等，大大节约热原用煤。在这是重点要提示我国各地矸石的物理化学性能差别很大。煤矸石的种类也很多，如碳质矸石，泥质矸石，砂岩质矸石，又有多年风化的陈矸石和新矸石；从颜色上分白矸、灰矸、黑矸、

9、红矸和绿矸，它的硬度也不同，有的硬度（f）23，有的硬度为（f）45。发热量也高低不一，少的每公斤有200多千卡，多的达10002500千卡，粉碎后塑性指数低的57，高的可达18左右，自然含水率低的45%，高的达20%。（煤矸石）2什么叫粉煤灰，从煤粉炉烟气中收集的灰分称为粉煤灰。它是火力电厂等燃煤粉炉排的废料，堆放这些工业废料，需要占地，严重影响环境卫生，粉煤灰颗粒小（一般80微米方孔筛筛余量小于8%），利用它掺和制砖可以减少破碎工序，节省劳力，是制砖的一种好原料。粉煤灰的化学成份，基本上接近制砖的粘土成份，它含的氧化铝和氧化镁的含量略高，它的具体成分随原煤种类有很大关系，变化较大。粉煤灰有

10、不同的排出方式，一般分为湿排和干排两种。湿排的粉煤灰必须经过脱水处理，将水份降低到25%以下，然后才能使用，各地粉煤灰的发热量很不一样，一般在1000千卡公斤以下，较差的只有200300千卡公斤。粉煤灰的颗粒可分为粗、中、细三类，粗灰经4900孔筛余量在40%以上；中灰经4900孔筛余量在20%40%；细灰经4900孔筛余量为20%以下。粉煤灰的颗粒越细越可多掺配使用，如混合料能允许掺配50%的细灰时，改用中粒灰只能掺配45%左右，而改用粗灰时只能掺配40%左右。粉煤灰基本上无塑性，所以一般都要与参合料如粘土、页岩、煤矸石等粘结料掺和使用，才能生产烧结砖。经掺配后的粉煤灰混合料，为了使粉煤灰有较高的掺配量，要求混合料中粘结剂的可塑性尽可能要高一些，粉碎后的颗粒尽可能细一些。除对其可塑性，颗粒度及发热量等另有要求外，其它性能均应符合制砖的各项技术指标要求。（粉煤灰）3页岩是一种沉积岩，含杂质（K2O、NaO、CaO、Fe2O3等）较