利用煤矸石制备彩色陶瓷砖的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

煤炭是我国长期以来最主要的能源，其资源非常丰富，2013年产量已超过37亿吨，占全球煤炭产量的46．4％。随着我国煤炭行业不断发展，煤炭开采伴生的煤矸石产生量也与日俱增。据了解，煤矸石产生量按原煤产量的10-15%计，每年煤矸石增加至少5.55亿吨，历年积存下来的煤矸石已超过45亿吨，占地40万亩以上，而且仍在继续增加，成为目前我国排放量最大的固体废弃物之一，若处理不当将成为新的环境问题。

早在数十年前，煤矸石的综合利用便引起各国的关注。英国煤管局在1970年成立了煤矸石管理处，波兰和匈牙利联合成立了海尔得克斯矸石利用公司，专门从事煤矸石处理和利用。其中，最普遍的利用方式是煤矸石发电、生产建筑材料和工程填料。中国利用煤矸石制砖经历了四个发展过程。1965年以前为第一阶段,煤矸石制砖在四川省和辽宁省就开始研究和工业性试验出产品；第二阶段为1965-1985年,中国的煤矸石制砖处于低水平发展阶段；第三阶段为1986-2000年的15年，中国煤矸石制砖发展较快．实现了跨越式的发展。2000年以来为第四阶段,利用煤矸石制砖发展较快，技术上趋于成熟，又跨上了一个新台阶。改变了建筑中使用的单一围护结构，产品具备了节能、装饰和围护承重等多种功能。目前，我国煤矸石制砖主要集中在承重砖、空心砖方面，但装饰砖生产以及应用还没有得到大力推广，有巨大的前景，所以对于煤矸石所制彩色陶瓷砖的各项性能的研究是十分有意义的。

煤矸石是夹杂在煤系地层中的岩石，在成煤过程中与煤层伴生、共生的一种含碳量较煤低，比煤坚硬的黑色岩石。它是在建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中产生的混合固体废弃物，主要含有煤炭、砂岩、泥质页岩和炭质页岩等各种岩石。煤矸石的矿物成分中以粘土矿物和石英为主，主要包括高岭土、长石、伊利石、方解石、水铝石、黄铁矿、蒙脱石、云母、绿泥石类以及少量的稀有金属矿物，部分煤矸石中高岭石含量高达60%以上，属于劣质燃料，发热量低(4.19～12.6mj/kg)。煤矸石的主要化学成分是a1203和sio2，另外还含有数量不等的fe203、cao、mgo、na20、k2o、p2o5、so3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。煤矸石目前可用于筑路、生产烧结砖及非烧结砖、混凝土制品、砌筑砂浆材料和陶粒等轻骨料。因此，加强对煤矸石资源再生化处理具有十分重要的意义与现实价值。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容、目标：

（1）煤矸石组成及物理性能分析。主要研究分析煤矸石的基本物理性能、矿物组成以及成分，辅以粘土等原料，确定煤矸石制备彩色陶瓷砖的基本配方。

（2）煤矸石制备彩色陶瓷砖的工艺条件。主要研究以煤矸石为主要原料的彩色陶瓷砖的制备工艺条件，试验对比不同制备工艺，包括烧成制度、成型工艺等工艺参数，确定最佳的工艺参数。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，了解课题研究需要的设备以及相关测试方法。明确研究内容，确定实验方案，完成开题报告。

第4-10周：根据研究的技术路线，初步确定实验方案，并进行相关的试验研究。

第11-13周：根据结构和性能要求，制备合成目标产物，进行材料组成、相貌测试及分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王斌,张冬健,谷林,等.煤矸石综合利用的研究概述[j].煤炭加工与综合利用,2013，3：77-80.

[2]张晓宇.煤矸石综合利用途径的分析[j].化工管理,2014,35:3-4.

[3]张露露.山西省煤矸石生态处置模式研究[d].陕西师范大学,2011.