一種以水渣為原料的燒結磚及其製備工藝的製作方法
2023-10-26 16:14:07 1
專利名稱：一種以水渣為原料的燒結磚及其製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種以水渣為原料的燒結磚及其製備工藝。
背景技術：
隨著我國經濟的高速發展，建築用磚的需求量成倍增長，尤其是城市中大量的拆建項目，使得建築用磚的需求量越來越大。現有技術中的建築用磚大多都是採用粘土燒制而成，其需要大量的採掘耕地，造成大量耕地資源的損失。目前，我國已採用相關措施限制用粘土製磚以保護稀缺的耕地資源。因此，研製開發新的燒結磚及製備工藝成為當務之急。經檢索，採用工業固體廢棄物為原料製備燒結磚成為一種趨勢，其既能節約大量 耕地資源，又能使工業固體廢棄物得到有效的回收利用，可謂一舉兩得。目前國內用於制磚的固體廢棄物主要是煤矸石、粉煤灰、工業廢水處理過程中產生的底泥和各種尾礦(如石膏尾礦、硫鐵礦渣、銅尾礦、高矽鐵尾礦、石棉尾礦)等，雖然其製備工藝已經取得了較大的進展，且在建築行業得到了廣泛的應用，但其性能仍不夠理想，尚有改進的空間。包鋼水渣，高爐水渣，因出爐時加水降溫，俗稱水渣。水渣通常作建材用於生產水泥和混凝土，由於水渣具有潛在的水硬膠凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激發劑作用下，可以作為優質的水泥原料，可製成礦渣矽酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥、礦渣磚、礦渣混凝土等。
發明內容
針對上述現有技術，本發明提供了一種以水渣為原料的燒結磚，並提供了其製備工藝。本發明是通過以下技術方案實現的—種以水渣為原料的燒結磚，是由以下重量份的原料製成的水渣80 90份，粘土 50 60份,粉煤灰30 40份,煤砰石20 30份,稻杆2 8份,石骨粉I 3份,氧化鈣2 6份，氟矽酸鈉I 3份。優選的，是由以下重量份的原料製成的水渣85份，粘土 55份，粉煤灰35份，煤矸石25份，秸杆5份，石膏粉2份，氧化鈣4份，氟矽酸鈉2份。優選的，是由以下重量份的原料製成的水渣80份，粘土 60份，粉煤灰40份，煤矸石20份，秸杆8份，石膏粉I份，氧化鈣6份，氟矽酸鈉I份。優選的，是由以下重量份的原料製成的水渣90份，粘土 50份，粉煤灰30份，煤矸石30份，秸杆2份，石膏粉3份，氧化鈣2份，氟矽酸鈉3份。所述以水渣為原料的燒結磚的製備工藝，步驟如下(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的25 35%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為48 96小時；(3)成型將泥料製成磚坯；
(4)乾燥將磚坯烘乾或曬乾，乾燥後磚坯的含水量< 5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 1000°C，升溫速率O. 5 5°C /分鐘，保溫時間I 4小時；(6)冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。優選的，步驟如下(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的30%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為72小時； (3)成型將泥料製成磚坯；(4)乾燥將磚坯烘乾或曬乾，乾燥後磚坯的含水量< 5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 900°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時間3小時；( 6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。進一步地，所述步驟(3)中，將泥料製成磚坯採用真空擠出機。進一步地,採用真空擠出機製成的磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm。本發明的以水渣為原料的燒結磚，主要原料為水渣和粘土，其它原料為可燃的粉煤灰、煤矸石和秸杆等，在磚窯內焙燒過程中，磚體外部環境溫度主要由燃煤等燃料提供，但同時由於粉煤灰、煤砰石和稻杆均為可燃物質，焙燒時磚體內摻的可燃物質同時提供熱值，其內燃焙燒次序為秸杆一煤矸石一粉煤灰，這樣的內燃焙燒與外然焙燒相互配合，在化學反應作用下能夠獲得高強度、高品質的優質建築用磚，且最大限度地降低了熱耗，提高了熱效率。原料中的石膏粉可以起到粘合凝結作用，增強磚坯的成型塑性和強度。氧化鈣起燒結助劑的作用。氟矽酸鈉起降熔增強劑的作用氟矽酸鈉在加熱煅燒時，隨著溫度的不斷升高，分別分解為四氟化矽或氟化鈉，而四氟化矽和氟化鈉對矽酸鹽類物質有較強的侵蝕作用，可以活化矽酸鹽類物質，大幅降低矽酸鹽類物質的熔化溫度，因此，磚體內摻加一定量的氟矽酸鈉後，在窯內加熱煅燒時，由氟矽酸鈉分解的四氟化矽或氟化鈉在磚體內部侵蝕周圍的矽酸鹽類物質，致使各類物質的燒結溫度也隨之大幅降低，並將各類物質的變體熔結，使磚體充分密實，具有較高的抗壓強度。本發明的以水渣為原料的燒結磚，以水渣為主要原料，以粘土作為輔助原料，並在此基礎上添加粉煤灰調整組分，通過配料、粉碎、混料、成型、乾燥、燒結、冷卻的工藝製備燒結磚，實現了固體廢棄物的有效利用。所製備的燒結磚性能優異，符合《GB5101-2003燒結普通磚》要求，放射線檢素限量符合《建築材料放射性核素限量GB566-2001》要求，腐蝕性及浸出毒性分析符合《GB5085. 1-2007危險廢物鑑別標準腐蝕性鑑別》和《危險廢物鑑別標準浸出毒性鑑別GB5085. 3-2007》要求，室內存放符合《GB/T18833-2002室內空氣品質標準》的要求。本發明填補了國內利用水渣制磚的技術空白。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例I製備一種以水渣為原料的燒結磚配方為水 渣85千克，粘土 55千克，粉煤灰35千克，煤矸石25千克，秸杆5千克，石膏粉2千克，氧化鈣4千克，氟矽酸鈉2千克。製備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3_以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的30%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為72小時；(3)成型米用真空擠出機將泥料製成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)乾燥將磚坯曬乾，乾燥後磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 900°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時間3小時；( 6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。對成品進行檢測，抗壓強度為19. 5MPa，抗折強度4. 3MPa。其性能符合《GB5101-2003燒結普通磚》要求，放射線檢素限量符合《建築材料放射性核素限量GB566-2001》要求，腐蝕性及浸出毒性分析符合《GB5085. 1-2007危險廢物鑑別標準腐蝕性鑑別》和《危險廢物鑑別標準浸出毒性鑑別GB5085. 3-2007》要求，室內存放符合《GB/T18833-2002室內空氣品質標準》的要求。實施例2製備一種以水渣為原料的燒結磚配方為水渣80千克，粘土 60千克，粉煤灰40千克，煤矸石20千克，秸杆8千克，石膏粉I千克，氧化韓6千克,氟娃酸鈉I千克。製備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的25%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為48小時；(3)成型米用真空擠出機將泥料製成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)乾燥將磚坯烘乾，乾燥後磚坯的含水量< 5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在850 950°C，升溫速率2°C /分鐘，保溫時間2小時；( 6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。對成品進行檢測，抗壓強度為18. 6MPa，抗折強度3. 7MPa。實施例3製備一種以水渣為原料的燒結磚配方為水渣90千克，粘土 50千克，粉煤灰30千克，煤矸石30千克，秸杆2千克，石膏粉3千克，氧化鈣2千克，氟矽酸鈉3千克。製備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3_以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的35%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為96小時；
(3)成型米用真空擠出機將泥料製成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)乾燥將磚坯曬乾，乾燥後磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在900 1000°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時間4小時；( 6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。
對成品進行檢測，抗壓強度為18. 3MPa，抗折強度3. 5MPa。實施例4製備一種以水渣為原料的燒結磚配方為水渣83千克，粘土 58千克，粉煤灰33千克，煤矸石28千克，秸杆4千克，石膏粉2千克,氧化韓5千克,氟娃酸鈉2千克。製備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3_以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的30%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為72小時；(3)成型米用真空擠出機將泥料製成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)乾燥將磚坯曬乾，乾燥後磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 900°C，升溫速率4°C /分鐘，保溫時間2小時；( 6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。對成品進行檢測，抗壓強度為19. IMPa，抗折強度4. IMPa0實施例5製備一種以水渣為原料的燒結磚配方為水渣88千克，粘土 52千克，粉煤灰37千克，煤矸石22千克，秸杆6千克，石膏粉I千克，氧化鈣3千克，氟矽酸鈉3千克。製備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的30%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為96小時；(3)成型米用真空擠出機將泥料製成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)乾燥將磚坯曬乾，乾燥後磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 900°C，升溫速率5°C /分鐘，保溫時間3小時；( 6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。對成品進行檢測，抗壓強度為18. 9MPa，抗折強度4. 2MPa。
權利要求
1.一種以水渣為原料的燒結磚，其特徵在於是由以下重量份的原料製成的水渣80 90份，粘土 50 60份，粉煤灰30 40份，煤矸石20 30份，秸杆2 8份，石膏粉I 3份，氧化鈣2 6份，氟矽酸鈉I 3份。
2.根據權利要求I所述的一種以水渣為原料的燒結磚，其特徵在於是由以下重量份的原料製成的水渣85份，粘土 55份，粉煤灰35份，煤矸石25份，秸杆5份，石膏粉2份，氧化鈣4份，氟矽酸鈉2份。
3.根據權利要求I所述的一種以水渣為原料的燒結磚，其特徵在於是由以下重量份的原料製成的水渣80份，粘土 60份，粉煤灰40份，煤矸石20份，秸杆8份，石膏粉I份，氧化鈣6份，氟矽酸鈉I份。
4.根據權利要求I所述的一種以水渣為原料的燒結磚，其特徵在於是由以下重量份的原料製成的水渣90份，粘土 50份，粉煤灰30份，煤矸石30份，秸杆2份，石膏粉3份，氧化鈣2份，氟矽酸鈉3份。
5.權利要求I 4中任一項所述的一種以水渣為原料的燒結磚的製備工藝，其特徵在於步驟如下 (1)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3mm以下； (2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的25 35%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為48 96小時； (3)成型將泥料製成磚坯； (4)乾燥將磚坯烘乾或曬乾，乾燥後磚坯的含水量<5% ； (5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 1000°C，升溫速率O. 5 5°C /分鐘，保溫時間I 4小時； (6 )冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。
6.根據權利要求5所述的製備工藝，其特徵在於步驟如下 (1)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細度為3mm以下； (2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質量的30%的水製成泥料，然後進行陳化處理，其時間為72小時； (3)成型將泥料製成磚坯； (4)乾燥將磚坯曬乾，乾燥後磚坯的含水量<5% ； (5)燒結把上述乾燥的磚坯送入窯爐燒結，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性採用外然和內燃相結合的方法進行焙燒，燒結溫度控制在800 900°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時間3小時； (6)冷卻燒結後隨爐冷卻，得成品。
7.根據權利要求5所述的製備工藝，其特徵在於所述步驟(3)中，將泥料製成磚坯採用真空擠出機。
8.根據權利要求7所述的製備工藝，其特徵在於採用真空擠出機製成的磚坯的尺寸為 240mmX 115mmX53mm。
全文摘要
本發明公開了一種以水渣為原料的燒結磚，是由以下重量份的原料製成的水渣80～90份，粘土50～60份，粉煤灰30～40份，煤矸石20～30份，秸稈2～8份，石膏粉1～3份，氧化鈣2～6份，氟矽酸鈉1～3份。製備工藝為(1)粉碎；(2)混料；(3)成型；(4)乾燥；(5)燒結磚坯送入窯爐燒結，燒結溫度800～1000℃，升溫速率0.5～5℃/分鐘，保溫時間1～4小時；(6)冷卻，得成品。本發明的以水渣為原料的燒結磚，以水渣為主要原料，以粘土作為輔助原料，並在此基礎上添加粉煤灰調整組分，實現了固體廢棄物的有效利用。所製備的燒結磚性能優異，具有較高的抗壓強度。
文檔編號C04B18/30GK102910890SQ20121042274
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者王梅 申請人:王梅