專利名稱：高摻量磷渣燒結(jié)磚及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高摻量磷渣燒結(jié)磚及其生產(chǎn)方法，屬于建材產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域。
早在若干年前，人們就將磷渣用于建材工業(yè)之中，如水泥生產(chǎn)、燒結(jié)制品生產(chǎn)，前提必須是磷渣在摻合其他原材料制作建材產(chǎn)品時(shí)，其產(chǎn)品的理化性能指標(biāo)達(dá)到國家同類建材產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但目前磷渣的摻量相當(dāng)有限，用于制磚行業(yè)的摻量僅20％左右，中國專利公報(bào)公開了一種磷渣燒結(jié)磚，專利號為971038945，這種產(chǎn)品中磷渣的含量達(dá)到30-45％，是類似產(chǎn)品中比較高的一種，但是其用磷渣量還是比較低、仍然有大量廢棄的磷渣需要處理，這項(xiàng)專利提供的技術(shù)依然不能夠最大限度的解決問題，另外，這項(xiàng)技術(shù)需要添加8-20％的內(nèi)燃料，才能達(dá)到它的發(fā)明目的，所以生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于，提供一種由磷渣、頁巖或粘土構(gòu)成的高含磷渣的燒結(jié)磚及其生產(chǎn)的方法，產(chǎn)品構(gòu)成成份簡單、生產(chǎn)方法簡單易行，生產(chǎn)的產(chǎn)品符合國家有關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的這種高摻量磷渣燒結(jié)磚，它由磷渣、頁巖或粘土構(gòu)成，按照重量百分比計(jì)算磷渣為50-65％、頁巖或粘土為35-50％，準(zhǔn)確的說按照重量百分比計(jì)算它由磷渣60-65％、頁巖或粘土35-40％構(gòu)成；這種高摻量磷渣燒結(jié)磚，在產(chǎn)品中還添加有一定量的添加劑，添加劑為膨潤土、陶土或粘土增強(qiáng)劑；高摻量磷渣燒結(jié)磚的生產(chǎn)方法，是取由高溫液體傾入水中水淬得到的磷渣，將其粉碎為5mm以內(nèi)，按照重量百分比計(jì)算取磷渣50-65％、頁巖或粘土35-50％混合，加入總重量0.4-0.7％的添加劑進(jìn)行破碎、攪拌、成型、干燥，然后將其在950-1000攝氏度范圍內(nèi)進(jìn)行焙燒。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于在燒結(jié)磚生產(chǎn)中，摻加50～65％的磷渣，外摻0.4～0.7％的添加劑，采用刨刀式對輥機(jī)、輪碾機(jī)等設(shè)備處理原料，雙級真空擠磚機(jī)成型，輪窯或隧道窯焙燒的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)紅磚，加速對磷渣綜合利用的步伐，并提供高摻量磷渣燒結(jié)磚的所需的工藝參數(shù)。
磷渣采用電熔法制取黃磷后經(jīng)水淬處理的硅酸鹽類廢渣，呈灰白色或灰色，玻璃體含量在90％左右，以SiO2和CaO為主要化學(xué)成分，少量成份有Al、Mg、Fe、P、F的氧化物或化合物，光譜分析結(jié)果，尚含有Mn、Ca、Ti、Ba等多種微量元素，潛在礦物組成為假硅灰石(-CaO、SiO2)和槍晶石(C3S2、CaF2)，比重2.9～3.0g/cm3、松散容重1.0～1.3g/cm3、莫氏硬度5左右、渣粒度在0.5～5.0mm之間，具有多孔結(jié)構(gòu)；磷渣是一種無塑性的物質(zhì)，當(dāng)大摻量進(jìn)入磚的混合料中時(shí)，會影響磚坯的強(qiáng)度及擠出成型性質(zhì)，因此，需加入塑性較好的粘土或頁巖。
采用添加劑的目的是提高混合料的塑性，本發(fā)明選用的添加劑對磚瓦原料塑性指數(shù)低于7的有提高作用，高于16的有降低作用，提高和降低幅度在10％～50％之間，能增強(qiáng)磚瓦產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度，泥條光潔度，提高成品磚內(nèi)外的質(zhì)量。添加劑的種類有以下幾種1、將膨潤土(主要礦物成分為蒙脫石)、陶土(主要礦物成分為高嶺石)烘干磨細(xì)，磨后細(xì)度為80-100目；2、選用由多種化工原料(廢棄物)組成的用于瘠性料改性的增強(qiáng)劑(外購)，其主要成分為硫酸鹽。
本發(fā)明認(rèn)為磷渣雖是一種毫無塑性的物資，但通過在混合料中加入頁巖或粘土及摻少量的添加劑，原料的處理采用多級破碎，輪碾造粒，困陳均化，硬塑擠出成型的措施，合理的干燥，焙燒，就能生產(chǎn)出磷渣摻量在50-65％的高摻量磷渣燒結(jié)磚，本發(fā)明提供的工藝參數(shù)能夠在有條件的燒結(jié)磚廠實(shí)施并形成規(guī)模生產(chǎn)，能達(dá)到節(jié)土，節(jié)能，保護(hù)環(huán)境的效果。
塑性指數(shù)是反映濕塑擠出成型質(zhì)量好壞的一個(gè)重要工藝參數(shù)，中國建材地勘中心貴州總隊(duì)實(shí)驗(yàn)室用頁巖和磷渣作了磷渣摻量10％-65％的塑性指數(shù)測試，測試方法采用阿特伯格測試法，分別測試試樣的液限和塑限，得出塑性指數(shù)結(jié)果；隨著摻磷渣量的增大，混合料塑性指數(shù)降低，在65％摻渣量時(shí)，塑性指數(shù)為9.90，滿足硬塑擠出成型之要求。
塑性指數(shù)測試
在本發(fā)明中，最好是將磷渣單獨(dú)破碎一道，使其粒度在5mm以內(nèi)，再與其他原料混合進(jìn)入下道破碎，這樣有利于混合料粒度的控制和保護(hù)破碎設(shè)備。
粒度組成一覽表
本發(fā)明試驗(yàn)時(shí)采用三次對輥破碎，粗碎間隙范圍為10-15mm，中碎間隙為4-8mm，細(xì)碎間隙＜3mm，較好地滿足了高摻量磷渣磚粒度要求；使用濕式輪碾機(jī)，兩次雙軸攪拌機(jī)，使得頁巖粘土、磷渣、添加劑在攪拌過程中，實(shí)現(xiàn)混合料的顆粒密度增加、水分均化程度增加；由于磷渣基本無塑性，須依靠粘土或頁巖來提高混合料的塑性，由研究資料介紹，可塑性產(chǎn)生的原因是在于粘土或頁巖顆粒之間存在的靜電引力和毛細(xì)管力，毛細(xì)管力的形成是粒子表面的一層水膜的表面張力作用，它會使相鄰粒子之間彼此吸引靠近，在原料本身內(nèi)力的基礎(chǔ)上，在外界壓力作用下，粒子間隙的空氣被排除，合適粒徑級配的混合呈增積密度最大狀，這時(shí)混合料的宏觀表現(xiàn)是形成所需的混段、坯塊、強(qiáng)度增加，特別指出的是磷渣磚坯成型水分比一般頁巖或粘土磚低(因磷渣粒子內(nèi)不含化學(xué)結(jié)合水等)，在選擇成型設(shè)備時(shí)，以真空硬塑擠出成型設(shè)備為佳。
干燥是提高坯體強(qiáng)度的一種方法，粘土粒子內(nèi)存在著化學(xué)結(jié)合水，自由水和大氣吸附水，在頁巖或粘土礦物結(jié)構(gòu)中的(OH)基就是構(gòu)成化學(xué)結(jié)合水的基因，而大氣吸附水牢固的存在于粘土的微毛細(xì)管中，還有附著于粘土膠體粒子表面的水、滲透于坯體毛細(xì)管中的自由水，這些水的存在方式使得粘土或頁巖坯體干燥有難度，稍不注意，就會造成坯體開裂等癥狀，當(dāng)摻入50％-65％以上的磷渣后，由于磷渣粒子內(nèi)不含化學(xué)結(jié)合水，不易附著機(jī)械水也不存在往外排除的過程，相反無塑性的磷渣粒子，在坯體中形成便于排水的孔隙，使水分從內(nèi)至外的擴(kuò)散通道暢通，再加之低于水份的成型，磚坯排出水量減少，也就是說高摻量磷渣燒結(jié)磚的干燥較易掌握、耗時(shí)較短，干燥效果好。
干燥工段工藝參數(shù)
從磷渣化學(xué)成份分析數(shù)據(jù)及參考文獻(xiàn)介紹，磷渣作為原料生產(chǎn)燒結(jié)制品，其焙燒機(jī)理與廣義的陶瓷范疇是相符的，因此，陶瓷燒結(jié)理論，機(jī)理也適用于高摻量磷渣燒結(jié)磚，本發(fā)明在貴州省都勻長鑫廠建材公司頁巖磚生產(chǎn)線2.5m×85.4m中斷隧道窯上作工業(yè)性焙燒試驗(yàn)，其焙燒工藝參數(shù)見表焙燒工藝參數(shù)
把高摻量磷渣燒結(jié)磚產(chǎn)品，送至中科院貴陽地化所作巖相鑒定，其主要礦物結(jié)構(gòu)由石英、銳鈦礦、鉀長石、石膏、齒鐵礦組成。把在都勻長鑫建材有限公司頁巖磚生產(chǎn)線上試制的高摻量磷渣燒結(jié)磚產(chǎn)品，用隨機(jī)抽樣的方法，取樣進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度、抗風(fēng)化性能，泛霜性能，石灰爆裂性能，外觀質(zhì)量等項(xiàng)目的測試從建材質(zhì)檢站檢驗(yàn)結(jié)果來看，所檢項(xiàng)目全部符合GB/T5101-1998、GB196-88的技術(shù)要求，特別是抗壓強(qiáng)度值高達(dá)MU25，泛霜性能評定為一等品，石灰爆裂性能評定為優(yōu)等品，這是一般粘土或頁巖燒結(jié)磚難以達(dá)到的。高摻量磷渣磚的r照射率測試表明，其放射性在允許范圍之內(nèi)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，是一種安全的建材產(chǎn)品。
所以根據(jù)本發(fā)明提供的配方及生產(chǎn)方法1、以磷渣為主要原料，粉煤灰，頁巖或粘土為摻配料，可以生產(chǎn)出磷渣摻量(重量比)50％-65％的高摻量磷渣燒結(jié)磚，物理性能指標(biāo)達(dá)到GB/T5101-98、GB9196-88國家標(biāo)準(zhǔn)；2、本發(fā)明提出的各工段工藝參數(shù)可靠，可行；3、高摻量磷渣燒結(jié)磚干燥與焙燒效果，抗壓強(qiáng)度，泛霜，石灰爆裂性能優(yōu)于其他(如頁巖、粘土)原材料的燒結(jié)磚，是綜合利廢，保護(hù)環(huán)境，保護(hù)資源的優(yōu)良建筑材料。
本發(fā)明的實(shí)施例1選用磷渣為50公斤、頁巖或粘土為50公斤生產(chǎn)高摻量磷渣燒結(jié)磚，其中磷渣是取由高溫液體傾入水中水淬得到的磷渣，將其粉碎為5mm以內(nèi)，然后加入0.4公斤的膨潤土作為添加劑進(jìn)行破碎、攪拌、成型、干燥，然后將其在950攝氏度進(jìn)行焙燒。
本發(fā)明的實(shí)施例2選用磷渣為65公斤、頁巖或粘土為35公斤生產(chǎn)高摻量磷渣燒結(jié)磚，其中將磷渣其粉碎為5mm以內(nèi)，然后加入0.7公斤的陶土作為添加劑進(jìn)行破碎、攪拌、成型、干燥，然后將其在1000攝氏度進(jìn)行焙燒。
本發(fā)明的實(shí)施例3選用磷渣為60公斤、頁巖或粘土為40公斤生產(chǎn)高摻量磷渣燒結(jié)磚，其中磷渣最好是取由高溫液體傾入水中水淬得到的磷渣，將其粉碎為5mm以內(nèi)，然后加入0.5公斤的市售粘土增強(qiáng)劑作為添加劑進(jìn)行破碎、攪拌、成型、干燥，然后將其在980攝氏度進(jìn)行焙燒。
本發(fā)明中選用單一的頁巖或粘土作為基礎(chǔ)材料使用，也可以按照常規(guī)習(xí)慣或方法選用頁巖或粘土的混合物作為基礎(chǔ)材料使用。
權(quán)利要求
1.一種高摻量磷渣燒結(jié)磚，其特征在于它由磷渣、頁巖或粘土構(gòu)成，按照重量百分比計(jì)算磷渣為50-65％、頁巖或粘土為35-50％。
2.按照權(quán)利要求1所述的這種高摻量磷渣燒結(jié)磚，其特征在于按照重量百分比計(jì)算它由磷渣60-65％、頁巖或粘土35-40％構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1、2所述的這種高摻量磷渣燒結(jié)磚，其特征在于在產(chǎn)品中還添加有一定量的添加劑，添加劑為膨潤土、陶土或粘土增強(qiáng)劑。
4.高摻量磷渣燒結(jié)磚的生產(chǎn)方法，其特征在于取由高溫液體傾入水中水淬得到的磷渣，將其粉碎為5mm以內(nèi)，按照重量百分比計(jì)算取磷渣50-65％、頁巖或粘土35-50％混合，加入總重量0.4-0.7％的添加劑進(jìn)行破碎、攪拌、成型、干燥，然后將其在950-1000攝氏度范圍內(nèi)進(jìn)行焙燒。
全文摘要
本發(fā)明是一種高摻量磷渣燒結(jié)磚及其生產(chǎn)方法,它由磷渣、頁巖或粘土構(gòu)成,按照重量百分比計(jì)算:磷渣為50－65%、頁巖或粘土為35－50%,能夠生產(chǎn)出高摻量磷渣燒結(jié)磚,其物理性能指標(biāo)達(dá)到GB/T5101－98、GB9196－88國家標(biāo)準(zhǔn),高摻量磷渣燒結(jié)磚干燥與焙燒效果,抗壓強(qiáng)度,泛霜,石灰爆裂性能優(yōu)于其他原材料的燒結(jié)磚,是綜合利廢,保護(hù)環(huán)境,保護(hù)資源的優(yōu)良建筑材料。
文檔編號C04B33/02GK1378991SQ02113668
公開日2002年11月13日 申請日期2002年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月26日
發(fā)明者朱萍, 任敏 申請人:貴州省建筑材料科學(xué)研究設(shè)計(jì)院