1绪论
1.1国内外煤矸石利用概况
目前大量利用煤矸石生产烧结砖的国家主要有法国、英国、俄罗斯。这些国家所生产的煤矸石烧结空心砖的空心率一般为40％以上，容重700～900kg／m3，抗压强度100～150MPa。从使用上看，世界各发达国家工业利用废渣烧结的空心砖占有很大比例，如德国占砖产量90％，意大利80％，瑞士、奥地利占90％，罗马尼亚占60％，我国与上述国家相比差别较大。
我国煤矸石烧结砖的生产是在八届人大四次会议上通过的《“九五”计划和2010年远景目标纲要》中明确指出的“建材工业以调整结构、节能、节地、节水、减少污染为重点”、“要限制粘土砖的生产和使用，积极利用工业废渣生产墙体材料”以来开始大量发展的。目前这种生产线在国内近几年已建成很多，有些利用引进国外的技术和设备，有些利用国内开发研制的设备生产煤矸石烧结砖都取得了良好的效果。煤矸石烧结砖的各种物理力学性能与粘土砖和其他同类产品相比有很多的优点。它的强度高、性能稳定、容重轻、施工方便、耐火耐湿、尺寸精确、节约能耗，是一种性能良好的轻型承重墙体材料。另外它还可以制成装饰性的清水墙砖，这种产品档次高，有一定的科技含量，目前空心砖在建筑工程中已经被应用。
1.2我国利用煤矸石的必要性
利用煤矸石生产烧结空心砖符合我国建筑节能与墙体材料改革工作的政策。因为，除生产中的节能、节约土地外，带来的社会环境方面的效益是废弃物的充分利用、环境污染的减少，并且空心砖的应用减轻了建筑物自重，增强了建筑物的抗震性能，与实心砖相比，不但节约了运输费用，而且节约砌筑砂浆；提高施工工效；缩短施工周期，降低建筑造价；提高建筑物的隔热保温性能，尤其在北方采暖地区。由于空心砖良好的保温隔热性，使得墙体厚度减少，可增加建筑物的使用面积。
1.3原料处理工艺设备形式
利用煤矸石生产烧结空心砖必须根据煤矸石性能掺加部分页岩，并且对煤矸石页岩进行处理，获得合理的颗粒级配，以达到成型要求及烧结要求。
我国幅员辽阔，各地的煤矸石、页岩物理性能及化学性质不尽相同，必须根据煤矸石、页岩的性能合理搭配，并根据其性质及配比选择不同的原料处理工艺设备，以达到最佳的处理效果，满足生产线产品品种、产品质量等要求。目前原料处理工艺设备在国内外主要有对辊破碎处理工艺，粗破加锤式破碎机处理工艺，粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺等，每种工艺设备对原料的适应性各不相同。下面就几种工艺设备情况进行详细分析。
2原料处理工艺设备分析
2.1原料处理采用对辊破碎处理工艺
目前对原料采用对辊破碎处理工艺的主要是国外，这是由于国外生产的烧结砖为高档产品，比如清水墙砖、高孔洞率空心砌块等。这些产品要求原料处理颗粒比较细，颗粒度要求在1mm以下。主要工艺流程如1.
2.1.1生产工艺简述
煤矸石、页岩由装载机分别运到各自板式给料机均匀计量装到皮带输送机上送给齿辊破碎机进行粗破，粗破后的原料粒度小于20mm；粗破后的原料由皮带输送机送入细碎对辊机进行细碎，细碎后的原料粒度小于2mm；细碎后的原料由皮带输送机送入双轴搅拌机加水搅拌；搅拌好的物料由皮带输送机送入高速细碎对辊机进行最后的粉碎，粉碎后的物料粒度小于1mm.粉碎好的物料由皮带输送机送入陈化仓陈化处理。
2.1.2对辊破碎工艺的适用性
对辊破碎工艺对原料的适用性不是很强，它适用于以下几种情况。
（1）纯粘土烧结砖生产线。
（2）由于煤矸石物理及化学性能很差，需要大量掺加粘土质页岩或粘土。
（3）粉煤灰、页岩烧结砖生产线，并且页岩品质性能要好。
（4）纯页岩烧结砖生产线时，页岩为软质页岩，风化效果好（相当于粘土）。
2.1.3对辊破碎工艺的优缺点
对辊破碎工艺的缺点是不适用于对硬质原料的处理，因为原料硬度大时，它不能破碎成需要的物料。如破碎煤矸石时对辊机不能将煤矸石破碎成细粉，只能破碎成小粒状物料，不适宜烧结砖的成型及烧结。再比如破碎硬质页岩时，由于原料硬度大，会出现小颗粒物料或片状物料，原料达不到烧结砖需要的颗粒。
对辊破碎工艺的优点是对原料的含水率要求低，原料的含水率最高可达25％，适用于粘土和软质页岩。由于可使用含水率高的原料，对辊破碎使粉尘减少，有利于周围环境和操作人员的保护。
2.2原料处理粗破加锤式破碎机处理工艺目前对原料采用粗破加锤式破碎机处理工艺的主要是国内，主要是由于国内生产的烧结砖为普通产品，比如实心砖、KP1砖等。这些产品要求原料处理颗粒比较粗一些，颗粒度在3mm以下就可以满足烧结砖要求。粗破选用的破碎机是常用的颚式破碎机。主要工艺流程如2.
2.2.1生产工艺简述
煤矸石、页岩由装载机分别运到各自送给颚式破碎机进行粗破，粗破后的原料由皮带输送机送入板式给料机均匀计量装到皮带输送机上，粗破后的原料粒度小于50mm；原料由皮带输送机送入锤式破碎机进行细碎，锤式破碎机内下部带有篦条或筛网，根据出料粒度要求调节篦条或筛网孔大小，细碎后的原料粒度小于3mm；细碎后的原料由皮带输送机送入双轴搅拌机加水搅拌；搅拌好的物料由皮带输送机送入陈化仓陈化处理。另外，也有将板式给料机放在颚式破碎机之前先进行计量的，但由于未进行粗破前，原料颗粒较大，而先给板式给料机计量，原料计量误差要大一些。所以推荐先粗破再计量的处理方式。
2.2.2粗破加锤式破碎机处理工艺的适用性
粗破加锤式破碎机处理工艺对原料的适用性还是很强的，它适用的原料范围比较广。主要适用于以下几种情况。
（1）纯煤矸石烧结砖生产线。但纯煤矸石烧结砖比较难做到，主要是原料的物理和化学性能都要符合要求。
（2）由于煤矸石物理及化学性能很差，需要大量掺加页岩或粘土烧结砖生产线。
（3）粉煤灰、页岩烧结砖生产线。
（4）纯页岩烧结砖生产线。
2.2.3粗破加锤式破碎机处理工艺的优缺点
粗破加锤式破碎机处理工艺的缺点是不适用于对含水率较高原料的处理，因为锤式破碎机内带有篦条或筛网，原料含水率较高时，锤式破碎机内的物料将篦条孔或筛网孔堵塞，物料不能从孔隙顺利落下，锤式破碎机的产量就会降低或停机检修。另外物料对锤式破碎机的锤头磨损也比较大，要经常更换锤头。锤式破碎机破碎原料产生的粉尘比较大，要采用好的密封方式和收尘方式，以解决原料破碎过程中的粉尘污染，保护环境及操作人员。
粗破加锤式破碎机处理工艺的优点是除对原料的含水率要求较严格外，对满足烧结砖原料的其它物理和化学性能要求不高，基本适用于我国的煤矸石和页岩原料。也是目前我国普遍采用的一种原料处理方式。
2.3原料处理粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺
国内生产烧结砖时加上筛分后可以更好地控制粒度，可以更好地调节产品品种。随着产品品种要求对原料处理颗粒可以由粗到细，颗粒度在1～3mm范围内调节，以满足烧结砖产品品种的要求。粗破选用的破碎机也是常用的颚式破碎机。主要工艺流程如3.
2.3.1生产工艺简述
煤矸石、页岩由装载机分别送给各自颚式破碎机进行粗破，粗破后的原料由皮带输送机送入板式给料机均匀计量装到皮带输送机上，粗破后的原料粒度小于80mm；原料由皮带输送机送入储料仓，再由定量给料机送给锤式破碎机进行细碎，锤式破碎机内下部带有篦条或筛网，根据出料粒度要求调节篦条或筛网孔大小，细碎后的原料粒度小于5mm；细碎后的原料由皮带输送机送入储料仓，再由定量给料机送给振动筛进行筛分，合格的细料由皮带输送机送入双轴搅拌机加水搅拌；搅拌好的物料由皮带输送机送入陈化仓陈化处理。不合格的物料由皮带输送机送回锤式破碎机的储料仓，重新进行破碎。
另外，这种方式也有将板式给料机放在颚式破碎机之前先进行计量的，同样原料计量误差要大一些，所以还是推荐先粗破再计量的处理方式。筛分设备有振动筛和回转筛两种方式，振动筛设备是筛网振动筛分物料，设备筛分效率较高，投资偏高；回转筛设备是筛网转动筛分物料，设备筛分效率低，投资较低。
2.3.2原料粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺的适用性
原料粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺对原料的适用性也是很强的，它适用的原料范围比较广。
同样适用于以下几种情况。
（1）纯煤矸石烧结砖生产线。但纯煤矸石烧结砖比较难做到，主要是原料的物理和化学性能都要符合要求。
（2）由于煤矸石物理及化学性能很差，需要大量掺加页岩或粘土烧结砖生产线。
（3）粉煤灰、页岩烧结砖生产线。
（4）纯页岩烧结砖生产线。
2.3.3原料粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺的优缺点
原料粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺的缺点是不适用于对含水率较高原料的处理，因为锤式破碎机内、筛分设备带有篦条或筛网，虽然篦条或筛网的孔可以放大一些，但原料含水率较高时，锤式破碎机内、筛分设备的物料同样会将篦条孔或筛网孔堵塞，物料不能从孔隙顺利落下，锤式破碎机产量就会降低或停机检修，筛分设备的效率也会降低。另外物料对锤式破碎机的锤头磨损也比较大，要经常更换锤头。同时由于增加了筛分过程，工艺布置要复杂。
而且锤式破碎机破碎、原料筛分产生的粉尘比较大，要采用好的密封方式和收尘方式，以解决原料破碎、原料筛分过程中的粉尘污染，保护环境及操作人员。
原料粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺的优点是除对原料的含水率要求较严格外，对原料的其它物理和化学性能要求不高，基本适用于我国的煤矸石和页岩原料。原料粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺对烧结砖生产线产品品种适应能力很强，既适应生产普通的烧结制品，也适应生产高档的产品。因为它可以通过调节振动筛的筛网孔大小，调节原料的颗粒度，以达到生产不同产品的目的，它也是目前我国普遍采用的一种原料处理方式。
3结论及建议
以上几种煤矸石、页岩原料处理工艺设备是国内外多年实际生产比较成功的工艺设备，已经在生产实践中得到了充分的验证。其中原料处理对辊破碎处理工艺造价较高，主要是因为对辊机本身制造价格高，并且国内对辊机制造水平不过关，尤其是辊皮完全依赖进口；原料处理粗破加锤式破碎机、筛分处理工艺造价次之，主要是因为处理工艺复杂，增加设备和厂房投资；原料处理粗破加锤式破碎机处理工艺投资最低，但设备磨损较大，原料处理粒度存在局限性。当然煤矸石、页岩原料处理工艺设备也不止以上几种方式，究竟采用何种原料处理工艺设备，要根据当地原料的物理和化学性能、产品品种、投资者的实力、当地的实际情况等综合因素，选择最佳的原料处理工艺设备，才能生产出高质量的产品。
