一種石英尾渣磚及其製備方法
2023-10-06 23:18:24 2
一種石英尾渣磚及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及建材蒸壓磚【技術領域】，尤其是一種石英尾渣磚及其製備方法，原料組成重量份為：石英尾渣65-75份、生石灰5-7份、輔料23-25份，採用雙液壓成型，成型壓力大，確保原材料界面間結構緻密，坯體強度高；採用蒸壓釜，矽、鋁、鈣質材料在飽和蒸汽中，適當的壓力、溫度條件下進行水化反應，形成具有一定抗折、抗壓強度的矽酸鹽製品，利用化工企業排出的廢渣，變廢為寶，從而達到資源循環利用，保護和治理環境汙染，在使工業廢渣得到綜合治理和利用，具有顯著的環保價值和經濟效益。
【專利說明】一種石英尾渣磚及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建材蒸壓磚【技術領域】，尤其是一種石英尾渣磚及其製備方法。
【背景技術】
[0002]石英尾渣是化工廠從瑩石礦中提取氟化鈣排出的廢渣，其大量的被作為廢物堆放，不僅會造成環境汙染嚴重，而且還會使得廢渣中大量的有用成分得不到綜合的利用，造成化工廠原料以及中間產物的浪費，使得地球上的資源得不到合理的開發與利用。
[0003]為此，有研究者對化工廠排除的廢渣進行綜合分析與研究，將其利用與建築行業，使得化工廠的廢渣得到了較好的綜合利用，不但解決了廢渣的長期堆放所形成的對環境的威脅，而且還使廢渣中的有用成分得到了綜合利用，節約了原材料，使得地球上的自然資源得到了合理的開發與利用；但是，以上研究者將化工廠排除的廢渣進行綜合分析與研究後，利用於建築行業的產品數不勝數，但主要集中在使用廢渣作為原材料生產建築磚領域。
[0004]如專利號為CN101318805A的《利用城市汙泥和溼排粉煤灰生產燒結透水磚公開了一種利用汙泥中有機質和粉煤灰中未燃碳作內燃燒製成透水磚、申請號為201110250171.6的《一種利用湖泊汙泥製造蒸壓透水磚》公開了利用湖泊汙泥採用蒸壓技術製造建築磚、申請號為201210227247.8的《一種利用鑰尾礦製備蒸養磚的工藝方法》公開了一種採用鑰尾礦、爐渣、生石灰和石膏分別進行磨碎篩選後，混合攪拌，壓制、蒸壓養護步驟製得建築磚；申請號為201210518805.6的《一種利用黃金尾礦製備蒸壓磚的方法》公開了一種將黃金尾礦氧化、加入料倉、加入破碎的石灰和石膏、加水攪拌混合、消化2-3h輪碾，壓製成型、靜養，蒸壓養護5-10h，降溫出釜，製得蒸壓磚產品；可見，以上工藝大量的利用了廢棄物、尾渣來進行建築磚的製備，為廢渣的綜合利用提供了可行的方案，但針對不同的尾渣需要具有不同的製備方案，進而才能夠使其符合要求，並且本領域的技術人員，通過對現有技術中的技術方案進行大量的研究與探討，發現其製備的建築磚具有易吸水、易收縮的缺陷，並且其抗折抗壓的強度不太理想。
[0005]基於此，本領域的技術人員為石英尾渣作為原料製備建築磚產品提供了一種新思路。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種石英尾渣磚及其製備方法，具有利用化工企業排出的廢渣，變廢為寶，從而達到資源循環利用，保護和治理環境汙染，在使工業廢渣得到綜合治理和利用的目；採用雙液壓成型，成型壓力大，確保原材料界面間結構緻密，坯體強度高；採用蒸壓釜，矽、鋁、鈣質材料在飽和蒸汽中，適當的壓力、溫度條件下進行水化反應，形成具有一定抗折、抗壓強度的矽酸鹽製品等特徵。
[0007]為了實現本發明的第一個目的，提供一種石英尾渣磚，原料組成重量份為:石英尾渣65-75份、生石灰5-7份、輔料23-25份。
[0008]進一步的，所述的原料組成重量份為:石英尾渣70份、生石灰6份、輔料24份。[0009]更進一步的，所述的輔料為砂或粉煤灰中的任一種或兩種的混合物。
[0010]進一步的，所述的輔料還可以採用改性納米粉、火山巖粉、重鈣粉、石膏、鋁粉、平平加、氧化石蠟皂、純鹼、膨潤土、硬脂酸鋅、氫氧化鋁、六偏磷酸鈉來代替。
[0011]優選地，所述的輔料還可以在砂或粉煤灰的基礎上，再添加改性納米粉、火山巖粉、重鈣粉、石膏、鋁粉、平平加、氧化石蠟皂、純鹼、膨潤土、硬脂酸鋅、氫氧化鋁、六偏磷酸鈉，但保持輔料總重量份數不變。
[0012]為了能夠充分實現本發明的第一個目的，在參照JC/T622-2009《矽酸鹽建築製品用砂》建材行業標準:Si02>65%、S03〈2%，放射性應符合GB6566國標要求。採用的「石英尾渣」是化工廠從瑩石礦中提氟化鈣排出的廢渣，所述的石英尾渣的主要成份含量應符合的要求為:Si0295.01 份、Fe2O3L 08 份、Al2O3L 06 份、CaOl.60 份、MgO0.14 份、K2O0.17 份、Na2O0.15份、硫化物(以SO3計)0.15份、C廠0.01份、Loss0.93份；其具體是將從瑩石礦中提氟化鈣排出的廢渣進行成分含量的檢測，並對其主要原料成分進行調節，再通過研磨機，先在800-1000r/min下研磨l_2h,再在研磨機的轉速為1300-1400r/min下進行高速研磨30min,並石英尾洛的主要成分含量進行檢測調節後,再通過研磨機在1500-1800r/min下，研磨15min後,採用方孔篩進行篩分,篩餘量為10~20%。
[0013]進一步，為了能夠更加充分的實現本發明的第一個目的，生石灰應符合JC/T621-2009《矽酸鹽建築製品用生石灰》建材行業標準CaO+MgO的總量大於75%、Mg0〈5%、C02〈5%，並且所述的生石灰研磨細度為≤0.08mm，並採用方孔篩進行篩分，篩餘量≤10%。
[0014]更進一步的，為了能夠使本發明的第一個目的得到較佳的展現，所述的砂應符合JC/T622-2009《矽酸鹽建築製品》建材業標準Si02>65%，研磨細度為≤0.08mm,並採用方孔篩進行篩分，篩餘量5~15%。
[0015]優選地，所述的粉煤灰研磨細度為≤ 0.08mm，並採用方孔篩進行篩分，篩餘量5~15%。
[0016]最優選地，所述的石英尾渣研磨細度為≤ 0.08_，並採用方孔篩進行篩分，篩餘量10 ~20 %,比表面積 2800cm2/g ~3300cm2/g。
[0017]為了使本發明的目的能夠進一步的得到充分的展示，並採用了產品質量對比標準，產品執行國標GB/T1945-1999《蒸壓灰砂磚》標準；產品抗壓強度:21MPa、抗折強度:4.5MPa、抗凍性符合要求，各項指標均符合國標GB/T1945-1999《蒸壓灰砂磚》標準要求。
[0018]為了能實現本發明的第二個目的，並充分的將上述本發明的產品生產出來，提供一種石英尾渣磚的製備方法，具體是:
[0019]包括以下步驟:
[0020](1)原料研磨:分別將石英尾渣、輔料、生石灰按照原料研磨細度標準進行研磨處理，並存放於粉庫待用；
[0021](2)分級配料:將研磨好石英尾渣與輔料在多鬥配料秤中進行計量配料，再與研磨好的生石灰進行計量配料；
[0022](3)加水攪拌:將步驟2)配料好的原材料通過輸送機置於攪拌機中，並加拌合水，採用200-300r/min的攪拌速度攪拌均勻；
[0023](4)消解:將步驟3)攪拌好的配和料經膠帶輸送機送入消化倉進行消解處理8-12h ；[0024](5)碾壓成型:將步驟4)消解好的配合料經膠帶輸送機送入輪碾機碾壓處理，經膠帶輸送機送入緩衝料鬥，經液壓壓磚機進行雙液壓成型；
[0025](6)蒸養處理:將步驟5)中碾壓成型的初成品經碼坯機碼在蒸養車上，送入蒸壓釜中，採用水蒸氣維持蒸壓壓力為0.9-1.4MPa，溫度為180-190°C下進行蒸壓養護處理6-9h ；
[0026](7)檢驗:檢驗產品符合抗壓、抗折和抗凍性要求後，即可獲得含有矽酸鹽的成品石英尾渣磚。
[0027]優選地，在經過液壓壓磚機進行雙液壓成型時，按照溫度為151°C，壓力為0.5MPa的Ikg水蒸氣的焦耳熱量來算，其產生的壓力為700t-1000t水蒸氣；其中最優選是將壓力控制在800t水蒸氣。
[0028]優選地，所述的步驟4)中，消解時間為10h。
[0029]優選地，所述的步驟6)中，蒸壓養護處理的蒸壓壓力為1.2MPa，溫度為185°C，養護處理的時間為7.5h。
[0030]與現有技術相比，本發明的技術效果體現在:
[0031]①通過調整配料、級配，加強蒸壓，促進化和反應，採用雙液壓成型，加大成型壓力，現已徹底解決石英尾渣磚容易收縮的技術問題，使得石英尾渣磚的抗壓強度、抗折強度和抗凍性能得到了較大的改善。
[0032]②通過對原 料粉磨工藝的改進，使SiO2與CaO反應得更加充分；並通過採用雙向液壓成型，壓力大，使製品結構緊密，強度高。
[0033]③通過採用化工廠從瑩石礦中提取氟化鈣排出廢渣作為原料來生產石英尾渣磚，使得瑩石礦得到了綜合利用，提高了瑩石礦的產品附加值，並且整個生產過程中沒有廢水、廢渣和廢氣的產生，進而不會造成環境的汙染，具有顯著的環保價值和經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的石英尾渣磚的製備方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和具體的實施方式來對本發明的技術方案做進一步的限定，但要求保護的範圍不僅局限於所作的描述。
[0036]術語以及原理說明:
[0037]蒸壓養護是指製品在蒸壓釜內，蒸汽通過與坯體、釜體、底板等進行熱交換產生水化反應，使製品獲得相應的強度、乾燥收縮、抗凍融等性能。
[0038]石英尾渣蒸壓磚就是利用石英尾渣(矽質原料)與鈣、鋁質材料(生石灰、砂或爐渣)按一定比例配合加工壓製成型，在蒸壓釜中，通過飽和蒸泠，在適當的壓力、溫度條件下進行水化反應，形成具有抗壓強度大於16MPa、抗折強度大於3.5MPa的矽酸鹽製品。
[0039]本工廠工藝流程是:石英尾渣、生石灰(經破碎至粉磨合後的石灰粉)、砂或爐渣，通過配料倉下料經多鬥配料後，由膠帶輸機輸送至行星式強制攪拌機攪拌，在攪拌過程中，按照配比計量加入拌和水；攪拌好的配和料經膠帶輸送機送入消化倉進行消解處理，之後再經膠帶輸送機送入輪碾機碾壓處理，經膠帶輸送機送入緩衝料鬥，經全自動液壓壓磚機成型，然後經碼坯機把磚碼在蒸養車上，送入蒸壓釜進行蒸壓養護，合格後由卷揚機拉出釜，進入成品堆場。
[0040]實施例1
[0041]一種石英尾渣磚，其原料組成為:石英尾渣65kg、生石灰7kg、砂23kg，其中石英尾渣是通過從化工廠瑩石礦中提氟化鈣排出的廢渣中提煉出來的，其主要成份含量為:Si0295.01 %、Fe2O3L 08%, Al2O3L 06%, CaOl.60%,MgO0.14%, K2O0.17%, Na2O0.15%、硫化物(以 SO3 計)0.15%、C廠0.01%, Loss0.93% ；
[0042]其製備方法為:
[0043](I)原料研磨:分別選取原料為:石英尾渣、生石灰、砂；其具體是將從瑩石礦中提氟化鈣排出的廢渣進行成分含量的檢測，並對其主要原料成分進行調節，再通過研磨機，先在800r/min下研磨Ih,再在研磨機的轉速為1300r/min下進行高速研磨30min,並石英尾渣的主要成分 含量進行檢測調節後，再通過研磨機在1500r/min下，研磨15min後，採用方孔篩進行篩分，篩餘量為10%,細度為0.08mm,並採用方孔篩進行篩分，比表面積2800cm2/g ;生石灰通過研磨機在800r/min下研磨至細度為0.08mm,並採用方孔篩進行篩分,篩餘量10% ;砂通過研磨機在800r/min下研磨至細度為0.08mm,並採用方孔篩進行篩分,篩餘量15%後，轉存於倉庫備用；
[0044](2)分級配料:將研磨好石英尾渣與輔料在多鬥配料秤中進行計量配料，再與研磨好的生石灰進行計量配料；
[0045](3)加水攪拌:將步驟2)配料好的原材料通過輸送機置於攪拌機中，並加拌合水，採用300r/min的攪拌速度攪拌均勻；
[0046](4)消解:將步驟3)攪拌好的配和料經膠帶輸送機送入消化倉進行消解處理IOh ；
[0047](5)碾壓成型:將步驟4)消解好的配合料經膠帶輸送機送入輪碾機碾壓處理，經膠帶輸送機送入緩衝料鬥，經液壓壓磚機進行雙液壓成型，此時的壓力相當於，按照溫度為151°C，壓力為0.5MPa的Ikg水蒸氣的焦耳熱量來算獲得的為800t水蒸氣；
[0048](6)蒸養處理:將步驟5)中碾壓成型的初成品經碼坯機碼在蒸養車上，送入蒸壓釜中，採用水蒸氣維持蒸壓壓力為0.9MPa，溫度為180°C下進行蒸壓養護處理9h ；
[0049](7)檢驗:檢驗產品符合抗壓、抗折和抗凍性要求後，即可獲得含有矽酸鹽的成品石英尾渣磚。
[0050]實施例2
[0051]一種石英尾渣磚的製備方法，在實施例1的基礎上，其他步驟同實施例，通過選取Si029 5.01kg、Fe2O3L 08kg、Al2O3L 06kg、CaO1.60kg、MgO0.14kg、K2O0.17kg、Na2O0.15kg、硫化物(以SO3計)0.15kg、C廠0.01kg、Loss0.93kg，進行混合後，再對其成分含量檢測，並對其主要原料成分進行調節，再通過研磨機，先在900r/min下研磨1.5h,再在研磨機的轉速為1350r/min下進行高速研磨30min，並石英尾渣的主要成分含量進行檢測調節後，再通過研磨機在1650r/min下,研磨15min後,採用方孔篩進行篩分,篩餘量為15%,細度為
0.08mm，並採用方孔篩進行篩分，比表面積3000cm2/g ;並在消解步驟中消解處理12h ;在碾壓成型步驟中，將步驟4)消解好的配合料經膠帶輸送機送入輪碾機碾壓處理，經膠帶輸送機送入緩衝料鬥，經液壓壓磚機進行雙液壓成型，此時的壓力相當於，按照溫度為151°C，壓力為0.5MPa的Ikg水蒸氣的焦耳熱量來算獲得的為1000t水蒸氣。
[0052]實施例3
[0053]一種石英尾渣磚的製備方法，在實施例1的基礎上，其他步驟同實施例，通過選取 Si029 5.0lg、Fe2O3L 08g、Al2O3L 06g、CaO1.60g、MgO0.14g、K2O0.17g、Na2O0.15g、硫化物(以SOjf )0.15g、C廠0.01g、Loss0.93g，進行混合後，再對其成分含量檢測，並對其主要原料成分進行調節，再通過研磨機，先在1000r/min下研磨2h,再在研磨機的轉速為1400r/min下進行高速研磨30min，並石英尾渣的主要成分含量進行檢測調節後，再通過研磨機在1800r/min下,研磨15min後,採用方孔篩進行篩分,篩餘量為20%,細度為0.08mm,並採用方孔篩進行篩分，比表面積3300cm2/g ;並在消解步驟中消解處理8h ;在碾壓成型步驟中，將步驟4)消解好的配合料經膠帶輸送機送入輪碾機碾壓處理，經膠帶輸送機送入緩衝料鬥，經液壓壓磚機進行雙液壓成型，此時的壓力相當於，按照溫度為151°C，壓力為0.5MPa的Ikg水蒸氣的焦耳熱量來算獲得的為700t水蒸氣。
[0054]實施例4-13
[0055]在實施例1的基礎上，一種石英尾渣磚，其原料組成的重量數據在實施例4-13中的變化如下表1所示，其他製備步驟同實施例1:
[0056]
【權利要求】
1.一種石英尾渣磚，其特徵在於，原料組成重量份為:石英尾渣65-75份、生石灰5-7份、輔料23-25份。
2.如權利要求1所述的石英尾渣磚，其特徵在於，原料組成重量份為:石英尾渣70份、生石灰6份、輔料24份。
3.如權利要求1或2所述的石英尾渣磚，其特徵在於，所述的輔料為砂或粉煤灰中的任一種或兩種的混合物。
4.如權利要求1或2所述的石英尾渣磚，其特徵在於，所述的石英尾渣是從瑩石礦中提氟化鈣排出的廢渣提煉出來的，其主要成份含量為:Si0295.01份、Fe2O3L 08份、Al2O3L 06份、CaOl.60 份、MgO0.14 份、K2O0.17 份、Na2O0.15 份、硫化物(以 SO3 計)0.15 份、C廠0.01份、Loss0.93份；其具體是將從瑩石礦中提氟化鈣排出的廢渣進行成分含量的檢測，並對其主要原料成分進行調節，再通過研磨機，先在800-1000r/min下研磨l_2h,再在研磨機的轉速為1300-1400r/min下進行高速研磨30min，並石英尾渣的主要成分含量進行檢測調節後，再通過研磨機在1500-1800r/min下,研磨15min後,採用方孔篩進行篩分,篩餘量為10 ~20%。
5.如權利要求1或2所述的石英尾渣磚，其特徵在於，所述的生石灰研磨細度為(0.08mm,並採用方孔篩進行篩分,篩餘量< 10%。
6.如權利要求3所述的石英尾渣磚，其特徵在於，所述的砂研磨細度為<0.08mm,並採用方孔篩進行篩分，篩餘量5~15%。
7.如權利要求3所述的石英尾渣磚，其特徵在於，所述的粉煤灰研磨細度為<0.08mm,並採用方孔篩進行篩分，篩餘量5~15%。
8.如權利要求4所述的石英尾渣磚，其特徵在於，所述的石英尾渣通過研磨機研磨並採用方孔篩篩分後的細度< 0.08mm,比表面積2800cm2/g~3300cm2/g。
9.如權利要求1-8任一項所述的石英尾渣磚的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)原料研磨:分別將石英尾渣、輔料、生石灰按照原料研磨細度標準進行研磨處理，並存放於粉庫待用； (2)分級配料:將研磨好石英尾渣與輔料在多鬥配料秤中進行計量配料，再與研磨好的生石灰進行計量配料； (3)加水攪拌:將步驟2)配料好的原材料通過輸送機置於攪拌機中，並加拌合水，採用200-300r/min的攪拌速度攪拌均勻； (4)消解:將步驟3)攪拌好的配和料經膠帶輸送機送入消化倉進行消解處理8-12h； (5)碾壓成型:將步驟4)消解好的配合料經膠帶輸送機送入輪碾機碾壓處理，經膠帶輸送機送入緩衝料鬥，經液壓壓磚機進行雙液壓成型； (6)蒸養處理:將步驟5)中碾壓成型的初成品經碼坯機碼在蒸養車上，送入蒸壓釜中，採用水蒸氣維持蒸壓壓力為0.9-1.4MPa，溫度為180-190°C下進行蒸壓養護處理6_9h ； (7)檢驗:檢驗產品符合抗壓、抗折和抗凍性要求後，即可獲得含有矽酸鹽的成品石英尾洛磚。
10.如權利要求9所述的石英尾渣磚的製備方法，其特徵在於，所述的步驟4)中，消解處理的時間為IOh;所述的步驟6)中，蒸壓養護處理的蒸壓壓力為1.2MPa，溫度為185°C，養護處理的時間為7.5h。
【文檔編號】C04B18/12GK104003689SQ201410195090
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】王建義, 白燕, 張雪敏, 賀勇, 李雲, 蔣韜, 宋美 申請人:貴州省工業固體廢棄物綜合利用（建材）工程技術研究中心