專利名稱：：煤矸石燒結多孔裝飾磚及其制造方法
技術領域：
：本發明屬于資源環境領域、建筑裝飾材料領域，更具體地說，是一種全部以煤矸石礦業廢渣為原料來制造燒結多孔裝飾磚的方法及產品。
背景技術：
：中國是煤炭大國，每年產生的煤矸石超過2億口屯，煤圩石堆積如山，占用大量土地并嚴重影響環境，對其大宗資源化利用勢在必行。隨著中國城巿化進程的加快，對建材需求顯著增加，國務院為保護耕地，將逐步取締粘土制磚，為以煤矸石為原料開發新型建材創造了良好的條件。建筑多樣化是世界各國的共同追求，在國際建筑潮流影響下，國內發達的沿海城市已開始從國外購買燒結多孔裝飾磚建筑樣板住宅及別墅群，實現個性化居住的需求，提高居住品質，在追求城巿格調的豐富多彩，避免呆板、單一方面，燒結多孔裝飾磚的釆用起到了積極的作用。已公開的制造粉煤灰磚的方法如CN1313409C號專利，是以55~70%的粉煤灰為基料，加入礦渣、石膏、石灰填料和交聯劑，該方法中的混合物料需破碎至0.10.8mm的粒度；CN1850467A號專利申請，是一種建筑墻體材料的制作方法先將Na2HP04、NaHC03按l:l拌勻，加水制成溶液，再將溶液與粉煤灰按1:3~4的質量比拌勻加入模具中加壓并養護制成；CN1266072C號專利公開了一種高摻量粉煤灰磚的制造方法，混合料由40~70%質量的粉煤灰或爐灰、10~25%的生石灰與20~35%的骨料組成。上述專利原料除粉煤灰外都需加入30%以上的各種填料或添加劑，增加了原料成本又不利于節能環保；這類磚的最大缺陷是由于強度、抗風蝕、耐凍融等指標性能的制約，只能用作墻體填充材料，而不能作建筑裝飾磚或外墻磚使用。
發明內容本發明的目的是提供一種利用煤矸石生產燒結多孔裝飾磚的制造方法及該方法制作的產品。燒結多孔裝飾磚的突出特點是體現了一種純樸的自然美，它通過添加著色劑、優化焙燒制度和配料礦物組成來控制燒成顏色，制品外觀美麗，能體現建筑物個性化差異，且砌筑外墻無需另貼飾面，可大大減少建筑工程造價，對美化人居環境起到重要作用。本發明產品能替代進口裝飾磚，降低高檔住宅的建筑成本，將推動國內裝飾磚的應用，必將成為國內建筑墻體材料的重要發展方向之一。本發明的主要技術方案是通過摻配低熱值或高熱值的煤矸石，調節混合料的發熱量，經粉碎、添加著色劑、攪拌、陳化、增塑、擠出成型、干燥和焙燒等步驟制得燒結多孔裝飾磚。本發明是以煤矸石為原料摻加水及適量著色劑，原料發熱量控制在350kcal/kg以上、含水率控制在12~18%。本發明的具體制作方法，其過程包括以下步驟(1)配料根據煤矸石的發熱量，摻配低熱值或高熱值的煤矸石，使混合料發熱量穩定在350kcal/kg以上；(2)粉碎并著色將步驟(l)物料通過粉碎機粉碎后，使其粒度全部在2mm以下，添加著色劑并攪拌；(3)陳化將步驟(2)的物料噴灑適量的水，使其濕化，輸入陳化倉內，在室溫下陳化2-3天；(4)增塑將步驟(3)陳化后的物料通過攪拌、碾練等工藝，加入煤矸石配料質量10-18%的水，充分攪拌均化，以提高原料的可塑性和均化程度；(5)成型將步驟(4)破碎的物料通過真空擠泥機擠壓成型或半干壓壓制成型，制成磚坯；(6)干燥將步驟(5)制得的磚坯通過人工或自動碼坯至窯車上，置于干燥窯內，利用焙燒窯的余熱進行干燥，于50-135。C下干燥48-72小時；(7)焙燒干燥后的磚坯置于焙燒窯內于1501050。C焙燒212小時，煤矸石內含的可燃碳在150-700。C預熱區、700-1050。C焙燒區和1050士40。C保溫區陸續完全燃燒，在釋放能量的同時，完成其自身的焙燒和玻璃質化燒結。本發明所釆用的原料全部為礦業廢渣煤矸石，掘進矸、洗矸及自燃矸石中的一種或其混合物，發熱量通常控制在350-500kcal/kg,粉碎后粒度全部在2mm以下，其中粒度0.3mm以下的》70°/。，釆用超內燃焙燒方式燒成。本發明所釆用的著色劑為鐵紅、鐵黃、金紅石、鉻綠、褐錳礦、黑錳礦它們中的一種或其混合物，為工業色料或低品位礦石，取料方便，價格低廉，添加量為物料質量的2-12%。在擠壓成型時，可塑性指數》7，半干壓壓制成型時含水率5-10%。本發明可選用輪窯焙燒，焙燒時間為26小時，如釆用隧道窯焙燒，時間為312小時。用輪窯焙燒，一般夏季為24小時，其它季節36小時；用隧道窯焙燒，夏季為36小時，其它季節612小時。按本發明的方法可制得各種顏色的燒結多孔裝飾磚。本發明的主要優點是所制得的裝飾磚整體著色，一次燒制成型，產品外觀美麗、強度高、耐凍融、抗風蝕、保溫隔熱性能好；釆用的原料礦業廢渣煤矸石及添加的著色劑，原料易得，生產成本低，以煤矸石替代粘土，節省土地，對保護國土資源極為有利；另外煤幵石內含一定量的可燃碳，無需添加燃料，節約能源。本發明不僅具有巨大的經濟效益，而且在節地、節能、利廢和環境保護等方面具有顯著的社會效益，符合國家產業政策。具體實施方式下面通過實施例進一步闡述本發明的特點。實施例l:本實例以朝陽北票地區煤矸石為原料制取裝飾磚，選用輪窯焙燒。煤矸石粉碎后，按配方設計加入6。/。的鐵紅著色，經陳化、攪拌、碾練、增塑、擠壓成型、碼坯、干燥、焙燒。控制的工藝參數為原料粉碎粒度在2mm以下，含水率12%，可塑性指數ll，焙燒溫度為1040。C，焙燒4小時。實施例2:本實例制備的裝飾磚原料種類及制備方法與實例1相同，按配方設計加入物料質量5%的鐵紅與鐵黃混合物，混合比為2:3。控制的工藝參數為原料粉碎粒度在2mm以下，含水率12%，可塑性指數ll，焙燒溫度為1040。C,焙燒4小時。實施例3:本實例制備的裝飾磚原料種類及制備方法與實例l相同，按配方設計加入3%的金紅石著色。控制的工藝參數為原料粉碎粒度在2mm以下，含水率14%,可塑性指數ll，焙燒溫度為1060。C,焙燒3小時。實施例4:本實例制備的裝飾磚原料種類及制備方法與實例l相同，按配方設計加入2°/。的鉻綠著色。控制的工藝參數為原料粉碎粒度在2mm以下，含水率14°/。，可塑性指數12，焙燒溫度為1050。C,焙燒4小時。實施例5:本實例制備的裝飾磚原料種類及制備方法與實例l相同，按配方設計加入8%的褐錳礦著色。控制的工藝參數為原料粉碎粒度在2mm以下，含水率14%,可塑性指數ll,焙燒溫度為1060。C，焙燒3小時。實施例6:本實例制備的裝飾磚原料種類及制備方法與實例l相同，按配方設計加入8%的黑錳礦著色。控制的工藝參數為原料粉碎粒度在2mm以下，含水率14%,可塑性指數ll,焙燒溫度為1060。C，焙燒3小時。實施例1-6的產品性能見表1:表l煤矸石裝飾磚產品性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1可知，本發明制備的燒結多孔裝飾磚的抗壓強度超過67MPa(按國家規定，優等多孔磚的抗壓強度為20MPa)，而且制品顏色多樣、輕質隔熱、外觀莊重典雅，說明利用煤矸石完全可以制備優質的燒結多孔裝飾磚。權利要求1、一種煤矸石燒結多孔裝飾磚，其特征是以煤矸石為原料，摻加水及著色劑，原料發熱量需達到350kcal/kg以上，物料的含水率為12～18％。2、按照權利要求l所述的裝飾磚，其特征是所釆用的原料為礦業廢渣-煤矸石、掘進矸、洗矸、自燃矸中的一種或其混合物，發熱值控制在350500kcal/kg。3、按照權利要求l所述的裝飾磚，其特征是所述的著色劑為鐵紅、鐵黃、金紅石、鉻綠、褐錳礦、黑錳礦中的一種或其混合物，著色劑的摻加量為物料質量的2~12%。4、按照權利要求1或2所述的裝飾磚，其特征是混合物料的粉碎粒度為2mm以下，粒度0.3mm以下的顆粒含量>70%。5、一種以煤矸石為原料制備燒結多孔裝飾磚的制造方法，其特征在于該制備過程包括以下步驟(1)配料根據煤矸石的發熱量，摻配低熱值或高熱值的煤矸石，使混合料發熱量穩定在350kcal/kg以上；(2)粉碎并著色將步驟(l)物料通過粉碎機粉碎后，使其粒度全部在2mm以下，添加著色劑并攪拌；(3)陳化將步驟(2)的物料噴灑適量的水，使其濕化，輸入陳化倉內，在室溫下陳化2-3天；(4)增塑將步驟(3)陳化后的物料通過攪拌、碾練工藝，加入煤矸石配料質量10-18%的水，充分攪拌均化，以提高原料的可塑性和均化程度；(5)成型將步驟(4)破碎的物料通過真空擠泥機擠壓成型或半干壓壓制成型，制成磚坯；(6)干燥將步驟(5)制得的磚坯碼坯至窯車上，置于干燥窯內，利用焙燒窯的余熱進行干燥，于50-135。C下千燥48-72小時；(7)焙燒干燥后的磚坯置于焙燒窯內于150~1050。C焙燒212小時，煤矸石內含的可燃碳在150-700。C預熱區、700-1050。C焙燒區和1050士40。C保溫區陸續完全燃燒，在釋放能量的同時，完成其自身的焙燒和玻璃質化燒結。6、按照權利要求5所述的方法，其特征在于步驟(5)擠壓成型時，可塑性指數>7，半干壓壓制成型時含水率5-10%。7、按照權利要求5所述的方法，其特征在于釆用輪窯焙燒時間為2~6小時，用隧道窯焙燒時間為3~12小時。全文摘要一種煤矸石燒結多孔裝飾磚及其的制造方法，其特點是全部以礦業廢渣-煤矸石為制磚原料并摻加適量著色劑，原料發熱量控制在350kcal/kg以上，物料含水率為12～18％。通過配料、破碎、粉碎、添加著色劑、攪拌、陳化、增塑、擠壓成型、碼坯、干燥、焙燒等步驟制備燒結多孔裝飾磚，整體著色，一次成型。豐富多彩的建筑外墻顏色對美化人居環境起到重要作用。本發明制得的煤矸石燒結多孔裝飾磚，原料來源廣泛，產品輕質、高強，外觀色彩多樣、莊重典雅，可直接用于砌筑建筑物外墻，產品能夠滿足高檔、個性化建筑的需求；所用原料為礦業廢渣，成本低廉，實現了礦業廢渣的減量化、無害化與資源化利用。文檔編號C04B33/132GK101234885SQ20081001058公開日2008年8月6日申請日期2008年3月6日優先權日2008年3月6日發明者劉宇鵬,孫曉剛,巍曹,王貴臣,軍邢,邱景平,錢金紅,高占武申請人:朝陽華龍企業集團有限公司;東北大學