一種堿激發煤矸石的處理方法技術

本發明專利技術提供了一種堿激發煤矸石的處理方法。用于制造裝飾板，外墻裝飾板由裝飾面層和中料層壓合而成,裝飾面層的外表面噴涂裝飾面層物料，中料層由流漿成型的中料層物料制成。裝飾面層物料由下述重量份計的組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1?30份、水20?60份、紙漿纖維5?30份、顏料1?30份、聚丙烯纖維0.5?1份。所述中料層物料由下述重量份組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1?20份、水20?50份、紙漿纖維10?40份、聚丙烯纖維0.5?2份。本發明專利技術充分利用了煤矸石的潛在水硬性，在較高的水化速度中生成達到外墻裝飾板各項性能指標的高強度產品，并保證了板材的成坯質量，可實現批量生產。

A Treatment Method of Alkali-activated Coal Gangue

The invention provides a treatment method of alkali-activated coal gangue. It is used to make decorative panels. The outer wall decorative panels are made of decorative surface layer and middle material layer. The outer surface of decorative surface layer is sprayed with decorative surface layer materials, and the middle material layer is made of middle material layer materials formed by slurry flow. Decorative surface materials are made of 100 portions of coal gangue, 1.30 portions of alkaline activator, 20.60 portions of water, 5.30 portions of pulp fiber, 1.30 portions of pigments and 0.5 portions of polypropylene fiber. The intermediate material is made of the following weight components: 100 portions of coal gangue, 1 20 portions of alkaline activator, 20 50 portions of water, 10 40 portions of pulp fiber and 0.5 2 portions of polypropylene fiber. The invention makes full use of the potential hydraulicity of coal gangue, generates high strength products with high hydration speed that meet the performance indexes of exterior wall decorative panels, ensures the quality of slabs, and realizes mass production.

【技術實現步驟摘要】
一種堿激發煤矸石的處理方法
本專利技術涉及一種堿激發煤矸石的處理方法，具體講涉及一種堿激發煤矸石制作裝飾板的方法。
技術介紹
煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石；包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石1億噸，不僅堆積占地，而且還能自燃污染空氣或引起火災，污染大氣，煤矸石露天堆放會產生大量揚塵，這主要是由于在地面堆放的煤矸石受到長時間的日曬雨淋后，將會風化粉碎，另外，煤矸石吸水后會崩解，從而很容易產生粉塵，在風力的作用下，將會惡化礦區大氣的質量。近幾年研發的新型建筑外墻裝飾材料常用的有建筑涂料、外墻磚、玻璃幕墻、陶瓷掛板、鋁板、鋁塑板等。外墻涂料安全、色彩豐富、容易更新,但對墻體的諸如抗裂性、耐候耐久性保護性能較差，且易臟、易褪色；而玻璃幕墻的反光、陶瓷掛板的高密度和外墻磚本身自重大，給在外墻高層建筑使用帶來潛在危險，并且通常高溫燒制，屬高污染高能耗類產品，安全隱患和環保隱患并存。鋁板，鋁塑板等金屬類外墻裝飾材料由于其造價高昂，安裝要求復雜，難以普及。因此，人們著力研發價格低廉、環保、易于生產，且質量輕、強度高、韌性高、耐久性好、收縮率低的外墻裝飾板材。堿激發膠凝材料是由潛在膠凝材料組分和堿性激發劑反應生成的一類膠凝材料，具有原材料豐富(可利用工業廢棄物)，制備簡單和能耗低等優點，并且兼備良好的耐腐、耐高溫等性能。其中，潛在凝膠材料組分主要為偏高領土、粒化高爐礦渣、粒化磷渣及粉煤灰等。堿性激發劑主要是苛性堿、可溶性硅酸鹽或非硅酸鹽。堿激發膠凝材料與傳統硅酸鹽水泥相比，具有需量小、水化熱低、強度高和耐久性好等優點。而堿激發劑的種類、礦渣的成分和結構的差異都可使水化產物的組成和結構產生較大差異。(堿激發膠凝材料的應用研究，張波(173)53，《中國膠凝劑》第2014年3月第23卷第3期)本專利技術人經過長期艱苦的探索和反復的實驗發現采用堿激發膠凝材料生產外墻裝飾板需要解決以下諸多龐雜的問題：如何從無數可能的方案中甄選出潛在凝膠材料組分的復配以提高早期水化速度、并生成高強度的產物，達到外墻裝飾板抗腐蝕、抗沖擊、抗疲勞、韌性高、耐久性好、收縮率低等等各項性能指標；如何配制恰當的堿性激發劑在水化過程中對復配的潛在凝膠材料活性激發，使其潛在水硬性得到充分發揮；如何提高稀漿薄料成坯質量以及如何實現流水線作業達到批量生產。這一系列連鎖性問題成為堿激發膠凝材料產業化生產外墻裝飾板的難點。
技術實現思路
有鑒于此，為了克服上述難點，本專利技術提供一種堿激發煤矸石的處理方法，該技術方案充分發揮了煤矸石的潛在水硬性，在較高的水化速度中生成高強度產物以達到外墻裝飾板各項性能指標，并保證了板材的成坯質量，可實現批量生產的流水線作業。本專利技術提供的堿激發煤矸石的處理方法，所述方法用于制造裝飾板，所述裝飾板包括壓合的裝飾面層和中料層,所述裝飾面層外表面噴涂有裝飾面層物料，所述中料層由流漿成型的中料層物料制成，所述的裝飾面層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1-30份、水20-60份、紙漿纖維5-30份、顏料1-30份、聚丙烯纖維0.5-1份。所述中料層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1-20份、水20-50份、紙漿纖維10-40份、聚丙烯纖維0.5-2份。進一步，所述堿性激發劑為苛性鈉、石灰和二水石膏復合配制而成，進一步，所述的裝飾面層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑15份、水30份、紙漿纖維25份、顏料5份、聚丙烯纖維1份。所述的裝飾面層物料另一優選方案由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑12份、水40份、紙漿纖維30份、顏料10份、聚丙烯纖維1份。進一步，所述中料層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑10份、水25份、紙漿纖維30份、聚丙烯纖維1.5份。所述中料層物料另一優選方案由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑10份、水30份、紙漿纖維40份、聚丙烯纖維1.5份。進一步，所述堿性激發劑中苛性鈉：石灰：二水石膏為4：2：1.5。所述堿性激發劑另一優選方案中苛性鈉：石灰：二水石膏為5：3：1.5。所述煤矸石為煤矸石原渣經粉磨后制得，比表面積300-600m2/kg。裝飾板的制備方法如下：1)將所述裝飾面層物料和中料層物料分別按照溶液、粉體和紙漿纖維的順序依次加入攪拌機中攪拌5-10min；2)將裝飾面層物料噴射在涂有脫模劑的帶有紋理的模板上；3)將中料層物料卸入流漿機中流漿成型，于20-35℃、0.1-1MPa和10-20m/min車速下流漿脫水成型；4)將帶有裝飾面層物料的紋理模板壓制在流漿成型的中料層上；5)將成型的濕板材切割成相應尺寸；6)將板材放入20-50℃、相對濕度70-90％的環境中養護1-3天；7)將毛坯板切割成規格尺寸。所述堿性激發劑為苛性鈉、石灰和二水石膏復合配制而成，均為工業級，優等品，含量≥99.0％。煤矸石是煤炭開采過程中的副產品，其主要成分是氧化硅和氧化鋁，由于其含碳量較低、同時含有大量的黏土類礦物，不宜作為功能物質，被大量的任意堆放，不僅大量的占用了土地和農田，而且嚴重污染環境，減排煤矸石，并使其無害化、資源化已勢在必行。煤矸石含有大量的黏土類礦物，經過一定溫度煅燒后具有一定的火山灰活性，摻加一定堿性激發劑可以使其活性得到最大限度的釋放，形成堿激發煤矸石膠凝材料，可以使煤矸石變廢為寶、實現高附加值再利用。目前堿激發煤矸石膠凝材料在應用方面研究較少，尤其在板材制品的應用上仍處于空白。因此，進一步尋求更理想的建筑用堿激發煤矸石外墻裝飾板成為現實所需。與最接近的現有技術比，本專利技術提供的技術方案具有以下優異效果：1、本專利技術選取堿激發煤矸石生成膠凝材料，其水化熱較低，以其制備的外墻裝飾板具有抗沖擊強度高、韌性高、抗疲勞性能好、耐久性好、收縮率低、尺寸穩定性好等優點；2、堿性激發劑可以在水化過程中對煤矸石活性激發，使其潛在水硬性得到充分發揮；4、該工藝生產效率高，成本低，很容易形成流水線作業和批量生產；5、該工藝可提高稀漿薄料成坯質量。具體實施方式下面通過具體實施例的方式對本專利技術提供的技術方案做進一步清楚完整的說明，但它們并不構成對本專利技術的限制。實施例11.堿激發煤矸石的處理方法1)配制堿性激發劑：按重量比，苛性鈉：石灰：二水石膏為4：2：1.5。2)配制裝飾面層物料：按重量份計，煤矸石100份、堿性激發劑15份、水30份、紙漿纖維25份、顏料5份、聚丙烯纖維1份。3)配制中料層物料：按重量份計，煤矸石100份、堿性激發劑10份、水25份、紙漿纖維30份、聚丙烯纖維1.5份。上述組份中煤矸石的成分為:質量百分比SiO2：53.18﹪；Al2O3：18.39﹪；Fe2O3：12.63﹪；CaO：2.32﹪；MgO：2.21﹪；TiO2：2.90﹪；P2O5：0.14﹪；K2O+Na2O：3.6﹪；V2O5：0.02﹪、燒失量5.61％2.制備外墻裝飾板1)將裝飾面層物料和中料層物料分別按照溶液、粉體和紙漿纖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種堿激發煤矸石的處理方法，所述方法用于制造裝飾板，其特征在于，所述裝飾板包括壓合的裝飾面層和中料層,所述裝飾面層外表面噴涂有裝飾面層物料，所述中料層由流漿成型的中料層物料制成，所述裝飾面層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1?30份、水20?60份、紙漿纖維5?30份、顏料1?30份、聚丙烯纖維0.5?1份；所述中料層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1?20份、水20?50份、紙漿纖維10?40份、聚丙烯纖維0.5?2份。

【技術特征摘要】
1.一種堿激發煤矸石的處理方法，所述方法用于制造裝飾板，其特征在于，所述裝飾板包括壓合的裝飾面層和中料層,所述裝飾面層外表面噴涂有裝飾面層物料，所述中料層由流漿成型的中料層物料制成，所述裝飾面層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1-30份、水20-60份、紙漿纖維5-30份、顏料1-30份、聚丙烯纖維0.5-1份；所述中料層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑1-20份、水20-50份、紙漿纖維10-40份、聚丙烯纖維0.5-2份。2.按照權利要求1所述的堿激發煤矸石的處理方法，其特征在于，所述堿性激發劑為苛性鈉、石灰和二水石膏復合配制而成。3.按照權利要求1所述的堿激發煤矸石的處理方法，其特征在于，所述的裝飾面層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑15份、水30份、紙漿纖維25份、顏料5份、聚丙烯纖維1份。4.按照權利要求1所述的堿激發煤矸石的處理方法，其特征在于，所述的裝飾面層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑12份、水40份、紙漿纖維30份、顏料10份、聚丙烯纖維1份。5.按照權利要求1所述的堿激發煤矸石的處理方法，其特征在于，所述中料層物料由按重量份計的下述組份制成：煤矸石100份、堿性激發劑10份、水...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊卓舒，紀勇，段曉，張軍華，馬春羽，
申請(專利權)人：河北卓達建材研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：河北,13