曹 阳 巩宪辉 李长兴 李一文 荣舒悦

（黑龙江科技大学 矿业工程学院，黑龙江 哈尔滨 150002）

煤矸石简称矸石，是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、坚硬的黑色岩石，在煤炭生产过程中成为废弃物[1-4]。其主要成分是SiO2、Al2O3，还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3等微量元素[5-8]。近几年，煤矸石的综合利用越来越广泛[9]。本文通过实验研究了煤矸石部分性质对其所制烧结砖的性能的影响，为低成本制备高性能煤矸石烧结砖的研究提供一定的参考。

1 实验

1.1 煤矸石来源

实验所用煤矸石采自黑龙江省鸡西市正阳煤矿。煤矸石的主要矿物组成为高岭石，其次是石英、白云母，以及少量的方解石、白云石和伊利石等[10]。

本实验主要原料为煤矸石、粘土以及自来水。通过破碎机将煤矸石破碎，破碎后用40目、80目、120目、150目、200目的筛子分别筛出不同粒度的煤矸石颗粒，同时将粘土破碎，确定煤矸石与粘土的混合比例，煤矸石+粘土=300g，根据比例得出所需煤矸石和粘土的质量，分别称量，最后采用平铺混合法混匀（必须保证混合后的样品统一呈浅黄色、浅灰色或者灰色，绝不能出现不同颜色的情况）。制备好坯料后倒入模具当中进行压制，压力2～20MPa，时长15分钟，压制后自然干燥，得到样品，规格11.5 mm*7mm*5mm。

根据GB2542-2012规定对样品进行力学性能的测试，所用加载速度为2kN/s。同时根据GB2542-2012分析样品吸水率、体积密度。

分析原料煤矸石的化学组成，结果如表1，本实验所用煤矸石的主要化学组成是SiO2和Al2O3，成分含量基本满足制砖的要求。另外，煤矸石的烧失量达到了14.66%，代表原料有机碳含量较高。……