【正文】 此外長(zhǎng)石、石英等礦物仍然存在，部分硫鐵礦氧化成赤鐵礦。 ? 當(dāng)自燃溫度較高時(shí)，燃燒比較充分，粘土礦物已轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石(A3S2)， 此外還有石英、赤鐵礦、長(zhǎng)石等礦物。 ? 煤矸石的化學(xué)成分見(jiàn) P290表 10－ 13，表 10－ 14。 ? 可以看出，煤矸石經(jīng)自燃后，燒失量明顯降低，說(shuō)明自燃煤矸石中可燃物大大減少，水分也減少，而 SiO2和 Al2O3含量明顯增加。 煤矸石的處理方法 ? 難以綜合利用的煤矸石可以充填礦井，荒山溝谷和坍陷區(qū)，或覆土造田。 ? 暫時(shí)不能利用的煤矸石可以覆土、植樹。 ? 自燃煤矸石可以澆灑石灰水，進(jìn)行酸堿中和制止自燃。 煤矸石的活性 (activity) ? 煤矸石的活性取決于煤矸石中所含粘土礦物的種類、數(shù)量、脫水溫度及脫水相的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 ? 當(dāng)煤矸石中粘土礦物含量越高，則活性越高；粘土礦物脫水相的活性與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，按下列順序減小：高嶺石 水云母 綠泥石； ? 每一種粘土礦物在特定的溫度范圍內(nèi)脫水，晶體結(jié)構(gòu)破壞，變成無(wú)定形結(jié)構(gòu)的脫水相，結(jié)構(gòu)中可溶出的 SiO2和 Al2O3數(shù)量最多時(shí)，其活性最高。 ? 當(dāng)煅燒溫度偏低時(shí)，粘土礦物的結(jié)構(gòu)沒(méi)有破壞， SiO2和A12O3溶出量低，其活性低； ? 當(dāng)煅燒溫度過(guò)高時(shí)，無(wú)定形脫水相重結(jié)晶成穩(wěn)定的結(jié)晶相，其活性急劇下降； ? 只有當(dāng)脫水相處于無(wú)定形介穩(wěn)態(tài)時(shí) ,其活性最高。因此要獲得較好的火山灰活性，必須控制煤矸石的 最佳煅燒溫度 。 最佳煅燒溫度 不同粘土礦物其煅燒溫度亦不同，煤矸石的最佳煅燒溫度取決于所含的主要粘土礦物。例如： ? 以高嶺石為主的煤矸石，最佳煅燒溫度為 600～ 900℃ ； ? 以水云母為主的煤矸石，最佳煅燒溫度為 900～ 1000℃ ； ? 以蒙脫石為主的煤矸石，最佳煅燒溫度為 500～ 700℃ ； ? 以綠泥石為主的煤矸石，最佳煅燒溫度為 600～ 850℃ 。 煤矸石的最佳煅燒溫度必須通過(guò)試驗(yàn)而確定 ， 當(dāng)粘土礦物晶體結(jié)構(gòu)遭受破壞 ， 還沒(méi)有轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相的亞穩(wěn)狀態(tài)時(shí)活性最高 。 煤矸石燃燒時(shí)凈供出能量分析 ? 煤矸石燃燒過(guò)程中所能提供的能量關(guān)系到煤矸石燃燒供熱發(fā)電的可能性。 ? 煤矸石燃燒時(shí)放出的熱量 (發(fā)熱量 Qdw)主要包括生產(chǎn)性能耗（ Us）、 燃燒損失能耗（ Rs） 和凈供出熱量 (Jg） 三部分，可用下式表示： ? 也就是說(shuō)煤矸石在燃燒時(shí)的發(fā)熱量只有在扣除全部生產(chǎn)性能耗后，多余的熱量才能對(duì)外供熱，此為凈供出熱量。 ? 對(duì)不同熱值的煤矸石進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，分別計(jì)算出它們?nèi)紵龝r(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)的熱耗 (us)、 熱損失 (Rs)和凈供出熱量 (Jg),再經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明凈供出熱量 (Jg)與煤矸石發(fā)熱量 (Qdw)基本上呈直線關(guān)系，其線性回歸方程為： ssdwg RUQJ ???? 或gssdw JRUQ4 4 59 2 ?? dwg QJ? 當(dāng) Jg=0時(shí) ， 則 Qdw= 482=／ kg， 此值即為煤矸石燃燒供熱所需的最低發(fā)熱量 。 ? 同樣地 ， 將生產(chǎn)性能耗 、 熱損失 、 凈供出熱量分別折算成電量 ， 經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析 ， 得出凈供出電量 (Jg)與煤矸石發(fā)熱量 (Qdw)也呈直線關(guān)系 ， 其回歸方程為： 0 0 2 5 ?? dwg QJ? 當(dāng) Jg=0時(shí) ， Qdw= 409=／ kg， 這就是煤矸石燃燒發(fā)電所需的最低發(fā)熱量；低于此值 ， 燃燒煤矸石不但不能向外供熱 、 發(fā)電 ， 反而需要燃燒系統(tǒng)外提供能量才能燃燒 。 ? 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中 ， 由于實(shí)際的生產(chǎn)性能耗比計(jì)算值要大得多 ， 因此 ，一般認(rèn)為燃用煤矸石供熱 、 發(fā)電所需的最低發(fā)熱量應(yīng)為 3346Kg/Kg。 ? 煤矸石或劣質(zhì)煤在沸騰鍋爐 （ 流化床爐 ） 內(nèi) ,經(jīng) 850～ 1450℃ 充分燃燒 ，其放出的熱量可用于供熱或就近發(fā)電 ， 其排出的殘?jiān)捎蒙a(chǎn)水泥和硅酸鹽制品 。 煤矸石的利用 ? 生產(chǎn)水泥 ? 生產(chǎn)燒結(jié)磚 ? 生產(chǎn)微孔吸音磚 ? 煤矸石瓦 ? 煤矸石制品 （ 1）生產(chǎn)水泥 利用煤矸石可以生產(chǎn)三種水泥 ? 煤矸石硅酸鹽水泥 ? 煤矸石砌筑水泥 ? 煤矸石無(wú)熟料水泥 a. 煤矸石硅酸鹽水泥 ? 用煤矸石代替粘土配制水泥生料燒成熟料，其中 C3S含量 50％以上， C4AF含量 20％以上。再加入一定量的自燃煤矸石和石膏磨細(xì)就是煤矸石硅酸鹽水泥。 ? 煤矸石硅酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)有 27 32 42 52 625號(hào)。 ? 參考配方為： (％ ) 石灰石 煤矸石 鐵 粉 ? 不同地區(qū)配方會(huì)有所不同，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。 b. 煤矸石砌筑水泥 ? 參考配方為： (％ ) 自燃煤矸石 水泥熟料 石膏 67 30 3 ? 混合磨細(xì)即成水泥，標(biāo)號(hào)可達(dá) 150＃適用于配制砌筑水泥砂漿。 c. 煤矸石無(wú)熟料水泥 將沸騰爐渣加激發(fā)劑混合磨細(xì)而成，又可以有兩種： ? 石灰沸渣水泥 沸騰爐渣 石灰 石膏 70～ 85 10～ 25 ＜ 50％ 標(biāo)號(hào)在 225號(hào)以下 ,也可用水泥熟料取代石灰配制 12 17 225號(hào)沸渣砌筑水泥。 ? 石膏沸渣水泥 沸渣 礦渣 水泥熟料 無(wú)水石膏 45～ 55 20～ 25 14～ 16 10～ 14 325～ 435號(hào)石膏沸渣水泥，水化熱低，抗硫酸鹽性能良好，抗凍性與礦渣水泥相近，可用于民用建筑和水工工程。 (2) 生產(chǎn)燒結(jié)磚 用煤矸石替代部分或全部粘土用適當(dāng)工藝燒制而成。 ? 要求煤矸石的化學(xué)成分： (％ ) SiO2 Fe2O3 A12O3 CaO MgO S 50～ 70 2～ 8 5～ 20 20 3 1 ? 要求物理性能： 可塑性 硬度系數(shù) 混合料的發(fā)熱量 收縮率 煤矸石粒度 中等 4 約 1675J／ kg 3～ 8％ ＜ 2％（＞ 3mm） ? 燒結(jié)溫度 950～ 1100℃ ，焙燒時(shí)間 6～ 8小時(shí) (3) 生產(chǎn)微孔吸音磚 ? 原料及配比 (％ ) 煤矸石 半水石膏 白云石 鋸木 硫酸 100 20 4 20 2 ? 將破碎后的煤矸石、曬干的鋸木、白云石和半水石膏混合送入硫酸溶液中混合攪拌 ,白云石與硫酸反應(yīng)發(fā)泡 ,使混合料膨脹，然后澆注入模，經(jīng)干燥、焙燒而制成。 (4) 煤矸石瓦 ? 粘土和自燃煤矸石 (含水量 3％，粒徑 lmm)加水（泥料水分保持在 21～ 24％），攪拌擠壓成型，干燥 1～ 2天，入窯焙燒 (1050一1100℃) 而成。 (5) 煤矸石制品 (磚、砌塊、預(yù)制構(gòu)件 ) ? 以煤矸石無(wú)熟料水泥作膠結(jié)料，自燃煤矸石作粗細(xì)骨料，加水?dāng)嚢?，配制成半干硬性混凝土，?jīng)振動(dòng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的新型墻體材料。