專利名稱：雙免磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種雙免磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵工業(yè)持續(xù)高速的增長，對鐵礦石的需求量越來越大。各國對資源的開發(fā) 總是遵循著先富后貧、先易后難的原則，因此可利用的鐵礦資源日益趨向于貧、細、雜。我國 鐵礦資源較為豐富，鐵礦床類型繁多、細，賦存條件復(fù)雜，多組分共生鐵礦石較多。因此，近 年來，大量進口優(yōu)質(zhì)鐵礦石，隨著進口鐵礦石價格的大幅度提高，對我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展產(chǎn) 生了巨大的壓力。而高磷赤鐵礦作為儲量達80億噸的豐富的鐵礦資源，開采高磷赤鐵礦以 成為當前我國鐵礦石發(fā)展的主要任務(wù)。開采高磷赤鐵礦帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也產(chǎn)生 了大量的高磷赤鐵礦尾礦。這些尾礦作為典型工業(yè)固體廢物如何適當?shù)奶幚砼c處置，成為 必然面臨的重大問題。 高磷赤鐵礦尾礦是經(jīng)過破碎、磨礦、離心分級、強磁選回收鐵精礦后的廢渣，由于 原礦與其他鐵礦相比粒度較細，如果想通過尾礦再磨，分離回收硅和鐵等元素，難度很大， 且成本不合算。如果棄置堆放不僅占用大量的農(nóng)田，污染環(huán)境，而且也是對資源的一種浪費。 綜合考慮到尾礦的開發(fā)利用關(guān)系到我國礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)與保護，也關(guān)系到國 民經(jīng)濟的發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求，以及節(jié)約土地、保護生態(tài)環(huán)境等一系列的重大問題。因 此，深入研究尾礦生產(chǎn)建筑材料符合國家二次資源綜合利用的優(yōu)惠政策資源，對節(jié)約資源、 改善環(huán)境、實現(xiàn)礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。 傳統(tǒng)建筑材料(實心黏土磚等)的研究、開發(fā)與生產(chǎn)之考慮材料性能，在使用和廢 棄過程中消耗了大量能源、資源，并嚴重污染了環(huán)境，危害人類生存；其共同缺點是制造 復(fù)雜，耗費時間，能源和人力，設(shè)備昂貴，占地多，易受氣候影響及空氣污染，產(chǎn)品常有變形 現(xiàn)象。綠色節(jié)能材料的定義是同時具有滿意的性能和良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性，其內(nèi)涵是對資源、 能源消耗少，對環(huán)境污染少、循環(huán)再利用率高。環(huán)保節(jié)能建材的特點是
(1)具有優(yōu)異的使用性能； (2)生產(chǎn)時少用或不用天然資源，大量使用廢棄物作為再生資源；
(3)使用中有益于健康，有益于生態(tài)環(huán)境的改善與保護。 在國家"九五"計劃和2010年目標剛要中，強調(diào)要大力發(fā)展新型建筑材料及制品， 將建材工業(yè)以調(diào)整結(jié)構(gòu)、節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、減少污染為重點"開發(fā)和推廣新型建材產(chǎn)品"， "要禁止實心黏土磚的生產(chǎn)和使用"，把墻材革新提到了"可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大舉措"的高度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高磷赤鐵礦尾礦利用高的雙免磚及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的雙免磚，其特征在于它由高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏、復(fù)合外加劑和水攪拌后壓制成型并經(jīng)養(yǎng)護而成；其中， 高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百 分數(shù)為 高磷赤鐵礦尾礦 78 80 % ，
水泥 10 15%，
骨料 5 10%，
石膏 2 4% ; 復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2. 01 2. 07% ;水的加入量是占高磷 赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10 15%。 高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦(如高磷鮞狀赤鐵礦石)依次經(jīng)過破碎、磨礦、離 心分級、強磁選回收鐵精礦后的泥漿，泥漿經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，其含水量為30% 35%，粒度很細，粒徑小于0. 074mm占80%以上；由于選出的鐵精礦品位不高，因此尾礦中 鐵含量高達到31. 50%左右，其他的成分如Si02、Al203等含量偏低。
所述骨料為河砂或碎石，粒徑在0. 83mm以下。 所述復(fù)合外加劑由三乙醇胺和硫酸鈉組成，三乙醇胺與硫酸鈉的質(zhì)量比為 (0. 01 0. 07) : 2。
上述雙免磚的制備方法，其特征在于它包括如下步驟 1)原料預(yù)處理高磷赤鐵礦尾礦經(jīng)烘干至含水率小于或等于5% (質(zhì)量)后，由額 式破碎機粗破、經(jīng)對輥破碎機磨細(物料出料粒度為2mm以下)，得到預(yù)處理后的高磷赤鐵 礦尾礦，備用； 2)原料選取按高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、 水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦78 80%，水泥10 15%，骨料5 10%，石膏2 4%，選取高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏； 按復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2. 01 2. 07%，選取按復(fù)合外加劑； 按水的加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10 15%，選取水；
3)混料將高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏倒入攪拌機內(nèi)干混2 4min后，加 入水和復(fù)合外加劑繼續(xù)攪拌(濕混攪拌)2 4min，得混合料； 4)陳化混合料陳化25 35min (這一過程主要是使CaO+H20 — Ca (OH) 2，生產(chǎn)的 氫氧化鈣與河砂等物料產(chǎn)生預(yù)水反應(yīng)，可增加混合料的可塑性，亦利于壓制成型)；
5)壓制成型利用20 25MPa的壓力，將陳化后的混合料壓制成型，得到磚坯；
6)養(yǎng)護磚坯進行14 28天的自然養(yǎng)護，得到雙免磚(產(chǎn)品)。
步驟2)的高磷赤鐵礦尾礦為預(yù)處理后的高磷赤鐵礦尾礦。
本發(fā)明的有益效果是 1.本發(fā)明利用高磷赤鐵礦尾礦制備雙免磚，解決高磷赤鐵礦采選過程中產(chǎn)生的尾 礦對環(huán)境的污染及資源浪費的問題，利用高磷赤鐵礦尾礦原料達到78%，具有磷赤鐵礦尾 礦利用率高的特點； 2.本發(fā)明的雙免磚不用粘土，磚成型好，不易變形，色澤均勻，不但成本低，減少污 染，同時避免尾礦占用大量土地，減少對土地是資源破壞； 3.本發(fā)明的雙免磚不需燒結(jié)，不需熱能，節(jié)省大量能源，實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的；
4.本發(fā)明制備工藝簡單，并且各項質(zhì)量檢驗指標均滿足國家相關(guān)標準，其強度 > MU15 ; 5.本發(fā)明的雙免磚符合建筑材料經(jīng)濟、多功能的發(fā)展方向，符合我國現(xiàn)行墻體改 革的精神，經(jīng)濟效益、環(huán)境和社會效益顯著。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
f、復(fù)合外加劑和水攪拌后壓制成型 各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的
內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1 : 雙免磚，它由高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石 并經(jīng)養(yǎng)護而成；其中，高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石？ 骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為
高磷赤鐵礦尾礦 78%，
水泥 10%，
骨料 10%，
石膏 2% ; 復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.01% ;水的加入量是占高磷赤鐵礦
尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的15%。 所述骨料為河砂，粒徑在0. 83mm以下。 所述復(fù)合外加劑由三乙醇胺和硫酸鈉組成，三乙醇胺與硫酸鈉的質(zhì)量比為 0.01 : 2(即0.01%的三乙醇胺、2%的硫酸鈉)。 高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦(如高磷鮞狀赤鐵礦石)依次經(jīng)過破碎、磨礦、離 心分級、強磁選回收鐵精礦后的泥漿，泥漿經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，其含水量為30% 35 % ，粒度很細，粒徑小于0. 074mm占80 %以上。
如圖1所示，上述雙免磚的制備方法，它包括如下步驟 1)原料預(yù)處理高磷赤鐵礦尾礦經(jīng)烘干至含水率小于或等于5% (質(zhì)量)后，由額 式破碎機粗破、經(jīng)對輥破碎機磨細(物料出料粒度為2mm以下)，得到預(yù)處理后的高磷赤鐵 礦尾礦，備用； 2)原料選取按高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、 水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦78%，水泥10%，骨料10%，石膏2%， 選取高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏； 按復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.01%，選取按復(fù)合外加劑；按水的 加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的15%，選取水；
3)混料將高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏倒入攪拌機內(nèi)干混3min后，加入水 和復(fù)合外加劑繼續(xù)攪拌(濕混攪拌)3min，得混合料； 4)陳化混合料陳化30min (這一過程主要是使CaO+H20 — Ca(OH)2，生產(chǎn)的氫氧化鈣與河砂等物料產(chǎn)生預(yù)水反應(yīng)，可增加混合料的可塑性，亦利于壓制成型)；
5)壓制成型利用20MPa的壓力，將陳化后的混合料壓制成型，得到磚坯；
6)養(yǎng)護磚坯進行14天的自然養(yǎng)護，前7天每天向磚坯噴灑兩次水，后7天每天 一次，得到雙免磚(產(chǎn)品)。 雙免磚(產(chǎn)品)的各項質(zhì)量檢驗指標均滿足國家相關(guān)標準，其強度^ MU15。
實施例2 : 雙免磚，它由高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏、復(fù)合外加劑和水攪拌后壓制成型
并經(jīng)養(yǎng)護而成；其中，高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、
骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為 高磷赤鐵礦尾礦80%， 水泥 10%， 骨料 6%， 石膏 4% ; 復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.07% ;水的加入量是占高磷赤鐵礦
尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10%。 所述骨料為河砂，粒徑在0. 83mm以下。 所述復(fù)合外加劑由三乙醇胺和硫酸鈉組成，三乙醇胺與硫酸鈉的質(zhì)量比為 0.07 : 2(即0.07%的三乙醇胺、2%的硫酸鈉)。 高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦(如高磷鮞狀赤鐵礦石)依次經(jīng)過破碎、磨礦、離 心分級、強磁選回收鐵精礦后的泥漿，泥漿經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，其含水量為30% 35 % ，粒度很細，粒徑小于0. 074mm占80 %以上。
如圖1所示，上述雙免磚的制備方法，它包括如下步驟 1)原料預(yù)處理高磷赤鐵礦尾礦經(jīng)烘干至含水率小于或等于5% (質(zhì)量)后，由額 式破碎機粗破、經(jīng)對輥破碎機磨細(物料出料粒度為2mm以下)，得到預(yù)處理后的高磷赤鐵 礦尾礦，備用； 2)原料選取按高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、 水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦80 % ，水泥10 % ，骨料6 % ，石膏4% ，選 取高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏； 按復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2. 07%，選取按復(fù)合外加劑；按水的 加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10%，選取水；
3)混料將高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏倒入攪拌機內(nèi)干混2min后，加入水 和復(fù)合外加劑繼續(xù)攪拌(濕混攪拌)2min，得混合料； 4)陳化混合料陳化25min(這一過程主要是使CaO+H20 —Ca(0H)2，生產(chǎn)的氫氧化
鈣與河砂等物料產(chǎn)生預(yù)水反應(yīng)，可增加混合料的可塑性，亦利于壓制成型)； 5)壓制成型利用25MPa的壓力，將陳化后的混合料壓制成型，得到磚坯； 6)養(yǎng)護磚坯進行28天的自然養(yǎng)護，得到雙免磚(產(chǎn)品)。 雙免磚(產(chǎn)品)的各項質(zhì)量檢驗指標均滿足國家相關(guān)標準，其強度^ MU15。 實施例3 : 雙免磚，它由高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏、復(fù)合外加劑和水攪拌后壓制成型并經(jīng)養(yǎng)護而成；其中，高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、
骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為 高磷赤鐵礦尾礦78%， 水泥 15%， 骨料 5%， 石膏 2% ; 復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.05% ;水的加入量是占高磷赤鐵礦
尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的12%。 所述骨料為碎石，粒徑在0. 83mm以下。 所述復(fù)合外加劑由三乙醇胺和硫酸鈉組成，三乙醇胺與硫酸鈉的質(zhì)量比為
0.05 : 2(即0.05%的三乙醇胺、2%的硫酸鈉)。 所述高磷赤鐵礦尾礦為高磷赤鐵礦采選過程中產(chǎn)生的尾礦。 高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦(如高磷鮞狀赤鐵礦石)依次經(jīng)過破碎、磨礦、離 心分級、強磁選回收鐵精礦后的泥漿，泥漿經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，其含水量為30% 35%，粒度很細，粒徑小于0. 074mm占80%以上。
如圖1所示，上述雙免磚的制備方法，它包括如下步驟 1)原料預(yù)處理高磷赤鐵礦尾礦經(jīng)烘干至含水率小于或等于5% (質(zhì)量)后，由額 式破碎機粗破、經(jīng)對輥破碎機磨細(物料出料粒度為2mm以下)，得到預(yù)處理后的高磷赤鐵 礦尾礦，備用； 2)原料選取按高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、 水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦78% ，水泥15% ，骨料5% ，石膏2% ，選 取高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏； 按復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2. 05%，選取按復(fù)合外加劑；按水的 加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的12%，選取水；
3)混料將高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏倒入攪拌機內(nèi)干混4min后，加入水 和復(fù)合外加劑繼續(xù)攪拌(濕混攪拌)4min，得混合料； 4)陳化混合料陳化35min(這一過程主要是使CaO+H20 —Ca(0H)2，生產(chǎn)的氫氧化 鈣與河砂等物料產(chǎn)生預(yù)水反應(yīng)，可增加混合料的可塑性，亦利于壓制成型)；
5)壓制成型利用22MPa的壓力，將陳化后的混合料壓制成型，得到磚坯；
6)養(yǎng)護磚坯進行20天的自然養(yǎng)護，得到雙免磚(產(chǎn)品)。
雙免磚(產(chǎn)品)的各項質(zhì)量檢驗指標均滿足國家相關(guān)標準，其強度^ MU15。
本發(fā)明各原料的上下限取值、以及其區(qū)間值，都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實 施例。本發(fā)明各工藝參數(shù)(如壓力、時間等)的上下限取值、以及其區(qū)間值，都能實現(xiàn)本發(fā) 明，在此不一一列舉實施例。
權(quán)利要求
雙免磚，其特征在于它由高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏、復(fù)合外加劑和水攪拌后壓制成型并經(jīng)養(yǎng)護而成；其中，高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦78～80％，水泥 10～15％，骨料 5～10％，石膏 2～4％；復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.01～2.07％；水的加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10～15％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙免磚，其特征在于所述骨料為河砂或碎石，粒徑在O. 83mm 以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙免磚，其特征在于所述復(fù)合外加劑由三乙醇胺和硫酸鈉 組成，三乙醇胺與硫酸鈉的質(zhì)量比為(0.01 0.07) : 2。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙免磚的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1) 原料預(yù)處理高磷赤鐵礦尾礦經(jīng)烘干至含水率小于或等于5% (質(zhì)量)后，由額式破 碎機粗破、經(jīng)對輥破碎機磨細，得到預(yù)處理后的高磷赤鐵礦尾礦，備用；2) 原料選取按高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦78 80%，水泥10 15%，骨料5 10%， 石膏2 4%，選取高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏；按復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.01 2. 07%，選取按復(fù)合外加劑；按水的加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10 15%，選取水；3) 混料將高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏倒入攪拌機內(nèi)干混2 4min后，加入水 和復(fù)合外加劑繼續(xù)攪拌2 4min，得混合料；4) 陳化混合料陳化25 35min ;5) 壓制成型利用20 25MPa的壓力，將陳化后的混合料壓制成型，得到磚坯；6) 養(yǎng)護磚坯進行14 28天的自然養(yǎng)護，得到雙免磚。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙免磚的制備方法，其特征在于步驟1)所述的由額式破碎 機粗破、經(jīng)對輥破碎機磨細為物料出料粒度為2mm以下。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種雙免磚及其制備方法。雙免磚，其特征在于它由高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏、復(fù)合外加劑和水攪拌后壓制成型并經(jīng)養(yǎng)護而成；其中，高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料、石膏各原料所占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏的質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦78～80％，水泥10～15％，骨料5～10％，石膏2～4％；復(fù)合外加劑的加入量是占水泥用量(質(zhì)量)2.01～2.07％；水的加入量是占高磷赤鐵礦尾礦、水泥、骨料和石膏總質(zhì)量的10～15％。該方法高磷赤鐵礦尾礦利用高，不用粘土，磚成型好，成本低，不需燒結(jié)，不需熱能，節(jié)省大量能源，實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。
文檔編號B28B1/00GK101713234SQ200910272609
公開日2010年5月26日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者劉濤, 張一敏, 張婷婷, 陳永亮, 陳章, 陳鐵軍, 黃晶 申請人:武漢理工大學(xué)