專利名稱：利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火磚的制備方法，具體說涉及一種利用黃金尾礦制 備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的方法。
背景技術(shù)：
耐火磚在工業(yè)冶煉、鍛造、瓷器燒制等熱工窯爐中有廣泛的應(yīng)用，成 為不可缺少的重要材料。隨著技術(shù)的進(jìn)步，耐火磚也逐漸由重質(zhì)耐火磚發(fā) 展成各種輕質(zhì)耐火磚。輕質(zhì)隔熱耐火磚是由固相和氣相組成，氣體在崮體 磚中形成孤立的氣扎，因此，輕質(zhì)隔熱耐火磚的導(dǎo)熱系數(shù)較低，在熱工窯 爐中起著更好的隔熱保溫作用。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)輕質(zhì)耐火磚的原料除了 必要的成孔材料，如漂珠、珍珠巖、蛭石、硅澡土以及人造空心球外使用 了大量的黏土泥漿，同時(shí)，在生產(chǎn)輕質(zhì)耐火磚的方法上，不外乎采用將配 置好的泥漿注入模型，經(jīng)烘干制成磚坯的傳統(tǒng)澆注法、將預(yù)制好的泥料在 抽真空擠泥機(jī)中擠壓成型，將磚坯烘干，切割制成制品的澆注法以及利用 壓磚機(jī)將磚坯料壓制成磚坯的機(jī)壓法。但因所加水份多，磚坯強(qiáng)度低，搬 運(yùn)易破損，烘干時(shí)間長(zhǎng)，切磨余料多，即便加入必要的成孔材料也一般為 天然或人造的含孔材料。這些輕質(zhì)骨料的加入， 一是原料成本大幅提高， 二是磚體內(nèi)組織構(gòu)成不均勻，基質(zhì)部分較為致密，磚體導(dǎo)熱系數(shù)增大，增 加了受熱崩失炸裂的幾率，抗熱震性能降低。
隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，人們發(fā)明了部 分采用粉煤灰、廢棄石粉、礦山廢棄物，配以石灰、混凝土、發(fā)氣劑替代 黏土制備加氣混凝土輕質(zhì)磚的方法，利用這些方法生產(chǎn)的新型建筑材料達(dá) 到節(jié)能、環(huán)保以及廢棄物再利用的目的。但盡管如此，加氣混凝土輕質(zhì)磚 還僅僅屬于普通磚的概念，不具有隔熱耐火的功能。
在黃金生產(chǎn)過程中,尾礦一般以廢水和固體礦渣混合物的形式存放于尾礦庫中,在占用大量土地的同時(shí)，浪費(fèi)了寶貴的礦產(chǎn)資源,嚴(yán)重影響生產(chǎn)環(huán)境, 尾礦庫還存在著極大的安全隱患,尾礦中的殘液對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害更大。一
座大型露天采礦黃金企業(yè)，每年產(chǎn)生堆浸尾礦約IOOO萬噸，每年產(chǎn)生尾礦
約150萬噸。原礦礦物組合主要為石英、褐鐵礦一自然金組合，其次有 石英一褐鐵礦、針鐵礦自然金組合。金礦石礦物成份有脈石礦物含量一
般大于93%，以石英為主(90%)，其次為地開石及其它粘土礦物，偶見明 礬石、絹云母等。尾礦中許多成分及含量，非常適合于制備蒸壓加氣混凝 土輕質(zhì)隔熱耐火磚。但如何直接利用黃金尾礦制備加氣混凝土輕質(zhì)耐火磚 卻未見相關(guān)報(bào)道。
加氣混凝土輕質(zhì)耐火磚與普通的加氣混凝土輕質(zhì)磚不但在應(yīng)用方面不 同，在制備方法上更具實(shí)質(zhì)性的區(qū)別。因輕質(zhì)隔熱耐火磚要保證較高的耐 火度，因此，在原料的成分及配比上，普通的加氣混凝土輕質(zhì)磚以礦山廢 棄物，配以石灰、混凝土、發(fā)氣劑為主，而加氣混凝土輕質(zhì)耐火磚除了要 遵照高鋁、低鐵的原則外，更為重要的是必須添加必要的耐高溫、多孔洞 的原料。
石膏(二水石膏，生石膏)，其組成(wB。/。)為Ca0 32.5， S0346.6， H20 20.9。成分變化不大。常有粘土、有機(jī)質(zhì)等機(jī)械混入物。有時(shí)含Si02、 A1203、 Fe203、 MgO、 Na20、 C02、 Cl等雜質(zhì)。石膏通常為白色、無色，無色透明 晶體稱為透石膏，有時(shí)因含雜質(zhì)而成灰、淺黃、淺褐等色。條痕白色，透 明。加熱時(shí)石膏存在3個(gè)排出結(jié)晶水階段105~180°C，首先排出l個(gè)水分 子，隨后立即排出半個(gè)水分子，轉(zhuǎn)變?yōu)楹?個(gè)結(jié)晶水的燒石膏，也稱熟 石膏或半水石膏。200~220°C，排出剩余的半個(gè)水分子，轉(zhuǎn)變?yōu)镮II型硬石膏。 約35(TC，轉(zhuǎn)變?yōu)镮I型石膏Ca[S04]。 112(TC時(shí)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)镮型硬石膏。 熔融溫度1450°C。石膏及其制品的微孔結(jié)構(gòu)和加熱脫水性，使之具優(yōu)良的 隔音、隔熱和防火性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是要利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用技術(shù)方案是以黃金尾礦為主原料并進(jìn)行 預(yù)活化處理后，在加入一定量的水泥、石灰、穩(wěn)泡劑、鋁粉膏配料的基礎(chǔ) 上，添加一定量的石膏和自制復(fù)合外加劑，制成漿料，注模發(fā)氣與靜停、 干熱預(yù)養(yǎng)、切割堆垛、入釜蒸養(yǎng)、出釜，最后形成成品耐火磚。 按重量百分比，具體的配方是
黃金尾礦55-75
水泥13-25
石灰10-19
石膏1.0-3.5
穩(wěn)泡劑0.05-0.08
鋁粉膏0.05-0.08
自制復(fù)合外加劑0.05-0.10
本發(fā)明所述的黃金尾礦的預(yù)活化處理主要是對(duì)黃金尾礦通過機(jī)械分級(jí) 選擇合適粒度分布的尾礦和少量高效活化劑、石膏、石灰加入球磨機(jī)進(jìn)行 濕磨后作為料漿制備時(shí)晶種。
本發(fā)明所述的水泥是指各種標(biāo)號(hào)的散裝水泥和袋裝水泥； 本發(fā)明所述的穩(wěn)泡劑是指拉開粉或皂莢粉。采用本發(fā)明的穩(wěn)泡劑對(duì)氣 泡起穩(wěn)固作用，可降低固一液一氣三相體系的表面張力，增加體系中氣泡 膜的機(jī)械強(qiáng)度，防止氣泡破裂造成的漿料沸騰塌模，從而達(dá)到成型目的。 穩(wěn)泡劑屬表面活性物質(zhì)，其作用是降低水的表面張力，增加氣泡膜的機(jī)械 強(qiáng)度。
本發(fā)明所述的鋁粉膏是指優(yōu)質(zhì)高純鋁粉經(jīng)高溫霧化，以水為介質(zhì)，加 特殊水溶劑研磨精制加工而成的銀灰色、鱗片狀粉末。具有活性鋁高、易 分散于水、發(fā)氣充分、使用方便穩(wěn)定等特點(diǎn)。
本發(fā)明所述的自制復(fù)合外加劑是指松脂胺皂和三萜皂甙的混合物，在
注模前添加。配制時(shí)先將松脂胺皂、三萜皂甙原料按其之間的比例為i : 3 3: i的比例加入到同體積水中進(jìn)行攪拌混合均勻即可使用。尾礦和石膏在制漿時(shí)，定量加水,有利于一次制成濃度合適的料漿。料 漿由泥漿泵泵入配料樓料漿儲(chǔ)罐內(nèi)備用。
塊狀石灰經(jīng)復(fù)擺式顎式破碎機(jī)破碎;粉磨時(shí),石灰由倉(cāng)底圓盤給料機(jī)給 入細(xì)磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉磨。磨細(xì)后的石灰粉料經(jīng)螺旋輸送機(jī)送至斗式提升 機(jī)，由斗式提升機(jī)送至配料樓石灰粉料倉(cāng)中備用。
鋁粉膏由人工計(jì)量,倒入鋁粉攪拌機(jī)內(nèi)制成懸浮液,每模配制一次;攪拌 好的懸浮液直接放入澆注攪拌機(jī)內(nèi)。
配料、攪拌和澆注中，石灰、水泥由倉(cāng)底給料機(jī)送入電子粉料計(jì)量稱 內(nèi)，經(jīng)累積計(jì)量后由螺旋輸送機(jī)送到澆注攪拌機(jī)內(nèi)，再加入現(xiàn)場(chǎng)配制的鋁粉 膏、穩(wěn)泡劑和自制復(fù)合外加劑后混勻即可進(jìn)行澆注。所加入的量以模為單 位。
切割后的坯體由慢動(dòng)巻揚(yáng)機(jī)拉入釜內(nèi)入釜蒸養(yǎng)，恒壓蒸養(yǎng)時(shí)間5 7h ,蒸 汽壓力1. lMPa 1.5MPa,溫度190 。C士5。C。
對(duì)于切割機(jī)切割下來的邊角料落入底部斜槽，經(jīng)水沖洗至切割機(jī)底部廢 漿池內(nèi)，經(jīng)打漿后由立式泥槳泵泵至澆注機(jī)底下沖洗廢水池中,和池中部分 沖洗廢水一起進(jìn)行攪拌制漿,當(dāng)達(dá)到一定濃度后再由泥漿泵泵入配料樓內(nèi)的 廢漿儲(chǔ)罐中備用。
采用本發(fā)明所述的方法制備的蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚，由于 加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的導(dǎo)熱系數(shù)低[常溫下，其導(dǎo)熱系數(shù)只有0.08 0.18W/(m.K)。只相當(dāng)于普通混凝土的1/15，粘土磚的1/10。因此，它用 于爐窯隔熱具有優(yōu)異的效果，可大幅度降低窯體溫度的散失，提高窯內(nèi)的
溫度，降低能耗，節(jié)能效果顯著，隔熱效果好，可用于陶瓷倒窯、隧道、 電阻爐等低溫段，可達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)由于蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱 耐火磚的體積密度只有0.4 0.7g/cm3，即每立方米只有400 700kg，低于大 多數(shù)輕質(zhì)隔熱耐火磚。在各種輕質(zhì)隔熱耐火制品中，它屬于密度最低的一 種。例如氧化鋁空心球隔熱制品，體積密度1.2 1.6g/cm3，是本品的2 4倍。 高鋁質(zhì)發(fā)泡輕質(zhì)隔熱耐火磚的體積密度為0.5 1.0 g/cm3,也比本磚高很多。而輕質(zhì)硅質(zhì)隔熱耐火磚的體積密度為0.8 1.2g/cm3，是本品的1 2倍。與上 述的同類產(chǎn)品相比，本蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚體積密度小，輕質(zhì)。 本發(fā)明所述的輕質(zhì)隔熱耐火磚廣泛用于冶金、機(jī)械、化工、石油、建 筑、輕工、電力等部門的工業(yè)爐窯和高溫設(shè)備上。其使用性能、機(jī)械強(qiáng)度、 耐高溫性、導(dǎo)熱系數(shù)等綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有的各種中檔輕質(zhì)隔熱耐火磚。凡 使用溫度在1300'C以下的各種高溫工業(yè)爐窯均可以使用加氣混凝土輕質(zhì)隔 熱耐火磚產(chǎn)品,其用途十分廣泛。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
(1) 將57kg石膏和570kg石灰在細(xì)磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉磨并達(dá)到預(yù)活化 處理，制成石膏石灰粉料，經(jīng)斗式提升機(jī)送至石灰粉料倉(cāng)中備用。
(2) 取3000kg黃金尾礦在球磨機(jī)給礦料斗中，逐步加入球磨機(jī)進(jìn)行磨 細(xì)，控制礦漿度在60%左右，球磨機(jī)邊磨邊加入共約2000 kg的水制成漿料， 并由泥漿泵泵入料漿儲(chǔ)罐內(nèi)備用。
(3) 把1000kg PC32.5R的袋裝水泥打到水泥儲(chǔ)罐中備用。
(4) 每澆注一模(2.72 m3)取1.25kg鋁粉膏、1. 10kg拉開粉和2. 20kg 自制復(fù)合外加劑(松脂胺皂三萜皂甙=3 : 7),投入鋁粉攪拌機(jī)內(nèi)攪拌成 5%的水系懸浮液后倒入鋁粉儲(chǔ)罐內(nèi)備用(上述鋁粉膏、穩(wěn)泡劑、自制復(fù)合 外加劑只能現(xiàn)場(chǎng)配備使用，以模為單位)。
(5) 在對(duì)上述各種配方所需的物料進(jìn)行計(jì)量配料后，按工藝要求，以 澆注一模(2.72m3)計(jì)算，按重量百分比依次加入2100kg尾礦漿(占配料 總干重64. 19%)、 28. 5 kg石膏(占1, 45%)和285kg石灰粉料(占14. 52%)、 385kg水泥(占19.61%)，充分?jǐn)嚢韬螅偌尤氩襟E(4)中配好的鋁粉膏 等水溶液，再充分?jǐn)嚢韬?，按預(yù)先設(shè)定的模具將料漿進(jìn)行澆注，靜停初養(yǎng) 達(dá)到切割強(qiáng)度后進(jìn)行切割、脫模。
(6) 轉(zhuǎn)移至蒸養(yǎng)小車上進(jìn)入釜內(nèi)進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，恒壓蒸養(yǎng)時(shí)間7 h , 蒸汽壓力1. 3MPa ，溫度195 。C。實(shí)施例2
(1) 將60kg石膏和600kg石灰在細(xì)磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉磨并達(dá)到預(yù)活化 處理，制成石膏石灰粉料，經(jīng)斗式提升機(jī)送至石灰粉料倉(cāng)中備用。
(2) 取3000kg黃金尾礦在球磨機(jī)給礦料斗中，逐步加入球磨機(jī)進(jìn)行磨 細(xì)，控制礦漿度在62.5%左右，球磨機(jī)邊磨邊加入共約1800 kg的水制成漿 料，并由泥漿泵泵入料漿儲(chǔ)罐內(nèi)備用。
(3) 把1000kg PC32.5R的袋裝水泥打到水泥儲(chǔ)罐中備用。
(4) 每澆注一模(2.72 m3)取1.35kg鋁粉膏、1. 15kg皂莢粉和2. 0 kg 自制復(fù)合外加劑(松脂胺皂三萜皂甙=4 : 6)，投入鋁粉攪拌機(jī)內(nèi)攪拌成 5%的水系懸浮液后倒入鋁粉儲(chǔ)罐內(nèi)備用(上述鋁粉膏、穩(wěn)泡劑、自制復(fù)合 外加劑只能現(xiàn)場(chǎng)配備使用，以模為單位)。
(5) 在對(duì)上述各種配方所需的物料進(jìn)行計(jì)量配料后，按工藝要求，以 澆注一模計(jì)算，按重量百分比依次加入1950kg尾礦槳(占配料總干重 62.72%)、 30 kg石膏(占l. 54%)和300kg石灰粉料(占15.44%)、 390kg 水泥(占20.07%)，充分?jǐn)嚢韬螅偌尤氩襟E(4)中配好的鋁粉膏等水溶 液，再充分?jǐn)嚢韬?，按預(yù)先設(shè)定的模具將料漿進(jìn)行澆注，靜停初養(yǎng)達(dá)到切 割強(qiáng)度后進(jìn)行切割、脫模。
(6) 轉(zhuǎn)移至蒸養(yǎng)小車上進(jìn)入釜內(nèi)進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，恒壓蒸養(yǎng)時(shí)間5 h ， 蒸汽壓力1. 15MPa ，溫度188 。C。
實(shí)施例3
(1) 將64kg石膏和690kg石灰在細(xì)磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉磨并達(dá)到預(yù)活化 處理，制成石膏石灰粉料，經(jīng)斗式提升機(jī)送至石灰粉料倉(cāng)中備用。
(2) 取3000kg黃金尾礦在球磨機(jī)給礦料斗中，逐步加入球磨機(jī)進(jìn)行磨 細(xì)，控制礦槳度在59. 5%左右，球磨機(jī)邊磨邊加入共約2050kg的水制成漿料，
并由泥漿泵泵入料漿儲(chǔ)罐內(nèi)備用。
(3) 把1000kg PC32.5R的袋裝水泥打到水泥儲(chǔ)罐中備用。
(4) 每澆注一模(2.72 m3)取1.3kg鋁粉膏、1. 25kg皂莢粉和l. 8 kg自制復(fù)合外加劑(松脂胺皂三萜皂甙=5:5)，投入鋁粉攪拌機(jī)內(nèi)攪拌成 5%的水系懸浮液后倒入鋁粉儲(chǔ)罐內(nèi)備用(上述鋁粉膏、穩(wěn)泡劑、自制復(fù)合 外加劑只能現(xiàn)場(chǎng)配備使用，以模為單位)。
(5) 在對(duì)上述各種配方所需的物料進(jìn)行計(jì)量配料后，按工藝要求，以
澆注一模計(jì)算，按重量百分比依次加入1960kg尾礦漿(占配料總干重 63.43%)、 32kg石膏(占1.74%)和345kg石灰粉料(占18.79%)、 290kg 水泥(占15.80%)，充分?jǐn)嚢韬螅偌尤氩襟E(4)中配好的鋁粉膏等水溶 液，再充分?jǐn)嚢韬?，按預(yù)先設(shè)定的模具將料漿進(jìn)行澆注，靜停初養(yǎng)達(dá)到切 割強(qiáng)度后進(jìn)行切割、脫模。
(6) 轉(zhuǎn)移至蒸養(yǎng)小車上進(jìn)入釜內(nèi)進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，恒壓蒸養(yǎng)時(shí)間6 h ， 蒸汽壓力1. 5MPa ，溫度185 °C。
權(quán)利要求
1. 一種利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的方法，其特征是以黃金尾礦為主原料并進(jìn)行預(yù)活化處理，在加入一定量的水泥、石灰后，再添加鋁粉膏、石膏、穩(wěn)泡劑和自制復(fù)合外加劑，共同配制成漿料，經(jīng)注模發(fā)氣與靜停、干熱預(yù)養(yǎng)、切割堆垛、入釜蒸養(yǎng)、出釜，最后形成蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚，按重量百分比，具體的配方是黃金尾礦55-75水泥13-25石灰10-19石膏1.0-3.5穩(wěn)泡劑 0.05-0.08鋁粉膏 0.05-0.08自制復(fù)合外加劑 0.05-0.10。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的 方法，其特征是所述的穩(wěn)泡劑是指拉開粉或皂莢粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的 方法，其特征是所述的鋁粉膏是由高純鋁粉經(jīng)高溫霧化，以水為介質(zhì)，加特殊 水溶劑研磨精制加工而成的銀灰色、鱗片狀粉末。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的 方法，其特征是所述的自制復(fù)合外加劑是指松脂胺皂和三萜皂甙的混合物，其之間的比例為i : 3 3: i。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的 方法，其特征是所述的進(jìn)行入釜蒸養(yǎng)時(shí),恒壓蒸養(yǎng)時(shí)間5 7h,蒸汽壓力1. 1 1.5 MPa,溫度190 。C土5。C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐火磚的制備方法，具體說涉及一種利用黃金尾礦制備蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔熱耐火磚的方法。本發(fā)明以黃金尾礦為主原料并進(jìn)行預(yù)活化處理后，在加入一定量的水泥、石灰、拉開粉或皂莢粉的穩(wěn)泡劑、鋁粉膏配料的基礎(chǔ)上，添加石膏和自制復(fù)合外加劑，制成漿料，注模發(fā)氣與靜停、干熱預(yù)養(yǎng)、切割堆垛、入釜蒸養(yǎng)、出釜，最后形成耐火磚。入釜蒸養(yǎng)，恒壓蒸養(yǎng)時(shí)間5～7h，蒸汽壓力1.1MPa～1.5MPa，溫度190℃±5℃。采用本發(fā)明所述的方法制備的耐火磚，由于導(dǎo)熱系數(shù)低，因此，它用于爐窯隔熱具有優(yōu)異的效果，可用于陶瓷倒窯、隧道、電阻爐等低溫段，可達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)由于體積密度低于大多數(shù)輕質(zhì)隔熱耐火磚，因而具有輕質(zhì)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101289325SQ20081007118
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者林積梁, 偉 羅, 謝文清 申請(qǐng)人:福建省萬旗非金屬材料有限公司