煤矸石制磚的規(guī)劃設(shè)計(jì)與探討

...wd......wd......wd...煤矸石制磚的規(guī)劃設(shè)計(jì)與探討煤矸石制磚是建材設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)范籌，但是前期的煤炭綜合利用開(kāi)發(fā)卻由煤炭設(shè)計(jì)單位來(lái)完成。做好煤矸石制磚的規(guī)劃設(shè)計(jì)，是制磚企業(yè)成功實(shí)施的前提。在山西省煤炭《十五》《十一五》《十二五》開(kāi)展規(guī)劃的編制中許多企業(yè)規(guī)劃了煤矸石制磚工程，但幾年下來(lái)真正建成并效益好的煤矸石磚廠卻不多見(jiàn)，究其原因，在上工程之前沒(méi)有做好規(guī)劃與設(shè)計(jì)是重要原因之一。首先煤矸石制磚是建材設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)范籌，但是前期的煤炭綜合利用開(kāi)發(fā)卻由煤炭設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)完成。如何規(guī)劃好煤矸石制磚工程首先設(shè)計(jì)人員在上工程之前，要清楚地認(rèn)識(shí)到：①任何一個(gè)工程的實(shí)施將會(huì)形成企業(yè)的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，矸石制磚工程的提出需要從總體規(guī)劃角度進(jìn)展論證；②要做好煤矸石資源化利用的評(píng)價(jià)，以確定煤矸石綜合利用的大方向；③當(dāng)評(píng)價(jià)做出結(jié)論該礦具備煤矸石制磚的初步條件后，要做好原料制備研究和當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)分析；④其次煤炭設(shè)計(jì)人員要具備一定的制磚專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)方法才能規(guī)劃好煤矸石制磚工程。1.做好煤矸石資源化利用的評(píng)價(jià)煤矸石利用要從本地區(qū)煤矸石的特性出發(fā)，按照國(guó)家政策對(duì)煤矸石應(yīng)進(jìn)展分質(zhì)、梯級(jí)綜合利用原則，提高有效成分利用率，注重工業(yè)化的可實(shí)施性。煤矸石的性質(zhì)決定著煤矸石資源化的途徑，因此對(duì)煤矸石的及性質(zhì)進(jìn)展分析和評(píng)價(jià)，將有利于選擇最正確的資源化利用途徑，更好、更有效地利用煤矸石資源。

按照煤矸石的巖石特征分類，可以分成高嶺石泥巖〔高嶺石含量＞60％〕、伊利石泥巖〔伊利石含量＞50％〕、砂質(zhì)泥巖、砂巖及石灰?guī)r。主要利用途徑為：高嶺石泥巖、伊利石泥巖-生產(chǎn)多孔燒結(jié)料、煤矸石磚、建筑陶瓷、含鋁精礦、硅鋁合金、道路建筑材料；砂質(zhì)泥巖、砂巖主要用來(lái)生產(chǎn)建筑工程用的碎石、混凝土密實(shí)骨料；石灰?guī)r主要用來(lái)生產(chǎn)膠凝材料、建筑工程用的碎石、改進(jìn)土壤用的石灰。

煤矸石中的鋁硅比〔三氧化二鋁/二氧化硅〕也是確定一般煤矸石綜合利用途徑的因素。鋁硅比大于0.5的煤矸石，鋁含量高，硅含量較低，其礦物成分以高嶺石為主，有少量伊利石、石英，質(zhì)點(diǎn)粒徑小，可塑性好，有膨脹現(xiàn)象，可作為制造高級(jí)陶瓷、煅燒高嶺土及分子篩的原料。

煤矸石中的碳含量是選擇其工業(yè)利用方向的依據(jù)。按煤矸石中碳的含量多少可分為四類：一類＜4％，二類4～6％，三類6～20%，四類＞20％。四類煤矸石發(fā)熱量較高〔6270－12550千焦／千克〕，一般宜用作為燃料，三類煤矸石〔2090－6270千焦／千克〕可用作生產(chǎn)水泥、磚等建材制品，一類、二類煤矸石〔2090千焦／千克以下〕可作為水泥的混合材、混凝土骨料和其他建材制品的原料，也可用于復(fù)墾采煤塌陷區(qū)和回填礦井采空區(qū)。

在煤矸石的化學(xué)成分中，全硫含量一是決定了矸石中的硫是否具有回收價(jià)值，二是決定了煤矸石的工業(yè)利用范圍。按硫含量的多少也可將煤矸石分為四類：一類〔0．5％，二類0．5～3％，三類3～6％，四類＞6％。全硫量達(dá)6％的煤矸石即可回收其中的硫精礦，對(duì)于用煤矸石作燃料的要根據(jù)環(huán)保要求，采取相應(yīng)的除塵、脫硫措施，減少煙塵和二氧化硫的污染。

這項(xiàng)工作應(yīng)在工程建議書(shū)之前完成，是對(duì)擬建礦井的煤矸石化學(xué)、礦物成分、發(fā)熱量、物理性能等指標(biāo)進(jìn)展綜合評(píng)價(jià)，以確定煤矸石綜合利用的大方向，看擬建礦井的煤矸石是否適合燒制煤矸石磚，這是工程上馬的先決條件。2.選擇原材料由于煤矸石生成的地質(zhì)年代、成礦構(gòu)造、開(kāi)采方式及堆放狀態(tài)的不同，決定了它的組成構(gòu)造和性能的不同。因此，不是所有的煤矸石都可以生產(chǎn)燒結(jié)磚。生產(chǎn)煤矸石磚對(duì)煤矸石原料的化學(xué)組成要求：二氧化硅為55～70％，三氧化二鋁為15～25％，三氧化二鐵為2～8％，氧化鈣≤2％，氧化鎂≤3％，二氧化硫≤1％。可塑性指教7～15，熱值為1672～4180千焦／千克，煤矸石的放射性符合GB9196一88標(biāo)準(zhǔn)。這里需要注意的是，煤矸石發(fā)熱量在1672～2090千焦／千克時(shí)為最正確，在不用外投煤的情況下，靠自身發(fā)熱將磚燒好，實(shí)現(xiàn)全內(nèi)燃燒磚可以節(jié)約能源，在建廠一樣規(guī)模下消耗煤矸石最多，原料處理工藝也最為簡(jiǎn)單；如果發(fā)熱量大于2090千焦／千克時(shí)，還需對(duì)原料進(jìn)展慘配一些無(wú)熱值或低熱值原料如：低熱值煤矸石、頁(yè)巖、粉煤灰、粘土等，這需要尋找配料的第二來(lái)源，使投資本錢有所增加，在一樣規(guī)模下消耗煤矸石要少，設(shè)計(jì)中要考慮配料工藝和超熱焙燒窯爐余熱系統(tǒng)，將多余熱量用于廠區(qū)車間、辦公樓和住宅樓的采暖。當(dāng)發(fā)熱量低于1672千焦／千克時(shí)，由于煤矸石自身發(fā)熱量缺乏，需要外加局部燃煤才能完成正常焙燒，這就增加了燃煤本錢，在設(shè)計(jì)中要考慮配料工藝。由于煤矸石發(fā)熱量不均衡，設(shè)計(jì)中要考慮監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整配料，減少熱值波動(dòng)，保證生產(chǎn)的均衡和連續(xù)。3.用好國(guó)家政策，做好市場(chǎng)分析利用煤矸石制磚的主要優(yōu)點(diǎn)是：燒磚不用燃料或少用燃料〔當(dāng)發(fā)熱量低于1672千焦／千克時(shí)〕，節(jié)省能源；燒磚不用或少用土地，節(jié)約土地資源；變廢為寶，減少環(huán)境污染；建廠投資少，企業(yè)有一定的經(jīng)濟(jì)效益；因此國(guó)家及各級(jí)政府高度重視，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和國(guó)家科技部公布了《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點(diǎn)》，并采取一系列優(yōu)惠政策，如資金補(bǔ)助、貼息貸款和減免稅負(fù)等扶持性措施，積極鼓勵(lì)利用煤矸石。同時(shí)國(guó)家在2005年正式推行制止使用實(shí)心粘土磚的政策，以開(kāi)發(fā)推廣新型墻體材料為手段，進(jìn)而到達(dá)推進(jìn)建筑節(jié)能的目標(biāo)。并要求截止到2010年底，所有城市城區(qū)制止使用實(shí)心粘土磚。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)土資源部、建設(shè)部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步做好制止使用實(shí)心粘土磚工作的意見(jiàn)的通知》。這一扶一禁政策也為煤矸石制磚擴(kuò)展了市場(chǎng)。從宏觀上講，新一屆政府力推新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，新型城鎮(zhèn)化將帶動(dòng)房地產(chǎn)業(yè)、根基設(shè)施和市政工程建設(shè)，也直接擴(kuò)大了對(duì)建材、建筑和冶金行業(yè)的需求。由于制磚產(chǎn)品銷售運(yùn)距不宜太遠(yuǎn)，市場(chǎng)分析的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在當(dāng)?shù)亟ㄖ袌?chǎng)的供需分析上，如擬建磚廠附近的城鎮(zhèn)及城市規(guī)模每年的建材產(chǎn)品需求量產(chǎn)品的運(yùn)送距離有無(wú)已建成的制磚企業(yè)如有它們的生產(chǎn)規(guī)模和能力是多少生產(chǎn)的產(chǎn)品和效益如何均應(yīng)有所了解；并對(duì)擬建的生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格、市場(chǎng)開(kāi)展因素、產(chǎn)業(yè)投資和生態(tài)環(huán)境影響等等進(jìn)展分析，這項(xiàng)工作在可行性研究階段完成。通過(guò)對(duì)擬建磚廠工程在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)、市場(chǎng)和土地的全方位的調(diào)查研究后，并在綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證的根基上，才能確定擬建磚廠工程在技術(shù)上是否先進(jìn)、實(shí)用和可靠，在經(jīng)濟(jì)上是否合理，在財(cái)務(wù)上是否盈利，為投資決策提供科學(xué)的依據(jù)。4.磚廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題完成了原材料選擇和當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)經(jīng)濟(jì)分析，在磚廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：4.1注重節(jié)能減排煤矸石制磚企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中主要消耗電力和水等能源，單位能源消耗量直接影響生產(chǎn)本錢和經(jīng)濟(jì)效益，在設(shè)計(jì)中可采取以下節(jié)能減排措施：4.1.1供配電系統(tǒng)節(jié)能措施早在1990年原煤炭部就發(fā)出過(guò)《煤炭工業(yè)新建地面系統(tǒng)及選煤廠應(yīng)采用660V供電》的通知，采用660V供電具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可增加輸電距離，提高輸電能力；②減少變壓器數(shù)量，簡(jiǎn)化配電系統(tǒng)；③節(jié)省有色金屬，降低功率損耗；④是最有效的節(jié)能手段；⑤節(jié)約投資；在一樣建廠規(guī)模下，采用660V供電可節(jié)能2%～3%左右，節(jié)約有色金屬40%～50%，節(jié)省投資70～80元/kw。4.1.2機(jī)械設(shè)備選型節(jié)能措施主要工藝設(shè)備在滿足工藝指標(biāo)的前提下，盡量選擇節(jié)能產(chǎn)品，比方新型節(jié)能破碎機(jī)，可節(jié)能15%左右〔在制磚企業(yè)，破碎機(jī)是主要耗能設(shè)備〕；智能隔爆除鐵器〔根據(jù)金屬探測(cè)儀的來(lái)鐵信號(hào)進(jìn)展工作，無(wú)鐵不工作，節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯〕；通風(fēng)系統(tǒng)采用先進(jìn)的變頻電機(jī)〔可節(jié)能20%～50%左右〕等等。這些節(jié)能設(shè)備的選用可以有效降低制磚本錢。4.1.3窯爐的節(jié)能措施選用先進(jìn)的平頂隧道窯設(shè)計(jì)，窯爐余熱不僅能保證正常的烘干和焙燒需要，而且可保證廠區(qū)車間、辦公樓和住宅樓的采暖。也可在隧道窯上設(shè)置水箱，利用余熱制取熱水，供浴室和食堂使用。4.2規(guī)劃要高起點(diǎn)4.2.1生產(chǎn)規(guī)模要高起點(diǎn)在有市場(chǎng)需求的條件下盡量提高生產(chǎn)規(guī)模，使制磚企業(yè)向集約化、大型化方向開(kāi)展，磚廠生產(chǎn)規(guī)模越大，消耗煤矸石越多，生產(chǎn)本錢也越低?，F(xiàn)國(guó)產(chǎn)單條煤矸石生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力可達(dá)1億塊/年〔折標(biāo)磚〕。4.2.2產(chǎn)品要高起點(diǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要與附近的銷售市場(chǎng)嚴(yán)密接軌，產(chǎn)品的定位起點(diǎn)要高，生產(chǎn)品種要成系列化、多樣化。針對(duì)廣場(chǎng)磚、道路磚、裝飾磚的銷售市場(chǎng)，宜設(shè)計(jì)實(shí)心煤矸石磚產(chǎn)品，產(chǎn)品強(qiáng)度要高，外觀要好，色彩全，實(shí)心煤矸石磚的優(yōu)點(diǎn)是消耗煤矸石量大。針對(duì)建筑市場(chǎng)用磚，從建筑節(jié)能角度考慮，煤矸石磚應(yīng)向多孔、節(jié)能、高強(qiáng)、裝飾的煤矸石空心磚方向開(kāi)展，煤矸石空心磚與實(shí)心煤矸石磚相比具有生產(chǎn)本錢低、運(yùn)輸費(fèi)用省、砌筑成效高和保溫隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，是煤矸石燒結(jié)產(chǎn)品的開(kāi)展方向。為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，生產(chǎn)工藝一定要靈活，設(shè)備要先進(jìn)，更換模具既可生產(chǎn)各種規(guī)格的產(chǎn)品，滿足客戶要求。4.3規(guī)劃要有化驗(yàn)室一個(gè)上規(guī)模上檔次的制磚企業(yè)，煤矸石制磚必須滿足其在生產(chǎn)工藝中的各項(xiàng)要求。在其生產(chǎn)工藝控制中，如何選擇合格原料如何控制原料的發(fā)熱量和塑性如何掌握原料粒度級(jí)配如何控制陳化料的水分如何掌控產(chǎn)品質(zhì)量這都需要有一個(gè)強(qiáng)大的化驗(yàn)室提供技術(shù)支持，化驗(yàn)室主要職能如下：①為企業(yè)把好原材料質(zhì)量關(guān)；②對(duì)產(chǎn)品進(jìn)展的合理配方；③對(duì)各車間工藝中間產(chǎn)品質(zhì)量檢查、控制；④控制產(chǎn)品出廠質(zhì)量；⑤對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)展研制、開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支持；⑥對(duì)企業(yè)生產(chǎn)安全、檢修及環(huán)境保護(hù)方面進(jìn)展監(jiān)測(cè)；化驗(yàn)室對(duì)制磚企業(yè)降低生產(chǎn)本錢、提高產(chǎn)量、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益必不可少。但許多規(guī)劃設(shè)計(jì)中往往缺少化驗(yàn)室的內(nèi)容和投資。⒌結(jié)語(yǔ)在規(guī)劃設(shè)計(jì)煤矸石制磚中，按其生產(chǎn)工藝過(guò)程可分為：原料的選擇、原料處理、成型、枯燥與焙燒五個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中又以原料的選擇和原料處理是重中之重，需要在規(guī)劃中分