油页岩

1/6

页岩——根本知识

页岩是粘土岩的一种。页岩成分复杂，除粘土矿物(如高岭石、蒙脱石、水云

母、莫来石等)外，还含有许多碎屑矿物(如石英、长石、云母等)和自生矿物〔如

铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等)。页岩具有页状或薄片状层理，用硬物击打易

裂成碎片。页岩是由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成的。

1、页岩的类型

常见的页岩有：①黑色页岩②碳质页岩③油页岩④硅质页岩⑤铁质页岩⑥

钙质页岩。

1.1黑色页岩

岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈黑色。外貌与炭质页岩

相似，其区别在于不染手。黑色页岩一般形成于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和

湖泊的较深水地区。如我国北方白垩系中的黑色页岩中含有丰富的有机质和介形

虫、孢粉等微体古生物，是重要的生油岩系。

1.2炭质页岩

这种页岩中含有大量呈细分散状均匀分布于岩石中的炭化有机质，黑色、

能染手。但灰分>30%，一般很难作燃料。常含大量植物化石，是湖泊、沼泽环境

下的产物，出现于煤系中，常形成煤层的顶板与底板。

1.3油页岩

油页岩是含有一定数量干酪根(>10%)的页岩。颜色有浅黄、黄褐、暗棕、

棕黑、黑色等。一般来说，含有机质愈多，其颜色也愈深。其特点是比一般的页

岩轻，而且有弹性，用小刀刮之，往往可成刨花状的薄片。易燃，并发出沥青味

与流出油珠。油页岩属于页岩的畴，但具有腐泥煤的特征，也有人把它叫做“高

灰分的腐泥煤〞。油页岩主要是个人评价材料 在闭塞海湾或湖沼环境中由低等植物如藻类与浮

游生物的遗体死亡后，在隔绝空气的复原条件下形成的，常与生油岩系或含煤岩

系共生。

1.4硅质页岩

页岩中SiO

2

平均值约58%，而硅质岩中的SiO

2

，可达85%以上。在富含高

岭石的硅质泥岩、页岩中，常保存有硅藻、海绵和放射虫化石，所以一般认为这

2/6

种岩石中硅质的来源与生物有关，有的也可能和海底喷发的火山灰有关。故硅质

页岩中含有较多的玉髓、蛋白质等。

1.5铁质页岩

岩石中含有铁矿物，铁质矿物作为色素使岩石带色，多呈红色或灰绿色。

红色铁质泥岩和页岩一般与砂岩共生，构成所谓“红层〞，在我国中、新生代地

层中分布很广。呈红色主要足由于沉积物在陆相干旱、半干旱气候条件的氧化环

境下，被三价铁渲染的结果。

1.6钙质页岩

岩石中含有碳酸钙，分布很广。常见于大陆和海陆过渡环境的红色岩系中，

浅海和泻湖沉积的钙泥质岩系中也很常见。如我国北方下寒武统馒头组、南方三

叠系青龙群中的页岩灯具品牌排行前十名 ，大局部为钙质页岩。

大局部页岩是生产烧结砖瓦的比拟好的原料，但也有一局部页岩不能用来

生产烧结砖。究其原因，就是这一局部原料的物理和化学性能不能满足烧结砖对

原料的性能要求。

2、页岩的物理性能页岩的硬度一般为普氏硬度系数1.5~3，结构比拟

致密的，其普氏硬度系数可以到达4~5，有的硬质页岩的硬度更高。

页岩的颗粒组成与它的自然颗粒级和成岩原因有关，颗粒组成变化的波动

幅度较大，从而影响页岩的其他性能。

根据形成岩石时沉积情况的不同，页岩的塑性指数围在5~23，有的页岩的

塑性指数甚至超出了这一围。故有的页岩实际上是不能作为烧结砖的原料的。

页岩原料的枯燥敏感性的上下，表现为多种多样的形式。通常用枯燥敏感

性系数来衡量，它的围一般在0.4-1.6之间，对于有些塑性非常高的页岩来说，

它的枯燥敏感性系数可能更高。

页岩的枯燥线收缩率，根据其种类不同也有很大的变化，其变化围在

2.5%-10%。

3、页岩的化学性能

不同的页岩，其化学成分指标也是不一样的，自然界存在的页岩，其化学

成分含量变化也是比拟大的。一般隋况下，页岩的SiO

2

，含量在45%~80%之间波动，

A1

2

O

3

量在12%-25%之间波动，Fe

2

O

3

含量在2%-10%之间波动，CaO含量在0.2%-12%

之间波动，MgO含量在0.1%-5%之间波动。

3/6

4、生产烧结砖时对页岩原料物理性能的要求生产页岩烧结砖时，对页岩的物理陛

能的要：页岩的普氏硬度系数小于4，粉碎后粒度小于2mm。塑性指数为7%-15%，

枯燥线收缩在3%—8%，烧成线收缩的变化围为2%-5%，枯燥敏感性系数要求的围

是0%—1.5%，烧成温度围的要求>50度。原料颗粒级配符合原料成型后颗粒最严

密堆积原理。

5、生产烧结砖时对页岩原料化学性能的要求生产页岩烧结砖时，要求制

砖原料中SiO

2

的含量为55%~70%，Al203的含量为10%~20%，Fe

2

O

3

的含量为2%—10%，

GaO含量<15%，MgO含量<3%，SO3含量越小越好，K+、Na+等低熔点含量要适量。

特别应该注意的是当页岩中石灰质矿物的粒度小于0.51mm时，其含量可以到达20%

左右，而当石灰质矿物的粒度大于0.5mm时，其含量应小于2%。

用页岩原料生产烧结砖时，如果主要成分在制砖要求含量的围以，那么会

使生产较顺利的进，如果某种成分超出了原料的要求围，就要对烧成过程进展相

应的调整。

如原料颗粒SiO

2

含量多时，一方面将增加制品的耐火度，提高制品的烧成

温度，枯燥收缩小、枯燥敏感性低起到瘠化剂的关于百的成语 作用。另一方面，由于SiO

2

在烧

成过程中要进展晶型转换，使其体积发生变化，如果控制不好，会造成制晶缺陷，

降低制品的力学强度，特别是抗折强度。可是小颗粒的SiO

2

易于熔融，使制品结

构均匀、密实，当原料中SiO

2

含量大于75%时，对制品的烧成过程是不利的。如果

含量超过80%，烧成后制品的体积不但不收缩，反而发生情侣王者名 膨胀，使抗折强度大大降

低。与此相反，当原料中SiO

2

含量小于于50%时，那么制品抗冻性能很差。

Al

2

O

3

是耐火度很高的氧化物，它是砖瓦产品中必不可少的组分，它赋予制

品一定的力学强度，当原料中Al

2

O

3

的含量小于10%时，烧成制品的力学强度较低，

提高原料中Al

2

O

3

，的含量，可使制品的力学强度增加。但烧成温度也将随之升高，

燃料消耗量增大。

Fe

2

O

3

在砖瓦产品的烧成过程中起到几方面的作用：①它是一种着色剂，能

使制品颜色发生变化，当窑为氧化气氛时，铁是以高价形式存在，制品呈红色，

当窑为复原性气氛时，铁是以低价形式存在，制品呈黑色或青蓝色；②在复原性

气氛中，以低价形式存在的铁，是一种强有力的助熔剂，能降低原料的耐火度；

③大颗粒的铁氧化物在制品烧成中会出现褐色或黑色斑点。

CaO虽然是一种助熔剂，但它不利于制品烧成，表现在：①含量过高时会

缩小原料的烧成温度围，给烧成带来困难；②会与含铁的矿物化合，使制品的红

色得到漂白，而变为黄色或者浅黄色；③大颗粒的CaO存在于烧成后的制品中，

4/6

会产生石灰“爆裂〞，影响制品强度，甚至使制品失去使用功能。所以，原料中

CaO含量越低越好，如果含量高，那么应将其破碎350.5mm以下，烧成时，应适当

提高烧成温度，让CaO与其他组分充分结合，到达“死〞烧的目的。

MgO虽然起助熔作用，但如果它与SO

3

结合。会产生MgSO

4

，MgSO

4

却是有害

于制品的，会使制品泛白霜、体积膨胀，破坏其结构，降低强度。

Na+、K+化合物在烧成过程中主要起助熔作用，并能赋予制品强度。

当我们对自己生产所用的原料有了全面、准确的认识后，就可根据各组分

含量的多少，对烧成过程进展准确的控制，根据SiO

2

晶型转化、发生体积膨胀的

规律，控制烧成的升温速度和冷却的降温速度。当SiO

2

颗粒较大，含量较高时，

应适当提高烧成温度，当SiO

2

颗粒较小，含量较低时，可适当降低烧成温度。根

据原料中Al

2

O

3

含量的上下，确定制品的烧成温度，为Al

2

O

3

与其他组分的结合，提

供必要和充分的烧成条件。当Al

2

O

3

含量较高时，采用较高的烧成温度，当Al

2

O

3

含量较低时，采用适宜的烧成温度，按照GaO含量的多少，制定制品的烧成温度

围。当CaO含量高时，烧成温度围要小一些，应注意烧成温度的波动围不要太大，

否那么会出现欠火砖，或者过火砖。

6、哪些页岩可以生产烧结砖

到底什么样的页岩可以生产烧结砖？从上面的分析可以看出，只有符合物

理和化学两种性能要求的原料，才能生产出合格的烧结砖。

当页岩的物理性能符合塑性指数为7%-15%，枯燥线收缩在3%-8%，烧成线

收缩的变化围为2%-5%，枯燥敏感性系数要求的围是0%-1.5%，烧成温度围的要

求>50℃，普氏硬度系数小于4，就能满足生产时对其物理陛能的要求。

当页岩石的化学性能符合SiO

2

的含量为55%~70%，从Al

2

O

3

的含量为

10%~20%，Fe

2

O

3

的含量为2%~10%，CaO的含量<15%，MgO含量<3%，SO

3

含量越小越

好，K+、Na+等低熔点含量要适量时，就能满足生产时对其化学性能的要求。

所以，同时符合物理和化学两种性能要求的页岩，就可以生产烧结砖。

烧结砖的几大主要原料根本知识

烧结砖原料有很多种，如现在较常用的原料有：页岩、煤矸石、粉煤灰、尾

矿、淤泥、粘土等，均作为新墙材烧结原料，那么要想深层次对原料的了解，掌

握的技术重点，都要从它的物理性能、化学原理去认识它。粘土作为一种最原始

的烧结原料虽然在历史上起了非常大的作用，人们对它的特性也最为了解，但随

5/6

着社会的开展必将退出烧结工业的历史舞台。

我们谈一下现在烧结行业的三大原料：煤矸石、粉煤杰、页岩。

1．煤矸石是煤矿的工业废料，排量很大，一般为煤贮量的15～20%。例如一个年

产100万吨的煤矿，每年排出矸石量约为15～20万吨，那么这种数量可供一个年

产8000万块标砖使用量。用煤矸石做原料制砖，其发热量除能满足本身烧结的需

要外，一般可利用其余热枯燥砖坯与加热锅炉使用等，大大节约热原用煤。在这

是重点要提示我国各地矸石的物理化学性能差异很大。煤矸石的种类也很多，如

碳质矸石，泥质矸石，砂岩质矸石，又有多年风化的矸石和新矸石；从颜色上分

白矸、灰矸、黑矸、红矸和绿矸，它的硬度也不同，有的硬度〔f〕2～3，有的硬

度为〔f〕4～5。发热量也上下不一，少的每公斤有200多千卡，多的达1000～2500

千卡，粉碎后塑性指数低的5～7，高的可达18左右，自然含水率低的4～5%，高

的达20%。〔煤矸石〕

2．什么叫粉煤灰，从煤粉炉烟气中收集的灰分称为粉煤灰。它是火力电厂等燃煤

粉炉排的废料，堆放这些工业废料，需要占地，严重影响环境卫生，粉煤灰颗粒

小〔一般80微米方孔筛筛余量小于8%〕，利用它掺和制砖可以减少破碎工序，节

省劳力，是制砖的一种好原料。粉煤灰的化学成份，根本上接近制砖的粘土成份，

它含的氧化铝和氧化镁的含量略高，它的具体成分随原煤种类有很大关系，变化

较大。粉煤灰有不同的排出方式，一般分为湿排和干排两种。湿排的粉煤灰必须

经过脱水处理，将水份降低到25%以下，然后才能使用，各地粉煤灰的发热量很不

一样，一般在1000千卡／公斤以下，较差的只有200～300千卡／公斤。粉煤灰

的颗粒可分为粗、中、细三类，粗灰经4900孔筛余量在40%以上；中灰经4900孔

筛余量在20%～40%；细灰经4900孔筛余量为20%以下。粉煤灰的颗粒越细越可刷qq会员 多

掺配使用，如混合料能允许掺配50%的细灰时，改用中粒灰只能掺配45%左右，而

改用粗灰时只能掺配40%左右。粉煤灰根本上无塑性，所以一般都要与参合料如粘

6/6

土、页岩、煤矸石等粘结料掺和使用，才能生产烧结砖。经掺配后的粉煤灰混合

料，为了使粉煤灰有较高的掺配量，要求混合料中粘结剂的可塑性尽可能要高一

些，粉碎后的颗粒尽可能细一些。除对其可塑性，颗粒度与发热量等另有要求外，

其它性能均应符合制砖的各项技术指标要求。

〔粉煤灰〕

3．页岩是一种沉积岩，含杂质〔K2O、NaO、CaO、Fe2O3等〕较多，外观有青灰，

深红，黑，绿等颜色。其矿物类型为石英粉砂岩，长石粉砂岩等。页岩是生产烧

结砖比拟好的一种原料，它的化学成份一般与熔粘土相近，页岩的硬度一般为普

氏硬度系数〔f〕1.5～3，但也有结构致密性，为普氏硬度系数4～5，甚至更高，

页岩粉碎后的粒度要求在2.5毫米以下，物料粒度越细，塑性越好，烧成制品致

密高，强度也越高。〔页岩〕