燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法榮譽表彰

2021年8月16日，《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》獲得安徽省第八屆專利獎優(yōu)秀獎。

• 實施例1

燒結煤矸石空心磚，由下列重量份數(shù)的原料制備而成：煤矸石70份、電石泥25份、白灰渣12份、礦污泥22份、赤泥115份、黏土45份、膨潤土11份、氧化鋯3份、氧化鋁2份、硼泥5份、增硬改性劑8份、棕櫚皮6份、氫氧化鋁2.5份、碳酸鈉1份、高爐渣4份、耐酸助劑7份、水適量。

• 實施例2

燒結煤矸石空心磚，由下列重量份數(shù)的原料制備而成：煤矸石50份、電石泥32份、白灰渣17份、礦污泥22份、赤泥115份、黏土45份、膨潤土11份、氧化鋯4份、氧化鋁2份、硼泥5份、增硬改性劑9份、棕櫚皮8份、氫氧化鋁3份、碳酸鈉2份、高爐渣3份、耐酸助劑5份、水適量。

• 實施例3

燒結煤矸石空心磚，由下列重量份數(shù)的原料制備而成：煤矸石80份、電石泥22份、白灰渣12份、礦污泥22份、赤泥100份、黏土32份、膨潤土11份、氧化鋯2份、氧化鋁1份、硼泥4份、增硬改性劑6份、棕櫚皮6份、氫氧化鋁3份、碳酸鈉1份、高爐渣3份、耐酸助劑6份、水適量。

• 實施例4

生產(chǎn)上述燒結煤矸石空心磚的方法，由以下具體步驟制得：

1）將煤矸石、白灰渣、棕櫚皮、高爐渣輸送至原料加工廠房，經(jīng)粉碎機粉碎，然后利用滾筒篩或振動篩篩選，獲得粉末狀合格物料；

2）然后將煤矸石、電石泥、白灰渣、礦污泥、黏土、膨潤土、氧化鋯、氧化鋁、硼泥、棕櫚皮、氫氧化鋁、碳酸鈉和高爐渣混合均勻，均勻后繼續(xù)攪拌50-60分鐘；

3）再將赤泥、增硬改性劑、耐酸助劑和第二步驟所得的混合物混合，混合的同時，加入適量水攪拌至形成膏狀物，形成膏狀物后再繼續(xù)攪拌20-30分鐘，然后通過陳化倉陳化；

4）將第三步驟所得的混合物再次攪拌30-40分鐘后制作磚坯；

5）再將磚坯送入烘干室進行烘干，接著將烘干的磚坯送至隧道窯內(nèi)燒結，燒結時先預熱、然后高溫燒結，然后低溫收尾，得到《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》的成品煤矸石空心磚。

在上述實施例中，所述增硬改性劑由以下重量份的原料制備而成：硫鐵礦燒渣4.5份、聚丙烯纖維6.5份、萘系減水劑0.4份、脫硫石膏1.2份、雙氰氨渣3.2份、竹炭7.3份、偏硅酸鈉1.3份、鋼渣1份、錳渣0.6份、硬脂酸0.3份、鎂鋁尖晶石12.5份、硅溶膠7.8份、硝酸纖維素0.9份、紫砂礦土11.8份、水適量；所述增硬改性劑的制作步驟為：首先將硫鐵礦燒渣、聚丙烯纖維、脫硫石膏、雙氰氨渣、竹炭、鋼渣、錳渣、鎂鋁尖晶石、紫砂礦土混合后粉碎制末，然后加水混合，攪拌1-2小時得到混合均勻的粘稠物，再加入萘系減水劑、偏硅酸鈉、硬脂酸、硅溶膠、硝酸纖維素，混合后加熱至60-75℃，邊加熱邊攪拌20-25分鐘，然后保溫20-30分鐘，最后將混合物通入噴霧干燥設備中干燥即可。

所述耐酸助劑由以下重量份數(shù)的組分組成：丙酸鈣17份、木粉15份、癸二酸二丁酯15份、二鹽基鄰苯二甲酸鉛22份、胺菊酯15份、丁醚脲13份、蓖麻油酸聚氧丙烯酯13份、三堿式硫酸鉛15份、硼酸鋅15份、甲苯二異氰酸酯16份、二甲基甲酰胺14份、二異氰酸酯12份、甲酸香茅酯21份、三乙烯四胺15份、高光鋇15份、重晶石粉21份、過氧化苯甲酰叔丁酯15份、鋯英粉17份、氯鉑酸15份、雙乙酸鈉17份、氰蟲酰胺17份、噻嗪酮15份。

對上述實施例1-3進行性能測定，得下表：

1.燒結煤矸石空心磚，其特征在于，由下列重量份數(shù)的原料制備而成：煤矸石50-80份、電石泥20-35份、白灰渣10-20份、礦污泥20-25份、赤泥100-120份、黏土30-50份、膨潤土10-12份、氧化鋯1-5份、氧化鋁1-3份、硼泥4-6份、增硬改性劑5-10份、棕櫚皮5-8份、氫氧化鋁2-3份、碳酸鈉1-2份、高爐渣3-5份、耐酸助劑5-8份、水適量；

所述增硬改性劑由以下重量份的原料制備而成：硫鐵礦燒渣2-5份、聚丙烯纖維5-8份、萘系減水劑0.2-0.5份、脫硫石膏1-1.5份、雙氰氨渣2-4份、竹炭5-9份、偏硅酸鈉1-1.5份、鋼渣1-1.2份、錳渣0.5-0.8份、硬脂酸0.2-0.4份、鎂鋁尖晶石10-15份、硅溶膠6-9份、硝酸纖維素0.8-1份、紫砂礦土10-14份、水適量；

所述增硬改性劑的制作步驟為：首先將硫鐵礦燒渣、聚丙烯纖維、脫硫石膏、雙氰氨渣、竹炭、鋼渣、錳渣、鎂鋁尖晶石、紫砂礦土混合后粉碎制末，然后加水混合，攪拌1-2小時得到混合均勻的粘稠物，再加入萘系減水劑、偏硅酸鈉、硬脂酸、硅溶膠、硝酸纖維素，混合后加熱至60-75℃，邊加熱邊攪拌20-25分鐘，然后保溫20-30分鐘，最后將混合物通入噴霧干燥設備中干燥即可；

所述耐酸助劑由以下重量份數(shù)的組分組成：丙酸鈣16-20份、木粉14-18份、癸二酸二丁酯12-16份、二鹽基鄰苯二甲酸鉛18-22份、胺菊酯14-18份、丁醚脲12-16份、蓖麻油酸聚氧丙烯酯12-16份、三堿式硫酸鉛12-16份、硼酸鋅14-18份、甲苯二異氰酸酯12-16份、二甲基甲酰胺14-18份、二異氰酸酯12-16份、甲酸香茅酯18-22份、三乙烯四胺12-16份、高光鋇14- 18份、重晶石粉18-22份、過氧化苯甲酰叔丁酯14-18份、鋯英粉14-18份、氯鉑酸12-16份、雙乙酸鈉14-18份、氰蟲酰胺14-18份、噻嗪酮14-18份；

所述的燒結煤矸石空心磚的方法，由以下具體步驟制得：

1）將煤矸石、白灰渣、棕櫚皮、高爐渣輸送至原料加工廠房，經(jīng)粉碎機粉碎，然后利用滾筒篩或振動篩篩選，獲得粉末狀合格物料；

2）然后將煤矸石、電石泥、白灰渣、礦污泥、黏土、膨潤土、氧化鋯、氧化鋁、硼泥、棕櫚皮、氫氧化鋁、碳酸鈉和高爐渣混合均勻，均勻后繼續(xù)攪拌50-60分鐘；

3）再將赤泥、增硬改性劑、耐酸助劑和第二步驟所得的混合物混合，混合的同時，加入適量水攪拌至形成膏狀物，形成膏狀物后再繼續(xù)攪拌20-30分鐘，然后通過陳化倉陳化；

4）將第三步驟所得的混合物再次攪拌30-40分鐘后制作磚坯；

5）再將磚坯送入烘干室進行烘干，接著將烘干的磚坯送至隧道窯內(nèi)燒結，燒結時先預熱、然后高溫燒結，然后低溫收尾，得到成品煤矸石空心磚。

2..根據(jù)權利要求1所述的燒結煤矸石空心磚，其特征在于，各原料的重量份數(shù)為：煤矸石70份、電石泥25份、白灰渣12份、礦污泥22份、赤泥115份、黏土45份、膨潤土11份、氧化鋯3份、氧化鋁2份、硼泥5份、增硬改性劑8份、棕櫚皮6份、氫氧化鋁2.5份、碳酸鈉1份、高爐渣4份、耐酸助劑7份、水適量。

3..根據(jù)權利要求1所述的燒結煤矸石空心磚，其特征在于，所述增硬改性劑的原料配比為：硫鐵礦燒渣4.5份、聚丙烯纖維6.5份、萘系減水劑0.4份、脫硫石膏1.2份、雙氰氨渣3.2份、竹炭7.3份、偏硅酸鈉1.3份、鋼渣1份、錳渣0.6份、硬脂酸0.3份、鎂鋁尖晶石12.5份、硅溶膠7.8份、硝酸纖維素0.9份、紫砂礦土11.8份、水適量。

《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》涉及建材加工技術領域，尤其涉及燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法。

燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法專利目的

《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》所要解決的技術問題在于提供一種燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法。

燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法技術方案

《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：

燒結煤矸石空心磚，由下列重量份數(shù)的原料制備而成：煤矸石50-80份、電石泥20-35份、白灰渣10-20份、礦污泥20-25份、赤泥100-120份、黏土30-50份、膨潤土10-12份、氧化鋯1-5份、氧化鋁1-3份、硼泥4-6份、增硬改性劑5-10份、棕櫚皮5-8份、氫氧化鋁2-3份、碳酸鈉1-2份、高爐渣3-5份、耐酸助劑5-8份、水適量。

進一步地，各原料的優(yōu)選重量份數(shù)為：煤矸石70份、電石泥25份、白灰渣12份、礦污泥22份、赤泥115份、黏土45份、膨潤土11份、氧化鋯3份、氧化鋁2份、硼泥5份、增硬改性劑8份、棕櫚皮6份、氫氧化鋁2.5份、碳酸鈉1份、高爐渣4份、耐酸助劑7份、水適量。

進一步地，所述增硬改性劑由以下重量份的原料制備而成：硫鐵礦燒渣2-5份、聚丙烯纖維5-8份、萘系減水劑0.2-0.5份、脫硫石膏1-1.5份、雙氰氨渣2-4份、竹炭5-9份、偏硅酸鈉1-1.5份、鋼渣1-1.2份、錳渣0.5-0.8份、硬脂酸0.2-0.4份、鎂鋁尖晶石10-15份、硅溶膠6-9份、硝酸纖維素0.8-1份、紫砂礦土10-14份、水適量。

進一步地，所述增硬改性劑的制作步驟為：首先將硫鐵礦燒渣、聚丙烯纖維、脫硫石膏、雙氰氨渣、竹炭、鋼渣、錳渣、鎂鋁尖晶石、紫砂礦土混合后粉碎制末，然后加水混合，攪拌1-2小時得到混合均勻的粘稠物，再加入萘系減水劑、偏硅酸鈉、硬脂酸、硅溶膠、硝酸纖維素，混合后加熱至60-75℃，邊加熱邊攪拌20-25分鐘，然后保溫20-30分鐘，最后將混合物通入噴霧干燥設備中干燥即可。

進一步地，所述增硬改性劑的原料配比優(yōu)選為：硫鐵礦燒渣4.5份、聚丙烯纖維6.5份、萘系減水劑0.4份、脫硫石膏1.2份、雙氰氨渣3.2份、竹炭7.3份、偏硅酸鈉1.3份、鋼渣1份、錳渣0.6份、硬脂酸0.3份、鎂鋁尖晶石12.5份、硅溶膠7.8份、硝酸纖維素0.9份、紫砂礦土11.8份、水適量。

進一步地，所述耐酸助劑由以下重量份數(shù)的組分組成：丙酸鈣16-20份、木粉14-18份、癸二酸二丁酯12-16份、二鹽基鄰苯二甲酸鉛18-22份、胺菊酯14-18份、丁醚脲12-16份、蓖麻油酸聚氧丙烯酯12-16份、三堿式硫酸鉛12-16份、硼酸鋅14-18份、甲苯二異氰酸酯12-16份、二甲基甲酰胺14-18份、二異氰酸酯12-16份、甲酸香茅酯18-22份、三乙烯四胺12-16份、高光鋇14-18份、重晶石粉18-22份、過氧化苯甲酰叔丁酯14-18份、鋯英粉14-18份、氯鉑酸12-16份、雙乙酸鈉14-18份、氰蟲酰胺14-18份、噻嗪酮14-18份。

《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》還公開了生產(chǎn)上述燒結煤矸石空心磚的方法，由以下具體步驟制得：

1）將煤矸石、白灰渣、棕櫚皮、高爐渣輸送至原料加工廠房，經(jīng)粉碎機粉碎，然后利用滾筒篩或振動篩篩選，獲得粉末狀合格物料；

2）然后將煤矸石、電石泥、白灰渣、礦污泥、黏土、膨潤土、氧化鋯、氧化鋁、硼泥、棕櫚皮、氫氧化鋁、碳酸鈉和高爐渣混合均勻，均勻后繼續(xù)攪拌50-60分鐘；

3）再將赤泥、增硬改性劑、耐酸助劑和第二步驟所得的混合物混合，混合的同時，加入適量水攪拌至形成膏狀物，形成膏狀物后再繼續(xù)攪拌20-30分鐘，然后通過陳化倉陳化；

4）將第三步驟所得的混合物再次攪拌30-40分鐘后制作磚坯；

5）再將磚坯送入烘干室進行烘干，接著將烘干的磚坯送至隧道窯內(nèi)燒結，燒結時先預熱、然后高溫燒結，然后低溫收尾，得到《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》的成品煤矸石空心磚。

燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法改善效果

《燒結煤矸石空心磚及其生產(chǎn)方法》通過選擇合理的原料和配比，以及科學的加工步驟，使得制成的煤矸石空心磚硬度高，耐酸性強，相比較市面上的普通磚塊優(yōu)勢顯著。

煤矸石磚的主要成分是煤矸石。煤矸石是在成煤過程中與煤共同沉積的有機化合物和無機化合物混合在一起的巖石，通常呈薄層，在煤層中或煤層頂、煤層底，是在煤礦建設和煤炭采掘、洗選加工過程中產(chǎn)生的數(shù)量較大的礦山固態(tài)排棄物。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。煤矸石按主要礦物含量分為黏土巖類、砂石巖類、碳酸鹽類、鋁質(zhì)巖類；按來源及最終狀態(tài)，煤矸石可分為掘進矸石、選煤矸石和自然矸石三大類。煤矸石排放量根據(jù)煤層條件、開采條件和洗選工藝的不同有較大差異，一般掘進矸石占原煤產(chǎn)量的10％左右，選煤矸石占入選原煤量的12％～18％。

煤矸石磚的生產(chǎn)成本較普通粘土磚低，煤矸石磚的強度較普通黏土磚高，利用煤矸石制磚不僅節(jié)約了土地，還消耗了礦山的廢料，它是一項有利于環(huán)保的低碳建筑材料。隨著改革開放政策的不斷深化，市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市建設飛速發(fā)展，各類市政工程，公用設施，高層建筑，民用建筑，安居工程拔地而起，將需要大量新型墻體材料，煤矸石磚便是主要的新墻體材料，雖然煤矸石磚的硬度是普通黏土磚兩倍左右，但是在實際的城市建設中，某些建筑對承重墻體硬度的要求越來越高，因此，普通煤矸石磚的硬度以及耐酸性已不能滿足實際需求。

《微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法》涉及一種用于金屬擠壓工藝的生產(chǎn)設備及其方法，更具體地說是指一種連續(xù)式的微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法。

微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法專利目的

《微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法》的目的在于提供一種連續(xù)式的微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法，該發(fā)明通過各生產(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，使金屬始終處于一種較好的擠壓狀態(tài)，從而實現(xiàn)高效率高質(zhì)量的連續(xù)式擠壓生產(chǎn)。

微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法技術方案

微晶擠壓設備，包括機座、設于機座上的擠壓輪和壓實輪，機座內(nèi)還設有擠壓模腔，機座上設有與擠壓模腔對接的活動式模具和用于驅動活動式模具的動力機構，動力機構設于活動式模具的擠出端；動力機構設有與機座聯(lián)接的固定端和與止抵于活動式模具外側的活動端，還包括與動力機構聯(lián)接的動力源。

其進一步技術方案為：所述的動力機構為與機座固定聯(lián)接的液壓缸結構體，所述的動力源為與液壓缸結構體液壓傳動聯(lián)接的液壓泵站；所述的液壓缸結構體包括設有

環(huán)形油腔的缸體和設于環(huán)形油腔內(nèi)的活塞，所述的缸體構成前述的固定端，所述的活塞構成前述的活動端；所述缸體包括位于外周的外缸部和位于中心的且用于套設活塞的軸部，所述軸部的中心設有用于穿過擠壓金屬料的中心穿孔，所述的活塞止抵于活動式模具的外側，所述的缸體上設有與液壓泵站聯(lián)接的進油口。

其進一步技術方案為：所述的動力機構包括止抵于活動式模具外側的滑動環(huán)體、與滑動環(huán)體旋轉式活動聯(lián)接的旋轉環(huán)體、用于固定支撐旋轉環(huán)體的外套部，及與旋轉環(huán)體傳動聯(lián)接的減速機構，所述的滑動環(huán)體、旋轉環(huán)體的中心設有用于穿過擠壓金屬料的中心穿孔，所述的外套部與機座固定聯(lián)接，所述的旋轉環(huán)體與外套部為螺紋式聯(lián)接；所述的動力源為與減速機構傳動聯(lián)接的電機。

其進一步技術方案為：還包括控制器，及與控制器聯(lián)接的用于檢測擠壓模腔壓力的壓力傳感器、用于檢測擠壓模腔溫度的溫度傳感器、用于檢測活動式模具位移的位移傳感器和用于驅動動力源的第一驅動電路；還包括與擠壓輪傳動聯(lián)接的擠壓電機，所述控制器還聯(lián)接有用于驅動擠壓電機的第二驅動電路。

其進一步技術方案為：還包括與控制器聯(lián)接的電流傳感器，所述的電流傳感器與第二驅動電路電性聯(lián)接。

其進一步技術方案為：還包括設于機座的擠出端的冷卻水槽、冷卻水泵和冷卻水傳感器，所述的冷卻水泵、冷卻水傳感器與控制器電性聯(lián)接。

微晶擠壓的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法是：被擠壓金屬料通過擠壓輪與壓實輪之間的摩擦牽引送入擠壓模腔內(nèi)，在后端的金屬料的連續(xù)擠壓下從活動式模具中擠壓出來；在生產(chǎn)過程中采集擠壓模腔的壓力和溫度，通過控制器的計算，輸入控制信號給第一驅動電路和第二驅動電路，進而調(diào)整活動式模具與擠壓模腔的距離和擠壓輪的進料速度。

其進一步技術方案為：所述的被擠壓金屬料為磷銅棒料，所述磷銅棒料的擠入直徑為16～20毫米，擠出直徑為10～45毫米；磷銅擠壓時溫度為510±30℃，活動式模具的擠出口的厚度為20～30毫米，擠出端的冷卻水槽的溫度為90±10℃，所需時間為0.5～2秒，其冷卻速度為210～840度/秒；從而細化磷銅料的晶粒為5～20微米。

其進一步技術方案為：所述的擠壓模腔的壓力為800～1200兆帕，中心值為1000兆帕；活動式模具的行程范圍為0～8毫米，中心值為4毫米；擠壓輪的進料速度為9～14米/分鐘，中心值為11米/分鐘。

其進一步技術方案為：擠壓生產(chǎn)過程中，控制器優(yōu)先采集擠壓模腔的壓力參數(shù)，通過活動式模具優(yōu)先將其調(diào)節(jié)為中心值，其次再采集擠壓模腔的溫度，再通過活動式模具的位移來將其調(diào)節(jié)為中心值，當活動式模具的調(diào)節(jié)已到達極限時，再通過第二驅動電路，調(diào)節(jié)擠壓輪的旋轉速度，進而調(diào)節(jié)進料速度；在控制過程中，為了兼顧擠壓模腔的壓力和溫度，可以同時調(diào)節(jié)活動式模具的集位移和擠壓的進料速度，優(yōu)先調(diào)節(jié)活動式模具的位移。

微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法改善效果

《微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法》與2011年之前的技術相比的有益效果是：該發(fā)明擠壓設備利用計算機構成的控制反饋回路，能對擠壓過程中的各個工藝參數(shù)進行實時的檢測并及時地進行調(diào)節(jié)，使金屬料在擠壓過程，始終處于一個較為理想的擠壓壓力和擠壓溫度下，從而能保證金屬料被擠壓之后的材料性能保證較好的一致性；其結構合理并且比較簡單，操作維護方便，有利于減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，提高產(chǎn)品質(zhì)量。采用該發(fā)明的微晶擠壓方法生產(chǎn)出來的磷銅陽極，由于其生產(chǎn)過程是在密閉中利用摩擦和強變形加熱，因此生產(chǎn)能耗低，銅桿不會被氧化，表面和內(nèi)部的磷含量也沒有散失。通過該發(fā)明擠壓設備可以有效地實現(xiàn)連續(xù)性擠壓，用于磷銅的擠壓生產(chǎn)時，能將固定直徑（比如φ16、φ20）的磷銅桿變成任意尺寸或形狀的銅桿，不單能使大桿變小桿，還實現(xiàn)了小桿變大桿，為進一步生產(chǎn)大尺寸磷銅陽極銅球提供了條件。經(jīng)金相分析，通過連續(xù)擠壓技術生產(chǎn)出來的陽極磷銅桿的微觀組織結構能優(yōu)于傳統(tǒng)的熱處理及軋制的微晶狀態(tài)，其晶體的顆粒更為細小、均勻。由于金屬料在連續(xù)性的擠壓過程中將其內(nèi)部的晶體進行重組，并且是較高壓力下進行的，從而改變了金屬料內(nèi)部晶體結構的緊密度；能改變金屬料的強度和硬度等性能；當金屬料為陽極磷銅桿時，擠壓后的磷銅桿在電解過程中，能使銅離子的析出更為均勻；在陽極磷銅桿的使用過程中發(fā)現(xiàn)，擠壓之后的陽極磷銅桿在電解過程中，其下方沉淀的銅粉末明顯少于未經(jīng)過微晶擠壓的磷銅桿，并且相同大小的陽極磷銅桿，其使用過程中的利用率比未經(jīng)過微晶擠壓的陽極磷銅桿多2.5％-6％。

2020年7月14日，《微晶擠壓設備及其生產(chǎn)方法》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎。