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煤矸石是我国占地最多和累计存量最大的工业废弃物。煤矸石每年排放总量超过3亿吨,逐年增长,约占全国工业废渣排放量的1/4。大量的煤矸石堆积成矸石山不仅侵占土地破坏生态环境,而且容易引发地质灾害。其淋滤物污染水体,自燃后形成有害气体污染环境、影响人体健康。国内对于煤矸石的大宗资源化利用,用以制取空心砖等传统建材较多,应用也比较成熟;用于制取陶粒尚处于起步阶段。由于陶粒的性能优越,用以配制高性能混凝土,能够实现建筑向轻质、高强方向发展,制作保温板,防火性能良好,应用前景广泛。当前,国内用页岩、粉煤灰等废渣烧制陶粒的研究较多,并取得了一定的成果。但对于煤矸石,主要以黏土质煤矸石研究较多,类似辽宁朝阳地区的砂岩质煤矸石,由于可塑性低,成球困难,制品强度不高,难以烧制成合格的陶粒,严重制约了其大宗化、资源化利用。本文以砂岩质煤矸石为主要原料,通过理论分析和试验研究,探索一套提高配料可塑性、生产陶粒的工艺技术方案。测试了不同的原料细度对塑性指数和耐跌落次数的影响,综合工艺简单和经济合理两因素,确定了粗、细料的配比方案为33:67;预选页岩和油母页岩为辅料,以塑性指数、耐跌落次数和筒压强度为指标,通过掺量的不同,分析掺入料对前述指标的影响,在保证陶粒品质的基础上,确定最大化利用砂岩质煤矸石的最佳配合比例;以前期试验为基础,选用水玻璃为粘结剂,以生料球的耐跌落次数和陶粒的筒压强度为指标,确定了适宜的添加量为2%;以对焙烧制度影响较大的预热温度、预热时间、焙烧温度和保温时间为四个因素进行焙烧方案优化,确定了烧制陶粒的最佳工艺条件:预热温度450℃、预热时间20min、焙烧温度1150℃、保温时间10min。该条件下烧制的陶粒质量符合700级高强轻集料的要求。通过优选原料、调整优化配比,添加粘结剂的措施提高了生料球的质量,进而对焙烧方案进行优化,制备出了符合要求的陶粒产品,创造了一条资源综合利用的新途径。