一種鈷冶煉廢渣基的燒結磚及其製備方法與流程
2023-04-23 19:51:31
本發明涉及冶煉渣資源化利用及無害化處理
技術領域：
，具體而言涉及一種鈷冶煉廢渣基的燒結磚及其製備方法。
背景技術：
：現行鈷冶煉企業均採用酸浸工藝處理水鈷礦，該工藝會產生大量的鈷冶煉廢渣。目前產出的鈷冶煉廢渣多以填埋或堆存為主，一方面佔用大量場地，另一方面由於鈷冶煉廢渣中含有活性重金屬成分，如管理不善，極易造成環境汙染。鈷冶煉廢渣主要構成為二氧化矽、水合鐵氧化物、氧化鋁和氧化鈣等成分，目前對鈷冶煉廢渣的處理主要是堆存或填埋，而大量鈷冶煉廢渣堆埋的佔地問題及其滲濾液產生的環境汙染問題並未得到有效解決。燒結磚為一種經成型和高溫焙燒而製得的用於砌築承重和非承重牆體的磚。傳統燒結磚一般是以黏土燒結而成，大量開採黏土會破壞耕地及自然環境，黏土實心磚在我國已經禁止生產，因此採用固體廢物為原料製備燒結磚是燒結磚生產的發展方向之一。將鈷冶煉廢渣作為主要成分製備燒結磚，可以通過高溫反應固化其中的活性重金屬成分等汙染物質，並使鈷冶煉廢渣得以資源化利用。技術實現要素：本發明提供了一種鈷冶煉廢渣基的燒結磚及其製備方法，主要解決鈷冶煉廢渣的無害化處理及資源化利用問題。本發明的特徵還體現在燒結磚配方中90wt.%以上的原料為鈷冶煉廢渣和粉煤灰這兩種工業廢渣，燒結磚原料成本低，同時配方中粉煤灰來源廣泛，便於企業生產燒結磚時就近配置原料。本發明所述的燒結磚由以下質量百分比的原料製備而成：50-70wt.%鈷冶煉廢渣、25-45wt.%粉煤灰、3-10wt.%添加劑。本發明所處理的鈷冶煉廢渣是指採取酸浸工藝處理水鈷礦生產鈷鹽產品過程中形成的廢棄渣，主要成分如下。加水後的鈷冶煉廢渣具有較強的粘性及可塑性，便於所製備燒結磚的成型；鈷冶煉渣中的鐵、鈣氧化物在燒結磚燒結過程中都有助燒作用，有利於減少燒結磚燒結能耗。本發明燒結磚配方中粉煤灰是指電廠燃煤後的廢棄渣，如各類金屬尾礦、非金屬尾礦等，主要成分如下。成分SiO2FeCaOAl2O3燒失量含量（wt.%）40-552-53-1510-305-12本發明中鈷渣具有燒成收縮率大，且燒結產品比重較大的特點，而粉煤灰由於自身高溫收縮率小，將其用作燒結磚骨料可以減少鈷渣基燒結磚的燒成收縮，粉煤灰中少部分未充分燃燒的組分在燒結磚的高溫燒結過程中燒失形成氣孔，可降低鈷渣基燒結磚的比重。本發明燒結磚配方中所述添加劑為矽酸鈉。本發明所述的利用鈷冶煉廢渣製備燒結磚的方法，具體包括以下步驟。（1）將鈷冶煉廢渣、粉煤灰和添加劑分別烘乾後磨碎成乾粉，粒度要求小於75微米。（2）按50-70wt.%鈷冶煉廢渣、25-45wt.%粉煤灰、3-10wt.%添加劑的原料配比分別稱取上述粉料，混合攪拌均勻，製得燒結磚粉料。（3）將燒結磚粉料加水10-15wt%攪拌均勻，室溫下陳化3-8小時，15-25Mpa壓製成型，製得燒結磚坯料。（4）將燒結磚坯料在105℃下烘乾5-10小時。（5）將烘乾後的燒結磚坯入燒結爐，至850-980℃保溫3-6小時，隨爐冷卻，出爐得燒結磚成品。本發明所述的製備方法簡單易行、成本低，實現了鈷冶煉廢渣和粉煤灰的無害化處理及資源化利用，具有良好的經濟效益和社會效益。具體實施方式實施例一。某公司鈷冶煉廢渣，主要成分含量如下。成分SiO2FeAl2O3CaOCoNa2O含量（wt.%）63.53.87.18.30.30.3將鈷冶煉廢渣烘乾磨碎成乾粉，粒度小於75微米。某電力公司粉煤灰，主要成分含量如下。成分SiO2FeCaOAl2O3燒失量含量（wt.%）48.33.28.918.710.6將粉煤灰烘乾磨碎成乾粉，粒度小於75微米。採用矽酸鈉作為添加劑，烘乾磨碎成乾粉，粒度小於75微米。按60wt.%鈷冶煉廢渣、35wt.%粉煤灰、5wt.%矽酸鈉的原料配比分別稱取上述粉料，混合攪拌均勻，製得燒結磚粉料。將燒結磚粉料加水12wt%攪拌均勻，室溫下陳化3小時，20Mpa壓製成型，製得燒結磚坯。將燒結磚坯在105℃下烘乾8小時。將烘乾後的燒結磚坯入燒結爐，升溫速度15℃/min，至980℃保溫3小時，隨爐冷卻，出爐得燒結磚成品。所製得燒結磚產品無泛霜和石灰爆裂現象，主要性能（見下表）符合GB5101-2003對燒結磚的性能標準要求。體積密度(kg/m3)吸水率(%)飽和係數(%)抗壓強度(MPa)136613.20.7214.8實施例二。某公司鈷冶煉廢渣，主要成分如下。成分SiO2Fe2O3Al2O3CaOCoNa2O含量（wt.%）63.53.87.18.30.30.3將鈷冶煉廢渣烘乾磨碎成乾粉，粒度小於75微米。某電力公司粉煤灰，主要成分如下。成分SiO2FeCaOAl2O3燒失量含量（wt.%）48.33.28.918.710.6將粉煤灰烘乾磨碎成乾粉，粒度小於75微米。採用矽酸鈉作為添加劑，烘乾磨碎成乾粉，粒度小於75微米。按65wt.%鈷冶煉廢渣、30wt.%粉煤灰、5wt.%矽酸鈉的原料配比分別稱取上述粉料，混合攪拌均勻，製得燒結磚粉料。將燒結磚粉料加水12wt%攪拌均勻，室溫下陳化3小時，20Mpa壓製成型，製得燒結磚坯。將燒結磚坯在105℃下烘乾8小時。將烘乾後的燒結磚坯入燒結爐，升溫速度15℃/min，至980℃保溫3小時，隨爐冷卻，出爐得燒結磚成品。體積密度(kg/m3)吸水率(%)飽和係數(%)抗壓強度(MPa)141712.70.7115.2所製得燒結磚產品無泛霜和石灰爆裂現象，主要性能（見上表）符合GB5101-2003對燒結普通磚的性能標準要求。當前第1頁1 2 3