【原】制砖原料概述

                                                           袁东海

    我国传统的制砖工艺都是使用粘土，粘土颗粒细、塑性好、烧结温度低，所以其处理设备非常简单。但粘土造砖会破坏大量耕地，所以国务院早在1992年就下文要求禁止使用粘土造砖，鼓励使用工业废渣、页岩、江河淤泥、城市污泥等材料造砖，工业废渣主要有煤矸石、粉煤灰、铁矿渣、油母页岩灰、赤泥、炉渣等。

    利用煤矸石和页岩造砖，在我国已有几十年的历史，但都是小型生产线，产量低、产品质量差，与现代化制砖生产线差异很大，所以上世纪末期为了大量利用废渣，我们建设的大型现代化生产线都走了很多弯路，从工艺配方到机械装备都进行了很长时间的探索。

    就目前国内制砖装备来看，只能达到或接近达到现有烧结砖国标要求，应该说我们现行的烧结砖国标质量要求还是很宽松的，和发达国家相比差距很大。即便如此，对于全煤矸石和塑性较差的页岩等原料，如果严格按照现行国标生产空心砖，我们的破碎设备也很难满足生产需要。欧美一些国家，砖厂原料破碎后最大粒度一般都在0.8mm以下，有的煤矸石原料破碎后最大粒度0.375mm，而我国砖厂原料破碎后粒度一般都在1.5mm以上，绝少有小于1.5mm的。

    最初我们推广大断面隧道窑生产线时，都对原料处理认识不足，当时原料破碎粒度都在2.5-3 mm之间，对于一些塑性差的煤矸石来说，这样的粒度生产空心砖难度是很大的，即便通过提高砖机挤出压力使泥料勉强成型，也会带来很多问题，石灰石爆裂和欠火造成的粉化都在所难免，这样的教训比比皆是。近几年来我们已逐步认识到原料处理对制砖的重要性，破碎粒度从2.5-3 mm降低到1.8-2.5mm，产品质量也有了很大提高。但破碎设备还没有根本性的突破，绝大部分都是围绕着锤式破作文章，所以改进也是很有限的。

    就工业废渣在制砖行业的使用比例来看，我国与世界各发达国家相比还是很落后的。如德国使用工业废渣生产的砖占总产量的70%，意大利占80%，瑞士、奥地利占75%，罗马尼亚占60%，而我国目前平均占到35-38%，且东西部发展极不平衡。东部因限制粘土，废渣利用率高一点，尤其一些矿山企业基本上达到煤矸石利用率80%以上；而西部地区由于不限粘土，尤其黄土高原，仍然以粘土为主。西南地区页岩资源丰富，基本上以页岩为主。

    对隧道窑来说，就如何推动工业废渣的大量利用也是需要我们研究的一个新课题，如西北富煤地区，煤矸石热值一般都在1000千卡/千克，就目前我们的隧道窑技术而言，这样的煤矸石只能利用50%，即热值500千克/千克，这就需要在原料中掺加黄土或页岩来降低热值。

    近几年在利用城市污泥、赤泥、铁矿渣、油母页岩灰等工业废渣方面也进行了很多研究，建设了十几条制砖生产线，但都是生产实心砖或普通空心砖为主，没有高档制品生产线。

    粉煤灰利用率一般在30-50%（重量比），因为粉煤灰本身没有塑性，要想通过挤出成型必须掺加塑性原料如粘土或页岩、煤矸石等，使掺配后的原料塑性适中，才能便于成型。

    原料是制砖生产线的基础，原料好，对于制砖生产线的建设来说已经成功了一半；原料不好，生产线的建设和生产经营都要带来很多困难。国内很多现代化砖厂之所以举步维艰主要是因为原料没有选好，或没有处理好，但对质量本来很一般或很不好的原料进行处理（深加工），势必使生产成本增加，在目前制砖行业现状来看，困难是非常大的。所以对原料的选择一定要慎重，多考察调研，做好小样试验和工业试验是非常关键的。驾驶员有句话叫“事前预防总强于事后弥补”，对于砖厂原料的选择也很有借鉴意义。

    原料破粉碎与泥料制备是指原料进场，经过破碎、粉碎和加水搅拌成湿料后，卸入陈化库的工艺过程。泥料的制备是制砖生产的第一道工序，是制砖生产的基础工序，它关系到泥料粒度组成质量、泥料的最佳热值、泥料产量和陈化库中陈化的时间，以及泥料的水分等。其中有一个因素达不到指标，将给以后各道工序的生产带来一定的困难。例如，泥料粒度较粗，则塑性差，成型难度大，其制品表面粗糙；泥料热值低，焙烧窑烧成温度低，易产生制品欠火，而泥料热值过高，焙烧窑烧成温度过高，又易产生制品过烧；泥料产量低，成型生产时，泥料供不应求，不仅影响成型和烧成的产量，而且泥料的陈化时间短，塑料差，也会影响其产品质量。

    总之，如果在第一道工序，即基础工序出现质量问题，将严重影响产品的产量与质量，则会造成重大的经济损失。

《烧结砖瓦工厂设计规范》GB50701-2011对原料设计做了很详细的规定：

6.1一般规定

6.1.1  原料的选择应遵循就地取材、因地制宜的原则，根据当地资源情况合理优化配置。

6.1.2  厂址附近应有质量适宜、储量丰富的原料。

6.1.3  烧结砖瓦工厂的设计应更加原料质量、储量及原料工艺性能等因素确定产品方案和工艺方案。

6.1.4  烧结砖瓦的原料应由具有资质的实验室进行工艺性能试验，为工艺方安设计提供依据。

6.1.5  烧结砖瓦工厂严禁占用和利用农用地取土生产烧结砖瓦。

                             6.2原料的质量要求

6.2.1  烧结砖瓦原料混合料的放射性核素限量指标应符合现行国家标准《建筑材料放射性核素限量》GB 6566的有关规定。

6.2.2  烧结砖瓦原料应测定矿物成分、物理性能和化学成分，综合分析判断原料制砖瓦的可行性、原料对产品的适宜性以及适宜的工艺。

6.2.3  烧结砖瓦原料可以选用2种或2种以上可行原料进行配比，也可采取工艺措施对原料性能进行优化。

6.2.4  含有料礓石、石灰石的原料以及可溶性盐类含量高的原料，应经实验后确定其可行性。

                             6.3废弃物的利用

6.3.1  烧结砖瓦工厂设计宜利用或掺配废弃物作为原料，应利用含能工业废渣作为原料兼燃料，综合利用资源和能源。

6.3.2  废弃物的利用应满足产品方案和质量要求。

6.3.3  煤矸石工艺性能与产品要求相适宜时，宜以煤矸石为主要原料生产烧结煤矸石砖。

6.3.4  以煤矸石为原料生产烧结砖时，其排放烟气中硫的含量应符合环保要求。

6.3.5  以粉煤灰为原料生产烧结砖时，应加入黏结剂。

6.3.6  在有条件的地区，应利用建筑基坑土、污泥等作为原料。