一、煤矸石烧结砖的发展态势及现状

   利用煤矸石作为原料制砖，自身发热量除满足本身烧成需要外，还能利用余热干燥砖坯等。煤矸石代替粘土质砖，不仅节约大量原料，还节约了黏土和堆放煤矸石占用的场地及减少对环境的破坏。

   “九五”期间，煤矸石的综合利用走出长期徘徊的局面，总利用量已达到2.25亿吨。除了燃烧发电，辅路垫基外，在煤矸石生产建材方面，同样是综合利用的一个重要途径。特别是对生产原料中产量不少于30%的煤矸石、粉煤灰、炉渣和其他废渣的建材产品免征增值税，5年免征所得税优惠政策的实施，以及全国范围限制粘土砖生产法规的出台和执行，煤矸石烧结砖呈现了告诉发展的喜人态势。目前，单是国有重点煤矿已有矸石砖厂120家，生产能力达到20一块标砖，替代粘土节约土地4000亩。另外，还有为数不少的建材企业，大量利用煤矸石生产新型墙材，无论是品种还是数量都去的较好成绩。同时调整了煤炭生产企业的产业结构，积极寻求延续发展煤炭的后续产业。在目前煤炭生产行业限产、不景气和国家主要能源向纯净型转化的大气候下，具有深远意义。同时，为煤炭生产企业可持续发展，调整人员，保证煤炭企业减员增效，合理安排后续产业的需求，提供了一条煤炭深加工和资源综合利用并符合自身资源优势的发展途径。“十五”期间，随着170个城市限时禁止粘土砖及墙改工作的深入，煤矸石将成为新型墙材的主要原料之一，在建材领域里的开发和应用空间越来越大。

   虽然煤矸石烧结砖在生产上呈现出了喜人态势，但现状并不容乐观。主要原因是，生产成本档次高，产品质量、合格等级普遍较低，产品档次不高，反映出了行业整体技术水平不高、装备能力不足等缺点，具体表现在以下多个方面。

   （1）生产企业对煤矸石原料认识不清。对原材料的配料、处理把关不及格，对不同时期煤矸石各种原料组成发热量大小没有充分和足够的认识。

   （2）生产设备简陋，技术保障不足，造成原料在粉碎陈化、干燥、烧成、上下坯等不同环节受到硬件制约。

   （3）部分生产企业质量意识淡薄，产品粗制滥造，应付墙改工作要求。

   （4）企业技术工人素质较差，主要原因是煤矸石砖厂职工，部分为企业分流转产人员，上岗前 没有进行培训。在生产工艺操作中，不能有效控制原料生辰的各个环节。

   （5）部分企业对煤矸石烧结砖认识不足，特别是煤矸石烧结砖的烧成机理及特点，没有充分认识，照搬原有粘土砖生产经验，对质量缺陷，没有逐一分析，没有对症下药。要想改变这种状态，在煤矸石烧结砖的生产过程中，应做好充分的理论准备和实践准备。在高速发展的态势下，狠抓质量，加强技术培训，提高技术设备，保障煤矸石烧结砖的发展稳步健康发展。

   二、煤矸石烧结砖的生产特点

   （一）矸石的使用

   煤矸石的种类较多，常见有泥质页岩煤矸石、炭质页岩煤矸石、砂质页岩煤矸石、砂岩煤矸石、石灰岩煤矸石。这5种主要煤矸石，只有前3种页岩型煤矸石用作制砖原料，而其他2种因本身不属于粘土岩范围，成型较差，不宜制作砖原料。即使作内燃转使用，也会降低制品的性能。而石灰岩煤矸石加工后的颗粒大于3mm，制品有可能产生“石灰爆裂”。

   （二）煤矸石原料的加工处理

   1.颗粒加工配料

   煤矸石的块度大，砖质一般在莫氏2~3度，必须经过粗碎、细碎、筛分等工序进行加工处理。常用煤矸石破碎工艺有以下几种：颚破—锤破—筛分；颚破—棒破；颚破—锤破反击破—球磨工艺。不论选用何种破碎工艺，都应以煤矸石种类特性为设备选型，以工艺特点选择根本点，保证原料细度和颗粒级配合(见表7)

表7  原料细度和颗粒级配合参照表

   表中最佳颗粒并非绝对值，仅是试验最佳级配，在实际生产中，应根据现有矸石原料，有的放矢地进行试验级配和实际级配，保证煤矸石制砖的生产需要。

   2.煤矸石热值的调整

   煤矸石的化学成分，可塑性和发热量，由于产地不同，掘出地层不同，存放时间不同，甚至同座山也有不同，如此种种因素，造成一定的差异。因此，取料时应根据燃料的塑性指数和发热量2个重要指标结合实验室数据进行调整，掺兑低热值或高热值的煤矸石，或添加其他高热值的原料，配料后的发热量应控制在（1250~1700）kcal|kg，保证窑炉焙烧和干燥所需热量。

   三、煤矸石烧结砖的窑炉特点

   煤矸石烧结砖正是由于自身热量等多种原因，造成热值不统一，以及配料的不均匀，使煤矸石不能达到完全统一，造成原料的成分偏差较大，不能像传统隧道窑一样。预、烧、冷三带长度有一个明显划分，如制品中含有大量的可燃成分，热值大大超出焙烧制品所需要的热量。如工作系统及人为控制不好，可燃成分在较低温度下就开始燃烧，使焙烧带大幅度前移，造成预热带全面起火，预热带超出受热允许范围，导致预热带窑体及工作系统受损。同时，由于制品内可燃成分不足或因氧气不足而燃烧继续进行，使本应在焙烧带完成的工序，未能充分完成，使焙烧带温度制度向后移动，后果严重的造成制品过烧，冷却不充分等制品质量缺陷。在窑炉冷却带设计中，设计人员应充分考虑这一点。一方面增加焙烧带长度，另一方面增加窑内温度、热量控制、气氛控制做到硬件有保障。

   四、超热焙烧工作系统

   超热燃烧时由于煤矸石自身发热量过大，已超出制品焙烧所需热量的前提下，进行制品焙烧过程。超过焙烧是煤矸石烧结砖在烧结中一个显著特点和技术难点。除在窑体设计中增加烧成带长度，另一个是工作系统中增加抽热系统，合理有效地抽取窑内超热量，限制窑炉焙烧带向前向后偏移，保证并控制焙烧，保障制品质量和窑体寿命，经有关研究和设计单位长期跟踪，窑内超热量抽取最佳方法是在焙烧带的后部打入冷风，而在焙烧带最前端抽出高温热风，并有效地利用余热，有条件的建设单位可设置换热器进行供水供热，或进行制品干燥，特点是：一方面限制了高温大大向预热带的便宜，使预热带的气氛不受超热量的任何影星；另一方面急冷由冷却带前部越过保温带移至焙烧带后部，保证温度，冷却带气氛不受超热量的任何影响，也提高制品烧成时的控制手段和操作方法。