一种碱激发煤矸石的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种碱激发煤矸石的处理方法。用于制造装饰板，外墙装饰板由装饰面层和中料层压合而成,装饰面层的外表面喷涂装饰面层物料，中料层由流浆成型的中料层物料制成。装饰面层物料由下述重量份计的组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1‑30份、水20‑60份、纸浆纤维5‑30份、颜料1‑30份、聚丙烯纤维0.5‑1份。所述中料层物料由下述重量份组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1‑20份、水20‑50份、纸浆纤维10‑40份、聚丙烯纤维0.5‑2份。本发明专利技术充分利用了煤矸石的潜在水硬性，在较高的水化速度中生成达到外墙装饰板各项性能指标的高强度产品，并保证了板材的成坯质量，可实现批量生产。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种碱激发煤矸石的处理方法
本专利技术涉及一种碱激发煤矸石的处理方法，具体讲涉及一种碱激发煤矸石制作装饰板的方法。
技术介绍
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，污染大气，煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎，另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘，在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。近几年研发的新型建筑外墙装饰材料常用的有建筑涂料、外墙砖、玻璃幕墙、陶瓷挂板、铝板、铝塑板等。外墙涂料安全、色彩丰富、容易更新,但对墙体的诸如抗裂性、耐候耐久性保护性能较差，且易脏、易褪色；而玻璃幕墙的反光、陶瓷挂板的高密度和外墙砖本身自重大，给在外墙高层建筑使用带来潜在危险，并且通常高温烧制，属高污染高能耗类产品，安全隐患和环保隐患并存。铝板，铝塑板等金属类外墙装饰材料由于其造价高昂，安装要求复杂，难以普及。因此，人们着力研发价格低廉、环保、易于生产，且质量轻、强度高、韧性高、耐久性好、收缩率低的外墙装饰板材。碱激发胶凝材料是由潜在胶凝材料组分和碱性激发剂反应生成的一类胶凝材料，具有原材料丰富(可利用工业废弃物)，制备简单和能耗低等优点，并且兼备良好的耐腐、耐高温等性能。其中，潜在凝胶材料组分主要为偏高领土、粒化高炉矿渣、粒化磷渣及粉煤灰等。碱性激发剂主要是苛性碱、可溶性硅酸盐或非硅酸盐。碱激发胶凝材料与传统硅酸盐水泥相比，具有需量小、水化热低、强度高和耐久性好等优点。而碱激发剂的种类、矿渣的成分和结构的差异都可使水化产物的组成和结构产生较大差异。(碱激发胶凝材料的应用研究，张波(173)53，《中国胶凝剂》第2014年3月第23卷第3期)本专利技术人经过长期艰苦的探索和反复的实验发现采用碱激发胶凝材料生产外墙装饰板需要解决以下诸多庞杂的问题：如何从无数可能的方案中甄选出潜在凝胶材料组分的复配以提高早期水化速度、并生成高强度的产物，达到外墙装饰板抗腐蚀、抗冲击、抗疲劳、韧性高、耐久性好、收缩率低等等各项性能指标；如何配制恰当的碱性激发剂在水化过程中对复配的潜在凝胶材料活性激发，使其潜在水硬性得到充分发挥；如何提高稀浆薄料成坯质量以及如何实现流水线作业达到批量生产。这一系列连锁性问题成为碱激发胶凝材料产业化生产外墙装饰板的难点。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服上述难点，本专利技术提供一种碱激发煤矸石的处理方法，该技术方案充分发挥了煤矸石的潜在水硬性，在较高的水化速度中生成高强度产物以达到外墙装饰板各项性能指标，并保证了板材的成坯质量，可实现批量生产的流水线作业。本专利技术提供的碱激发煤矸石的处理方法，所述方法用于制造装饰板，所述装饰板包括压合的装饰面层和中料层,所述装饰面层外表面喷涂有装饰面层物料，所述中料层由流浆成型的中料层物料制成，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1-30份、水20-60份、纸浆纤维5-30份、颜料1-30份、聚丙烯纤维0.5-1份。所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1-20份、水20-50份、纸浆纤维10-40份、聚丙烯纤维0.5-2份。进一步，所述碱性激发剂为苛性钠、石灰和二水石膏复合配制而成，进一步，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂15份、水30份、纸浆纤维25份、颜料5份、聚丙烯纤维1份。所述的装饰面层物料另一优选方案由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂12份、水40份、纸浆纤维30份、颜料10份、聚丙烯纤维1份。进一步，所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂10份、水25份、纸浆纤维30份、聚丙烯纤维1.5份。所述中料层物料另一优选方案由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂10份、水30份、纸浆纤维40份、聚丙烯纤维1.5份。进一步，所述碱性激发剂中苛性钠：石灰：二水石膏为4：2：1.5。所述碱性激发剂另一优选方案中苛性钠：石灰：二水石膏为5：3：1.5。所述煤矸石为煤矸石原渣经粉磨后制得，比表面积300-600m2/kg。装饰板的制备方法如下：1)将所述装饰面层物料和中料层物料分别按照溶液、粉体和纸浆纤维的顺序依次加入搅拌机中搅拌5-10min；2)将装饰面层物料喷射在涂有脱模剂的带有纹理的模板上；3)将中料层物料卸入流浆机中流浆成型，于20-35℃、0.1-1MPa和10-20m/min车速下流浆脱水成型；4)将带有装饰面层物料的纹理模板压制在流浆成型的中料层上；5)将成型的湿板材切割成相应尺寸；6)将板材放入20-50℃、相对湿度70-90％的环境中养护1-3天；7)将毛坯板切割成规格尺寸。所述碱性激发剂为苛性钠、石灰和二水石膏复合配制而成，均为工业级，优等品，含量≥99.0％。煤矸石是煤炭开采过程中的副产品，其主要成分是氧化硅和氧化铝，由于其含碳量较低、同时含有大量的黏土类矿物，不宜作为功能物质，被大量的任意堆放，不仅大量的占用了土地和农田，而且严重污染环境，减排煤矸石，并使其无害化、资源化已势在必行。煤矸石含有大量的黏土类矿物，经过一定温度煅烧后具有一定的火山灰活性，掺加一定碱性激发剂可以使其活性得到最大限度的释放，形成碱激发煤矸石胶凝材料，可以使煤矸石变废为宝、实现高附加值再利用。目前碱激发煤矸石胶凝材料在应用方面研究较少，尤其在板材制品的应用上仍处于空白。因此，进一步寻求更理想的建筑用碱激发煤矸石外墙装饰板成为现实所需。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术选取碱激发煤矸石生成胶凝材料，其水化热较低，以其制备的外墙装饰板具有抗冲击强度高、韧性高、抗疲劳性能好、耐久性好、收缩率低、尺寸稳定性好等优点；2、碱性激发剂可以在水化过程中对煤矸石活性激发，使其潜在水硬性得到充分发挥；4、该工艺生产效率高，成本低，很容易形成流水线作业和批量生产；5、该工艺可提高稀浆薄料成坯质量。具体实施方式下面通过具体实施例的方式对本专利技术提供的技术方案做进一步清楚完整的说明，但它们并不构成对本专利技术的限制。实施例11.碱激发煤矸石的处理方法1)配制碱性激发剂：按重量比，苛性钠：石灰：二水石膏为4：2：1.5。2)配制装饰面层物料：按重量份计，煤矸石100份、碱性激发剂15份、水30份、纸浆纤维25份、颜料5份、聚丙烯纤维1份。3)配制中料层物料：按重量份计，煤矸石100份、碱性激发剂10份、水25份、纸浆纤维30份、聚丙烯纤维1.5份。上述组份中煤矸石的成分为:质量百分比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﹪、烧失量5.61％2.制备外墙装饰板1)将装饰面层物料和中料层物料分别按照溶液、粉体和纸浆纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱激发煤矸石的处理方法，所述方法用于制造装饰板，其特征在于，所述装饰板包括压合的装饰面层和中料层,所述装饰面层外表面喷涂有装饰面层物料，所述中料层由流浆成型的中料层物料制成，所述装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1‑30份、水20‑60份、纸浆纤维5‑30份、颜料1‑30份、聚丙烯纤维0.5‑1份；所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1‑20份、水20‑50份、纸浆纤维10‑40份、聚丙烯纤维0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种碱激发煤矸石的处理方法，所述方法用于制造装饰板，其特征在于，所述装饰板包括压合的装饰面层和中料层,所述装饰面层外表面喷涂有装饰面层物料，所述中料层由流浆成型的中料层物料制成，所述装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1-30份、水20-60份、纸浆纤维5-30份、颜料1-30份、聚丙烯纤维0.5-1份；所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂1-20份、水20-50份、纸浆纤维10-40份、聚丙烯纤维0.5-2份。2.按照权利要求1所述的碱激发煤矸石的处理方法，其特征在于，所述碱性激发剂为苛性钠、石灰和二水石膏复合配制而成。3.按照权利要求1所述的碱激发煤矸石的处理方法，其特征在于，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂15份、水30份、纸浆纤维25份、颜料5份、聚丙烯纤维1份。4.按照权利要求1所述的碱激发煤矸石的处理方法，其特征在于，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂12份、水40份、纸浆纤维30份、颜料10份、聚丙烯纤维1份。5.按照权利要求1所述的碱激发煤矸石的处理方法，其特征在于，所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：煤矸石100份、碱性激发剂10份、水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓舒，纪勇，段晓，张军华，马春羽，
申请(专利权)人：河北卓达建材研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13