随着我国为保护土地、节约资源、取缔或限制生产使用黏土砖的工作进一步深入，全国各地以煤矸石、粉煤灰、炉渣、矿渣和生活垃圾为原料的制砖工艺不断推出。尤其是以煤矸石、粉煤灰为原料的内燃多（大）孔烧结砖生产工艺广泛推广，实现煤矸石、粉煤灰排放与利用的良性循环，为消除这些工业废料提供了有效的途径。摆脱了制砖必须用黏土、烧砖必须用煤的束缚，利于环保，节约了能源。
相对黏土而言，煤矸石硬度较大、塑性较差、化学成分复杂和具有一定的发热量。对原料制备、挤出成型、干燥和焙烧提出了更高的工艺要求。大容量发电机组的粉煤灰无塑性、无（低）发热量，但在制砖焙烧温度内化学成分稳定。是调赔原料发热量、调整原料塑性、改善干燥敏感系数的良好辅助原料。为了使其具备制砖所必须具备的技术性能，应根据具体情况对它们分别进行粉碎、搅拌、混匀、陈化、碾练等一系列加工，进行改性处理，以满足工艺要求。
煤矸石的化学成份比较复杂。据《矿物学与烧结砖瓦生产》（湛轩业著）一文介绍主要有以下几种：
二氧化硅（SiO2）：是烧结砖原料中的主要成份，含量宜为55～70%。超过时，原料的塑性太低，成型困难，而且烧成时体积略有膨胀，制品的强度也会降低。但含量低于50%时使制品变脆，怕碰，易碎。
三氧化二铝（Al2O3）：在制砖原料中的含量宜为10～30%。过低时， 将降低制品的强度，不抗折；过高则须提高烧成温度，并使成品的颜色变 淡。
三氧化铁（Fe2O3）：是制砖原料中着色剂，含量宜为3～10%。太高时将降低制品耐火度，并使其颜色更红。
氧化钙（CaO）：即生石灰，在原料中常以石灰（CaCO3）式出现，是一种有害物质，含量最好不要超过5%。。否则，不仅会缩小制品的烧结温度范围，给焙烧带来困难，当其粒径大于2mm时，还会造成制品的石灰爆裂，或吸潮、松解、粉化。如果超过5%，就要在工艺上进行特别处理。根据平顶山可利尔新型建材有限公司经验，须使原料最大颗粒不超过2mm；挤坯时真空度足够高，含水率降到最低，使坯体密实度高；焙烧带最高烧成温度不低于1050℃；出窑时制品及时浸水，氧化钙接近或略超过10%，影响也能被除。
氧化镁（MgO2）：是一种有害物质，含量越少越好，不许超过3%。它和硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）一样，都将使制品出现“泛霜”，甚至剥层、风化。
硫酐（SO3）：有关资料讲：最好完全没有，顶多也不能超过1%。否则，制品将在焙烧时产生气体，使砖体膨胀、疏解粉碎。根据平顶山可利尔新型建材有限公司经验，若原料细度较好、砖坯密实度较高和焙烧窑预热带足够长、升温曲线平缓，硫酐不超过3%，影响也不十分明显。
对原料进行矿物分析，有助于了解其某些物理性能，以便采取相应的工艺措施，予以改变，以满足制砖的要求。
据湛轩业先生《矿物学与烧结砖瓦生产》一文介绍：原料中的长石(K,Na)(Al,Si3O8)将降低制品的抗冻性能，当其含量超过15 %时制品将不抗冻。
蒙托石（Al,Mg）2 (Si4O10)(OH)2.4H2O（又名膨润土、微晶高岭石、胶岭石），粘性极高，吸水后使体积剧烈膨胀，干燥后又强烈收缩，其线收缩率高过13～23%，造成坯体大量干燥裂纹，实践证明：当原料中蒙托石的含量达到20%时，干燥裂纹已无法避免。生产中常添加高塑性膨润土，是作为增塑剂使用，以提高粉煤灰的掺入量。
高岭石Al2O3 . 2SiO2 .2H2O，具有良好的成型性，高的耐火性能，非常好的烧结性等。含高岭石矿物多的原材料对烧结非常有利。以高岭石为主的粘土称之为高岭土。
伊利石（又名水化云母），K＜1[(Si,Al)4O10](OH)2n(H2O)，是云母及类云母粘土矿物，是世界上分布最广的粘土矿物。层间结合力较强，不易解理，不易因吸水而膨胀。
绿泥石是一类包含着镁、铝以及铁的硅酸帖铁矿物，存在于页岩和煤矸 石中。分氢氧镁石层Mg2(Al,Fe3＋)(OH)6和滑石层Mg2(Al1Si3)O10(OH)2，某些绿泥石类矿物与水接触会出现膨胀，并且在焙烧中出现膨胀（易形成面包砖）。
蛭石（Mg、Fe2＋、Fe3＋）3[(Si,Al)4O10](OH)24H2O。因灼烧时体积膨胀15~25倍，形成弯曲长柱状，象水蛭（蚂蝗）因而得名。在原生粘土和页岩中常发现这种矿物质。
尽管原料粒度越细，其比表面积越大，水份渗透越好，原料的塑性也越好。但制砖原料绝不是越细越好，颗粒级配应合理。因为，全是太细的原料不利于制品的干燥和焙烧。在不同原料制品中各种粒度的所起的作用是不一样的：粒径小于0.05mm的粉料称塑性颗粒，用于产生成型所需要的塑性。其次是粒径为0.05～1.2mm的部份叫填充料的颗粒，其作用是控制产品所发生的过度的收缩、裂纹及在塑性成型时赋予坯体一定的强度。至于粒径为1.2～2mm的粗颗粒，在坯体中起到骨架作用，支撑多层高码不塌不倒，且有利于干燥时排出坯体中的水分。煤矸石多（大）孔砖生产，若原料中氧化钙（CaO）含量较高，且塑性相对较低，骨性颗粒不宜大于2mm。合理的颗粒组成应该是塑性颗粒应达到50%；填充性颗粒占20～35%；骨性粗颗粒＜30%。
塑性指数：塑性指数是评价制砖原料的一项重要参数，在制砖行业，塑性是指粘土—水物质在它的最大稠度时能够被挤压成型并在解除压力后能保持成型后形状的一种能力。这种能力的大小以塑性指数来表示。高的塑性指数虽有利于挤出成型，但干燥和焙烧时容易产生裂纹；塑性指数偏低，有利于干燥和焙烧，但又会给成型带来困难。如果塑性指数低于7，不仅挤出成型困难，制品的强度也较低。
一般来说，适合的塑性指数为7～15。制品的孔洞率越高，孔型越复杂、壁越薄，成型时需要的塑性指数也越高。煤矸石塑性较低，有时还不到7，泥质页岩居中，常为7～18，粘土的塑性指数较高，有的可达25以上。
必须指出：当采用多种原料进行生产时，其首要条件是充分混匀。否则，不仅起不到预期的效果，反而会造成因各种原料的收缩率不一样而产生的干燥和焙烧收缩裂纹。
由于挤出砖坯的质量不仅主要取决于原料的塑性，而且和原料颗粒之间的磨擦系数有着直接的联系。表面光滑而呈球形的颗粒更容易在被挤压时流动而互相靠拢挤实。平顶山可利尔新型建材有限公司在煤矸石原料中大量加入粉煤灰，最高可达40%。成型时挤出电机电流表指示明显较低，就说明这一点。具有关资料介绍，有些企业采用在原料中加入某种添加剂或造纸厂的黑液，化工厂、电镀厂的废酸液，由于其与泥料颗粒表面所产生特殊的离子吸附和润滑作用，大大改善了泥料在被挤压时的流动性能，而更容易被挤压密实而生产出表面光滑而致密的砖坯。
收缩率：坯体在干燥过程中，由于水分蒸发，颗粒自然靠拢，体积收缩，是所谓干燥收缩。其收缩的长度与坯体原来长度的百分比叫干燥收缩率。对于干燥线收缩率较大的原料，要么其制品干燥缓慢，影响产量；要么干燥过快坯体将出现严重的干燥裂纹。生产中，要求原料的线收缩率小于6%，否则，应对原料进行瘦化处理。
干燥敏感过程中，在坯体中水分逐渐被蒸发的同时，体积也逐渐缩小。由于坯体内、外的干燥速度和收缩速度总是外快内慢，即表层已经干燥开始收缩，而内部还“原封不动”，一旦收缩的数量超过了泥料弹性系数（1～2%），必将“胀裂”坯体表面，产生网状裂纹。这叫泥料的干燥敏感性，并以干燥敏感系数来表示。干燥敏感系数越大，坯体在干燥过程 中产生裂纹的威胁也越严重，当干燥敏感系数小于1时，干燥过程中的问题较小，一旦干燥敏感系数大于2，其在干燥过程中产生裂纹的危险性也就十分严重了，必须加瘦化原料来降低干燥敏感系数。
一般说来，泥粒的塑性指数越高，其干燥的线收缩率和干燥敏感系数也越高。平顶山可利尔新型建材有限公司根据工艺要求，在生产煤矸石多（大）孔烧结砖时，将原料塑性指数控制在7.5~9之间。
以煤矸石、粉煤灰为原料生产多（大）孔砖，依靠砖坯内燃焙烧。以其所自备的热值自燃成品。平顶山可利尔新型建材有限公司焙烧窑6.9米宽，码14层KP1多孔砖，发热量一般控制在500~600大卡。夏季偏低，冬季偏高。发热量过低时，使炉膛达不到焙烧温度，坯体不能适时熔融，生产大量夹生砖。发热量过高，炉膛焙烧温度过高而难以控制，生产大量过火砖，并使砖垛粘连影响出砖和砖体外观质量。长时间高温，会影响窑体寿命。
为使原料矿物组成和颗粒级配较为合理，确保整个原料均匀一致，具有适宜的塑性指数和干燥敏感系数，就必须对原料进行系统地加工、处理，包括:
1、剔除杂质:原料中的金属、胶皮、纤维物、可辨的砂岩和石灰石等,用手工清除。
2、自然风化:煤矸石最好是陈年矸石山采集，新矸尽可能在露天堆放一段时间,任其日晒、风吹、冷冻,借助大自然的力量使其疏解、颗料分散、水分均匀渗透，是匀化和增加其塑性、改善其干燥性能的简单有效的好方法。对于页岩，还可以通过风化过程使大块分解为小块，减少粉碎工序的负担。
3、粉碎：粉碎的目的是减小粒度，增加比表面积，使泥料能更充分地与水分接触，缩短水分浸透泥料路径，使泥料均匀而充分地湿透。应针对物料的物理性质、块度大小及需要粉碎的程度选用适合的设备。
例如：对于脆、硬而自然含水率较低的原料宜选用击打式的粉碎设备，如用各种锤式破碎机、反击式破碎机来细碎各种中硬的煤矸石和页岩；用笼形粉碎机来细碎各种较硬而自然含水率偏高的煤矸石和页岩；用辊式粉碎机来挤碎自然含水率高的软质页岩；用干式球磨机来磨细自然含水率低于3%的硬质煤矸石或页岩等。采用颚式破碎机或较大型的反击式破碎机来中碎中等硬度以上的煤矸石或页岩，采用齿辊机来中碎软质页岩及粘土。平顶山可利尔新型建材有限公司采用锤式破碎机和笼形粉碎机组合，受雨季影响小，泥料粒级分配合理的优点。但笼形粉碎机维修量极高。
4、混合：混合的目的使性质不同的粉料充分混匀，互相“渗透”，取长补短，在改善粉料的整体性能。由于干粉的颗粒分散，相互接触的机会多，容易混匀，而湿粉多已结成较大的粉团，粉料间相互接触的机会少多了，充分 混匀也就困难多了。所以多种原料混合应在加水之前完成。容重悬殊的粉料应按比例同时送入锤式破碎机或者笼形粉碎机中进行干混合，效果较佳。但应注意设备密封或收尘，减少混合粉料扬尘对工作人员的危害。
5、搅拌：粉料的塑性是靠水分的充分混匀和渗透来实现的。加水搅拌的主要作用就是要水分和粉料充分混匀，在粉料进入搅拌之初就开始均匀洒水，使水充分发挥其作用，并尽量使水分渗透进每一颗粉料的内部而形成成型所需要的塑性。用相对较长搅拌槽的搅拌机，尽可能加长搅拌时间，减少产生砖坯干燥裂纹的机会。
6、陈化：将经过粉碎、混合、适当加水搅拌后的泥料堆集闷存于料库中72小时以上，使水分充分渗透，泥料疏解，松散匀化，不仅可以提高塑性，有利于成型，还可以减少干燥和焙烧时的应力，减免裂纹。
原料制备应严格按照生产规程和生产工艺的要求操作。切忌盲目或随意操作，影响原料制备质量，甚至危及人身和设备安全。及时巡查设备，密切注意物料运行状况，避免溢料、设备卡死或设备空转。根据生产工艺要求，控制含水率、塑性指数、发热量、物料粒度及级配。制备出适应成型、干燥和焙烧的原料。
吉林市中澳窑炉有限公司 http://www.jlzayl.com
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