煤矸石加工處理及對砂漿性能影響研究.pdf

1、煤矸石是一種固體廢棄物,是在成煤過程中與煤層伴生的含碳量較低,比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。其主要由SiO2、Al2O3組成,還含有Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、MnO、P2O5、SO3和微量稀有元素。隨著煤炭資源的開發(fā)利用,煤矸石排放量不斷增加,大量的煤矸石堆積地表,占用大量的可利用土地。煤矸石經(jīng)過長期的自然因素包括降雨、風(fēng)力作用,對環(huán)境造成不同程度的污染,給人們的生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重威脅。如何減輕煤矸石帶給環(huán)境的壓力

2、,如何使工業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫馁Y源,是國內(nèi)外眾多研究者關(guān)心的問題。
　　研究表明,煤矸石如同粉煤灰,經(jīng)過一定技術(shù)手段處理后,其具有良好的火山灰活性,有很可觀的的應(yīng)用前景。煤矸石可用來發(fā)電、取暖,生產(chǎn)化工用品。在工程領(lǐng)域,煤矸石可用作筑路材料,建筑砌塊,經(jīng)過活化的煤矸石可替代水泥作為無機(jī)膠凝材料應(yīng)用。雖然煤矸石有很多利用途徑,但是總體利用量仍然很小,原因在于不同地區(qū),不同產(chǎn)出層位的煤矸石,矸石結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成差別較大,利用技術(shù)不成

3、熟。長期以來,科技工作者在煤矸石活化方面進(jìn)行了大量研究工作,可以通過熱活化、機(jī)械活化、化學(xué)活化等基本的方式提高其活性。借此,本文通過復(fù)合活化的方式來提高煤矸石的活性,探討提高煤矸石活性的最佳復(fù)合活化途徑。本文主要做了以下研究工作:
　　1.活化處理
　　參考前人研究成果,將取之銅川的煤矸石分別進(jìn)行熱活化,機(jī)械活化以及化學(xué)活化。其中熱活化是利用石灰窯將未自燃的煤矸石在700℃下煅燒,機(jī)械活化是在試驗(yàn)室將已經(jīng)熱活化的煤矸石依次通

4、過顎式破碎機(jī),輥式破碎篩分機(jī)以及球磨機(jī)使其細(xì)化,并進(jìn)行篩分。以生石灰為化學(xué)激發(fā)劑,在煤矸石熱活化和機(jī)械活化后摻入,達(dá)到間接活化煤矸石的目的。
　　2.煤矸石火山灰活性研究
　　將700℃下煅燒的煤矸石細(xì)化到200目以下,按照材料火山灰活性檢驗(yàn)方法,通過煤矸石水泥砂漿28d抗壓強(qiáng)度比驗(yàn)證煤矸石的火山灰活性。同時借助x射線熒光光譜儀對不同矸石進(jìn)行成分分析,分析煤矸石本身的化學(xué)組成對其活性的影響。
　　3.煤矸石復(fù)合活化研究

5、
　　按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),利用復(fù)合活化煤矸石分別進(jìn)行煤矸石水泥膠砂3d、7d、28d抗折、抗壓試驗(yàn),比較不同活化方式對煤矸石活性的影響。
　　試驗(yàn)證明,700℃煅燒的銅川煤矸石具有良好的火山灰活性,矸石組成對其活性有很大影響;正交試驗(yàn)表明,矸石細(xì)度對砂漿強(qiáng)度影響顯著,粒徑為200目的矸石最有利于提高砂漿28d強(qiáng)度,減水劑相對用量增加,砂漿早期強(qiáng)度提高,石灰能夠激發(fā)矸石活性,隨其摻量增加砂漿強(qiáng)度降低。微觀分析看出,活化前后煤矸石