我国是世界上最大的煤炭消耗国家,也是世界上最大的煤炭开采国家。煤炭开采过程中剩余大量的煤矸石,我国煤矸石的产生量约占煤炭开采量的15%。大量堆积的煤矸石占用大量的土地,形成许多巨大的矸石山,严重影响矸石山周边的环境健康和人们的生命财产安全。目前对于煤矸石的利用方式主要是制砖、铺路和烧制水泥为主。本实验以中梁山煤矿的钙质岩煤矸石为原料,配以粉煤灰、页岩、城市生活污水处理厂污泥烧制陶粒,探究影响钙质岩煤矸石陶粒性能的各种因素,寻求钙质岩煤矸石的新处理方式。本文分析了钙质岩煤矸石以及其他烧制陶粒辅料的化学组成、矿物组成和元素组成,结果表明可以通过搭配几种原料的方式找到合适烧制陶粒的化学组成。实验所用的煤矸石的特点是:其氧化物分析中,CaO达到40.86%。由于钙质含量过高,在高温烧制陶粒过程中会产生不利的影响。通过本实验研究发现,高温下,煤矸石陶粒中的CaCO3在热分解过程中产生CaO,CaO易与空气中的水分发生水化反应,造成烧成的煤矸石陶粒的颗粒强度低、吸水率高,陶粒性质低下。通过调节煤矸石粉末的粒径可以使煤矸石陶粒的性质提升,最适合烧制人造陶粒的中梁山煤矸石的最佳粒径为109~150μm。影响陶粒性质的因素有原料中成陶成分的含量,烧失量的大小和CaO的含量。用煤矸石、粉煤灰和页岩作为主要原料,固定页岩的比例为5%的烧制陶粒,要使颗粒强度达到500N以上,则要求各氧化物中CaO的总含量在22.01%以下。陶粒原料中污泥添加量不宜过大,应控制在16%以下。陶粒的比表面积受煤矸石、污泥等产气成分的影响,产气成分含量越高,陶粒的比表面积越大。