專利名稱：一種以水渣為原料的燒結(jié)磚及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以水渣為原料的燒結(jié)磚及其制備工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑用磚的需求量成倍增長，尤其是城市中大量的拆建項(xiàng)目，使得建筑用磚的需求量越來越大?，F(xiàn)有技術(shù)中的建筑用磚大多都是采用粘土燒制而成，其需要大量的采掘耕地，造成大量耕地資源的損失。目前，我國已采用相關(guān)措施限制用粘土制磚以保護(hù)稀缺的耕地資源。因此，研制開發(fā)新的燒結(jié)磚及制備工藝成為當(dāng)務(wù)之急。經(jīng)檢索，采用工業(yè)固體廢棄物為原料制備燒結(jié)磚成為一種趨勢，其既能節(jié)約大量 耕地資源，又能使工業(yè)固體廢棄物得到有效的回收利用，可謂一舉兩得。目前國內(nèi)用于制磚的固體廢棄物主要是煤矸石、粉煤灰、工業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的底泥和各種尾礦(如石膏尾礦、硫鐵礦渣、銅尾礦、高硅鐵尾礦、石棉尾礦)等，雖然其制備工藝已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，且在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，但其性能仍不夠理想，尚有改進(jìn)的空間。包鋼水渣，高爐水渣，因出爐時(shí)加水降溫，俗稱水渣。水渣通常作建材用于生產(chǎn)水泥和混凝土，由于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(fā)劑作用下，可以作為優(yōu)質(zhì)的水泥原料，可制成礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥、礦渣磚、礦渣混凝土等。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種以水渣為原料的燒結(jié)磚，并提供了其制備工藝。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種以水渣為原料的燒結(jié)磚，是由以下重量份的原料制成的水渣80 90份，粘土 50 60份,粉煤灰30 40份,煤砰石20 30份,稻桿2 8份,石骨粉I 3份,氧化鈣2 6份，氟硅酸鈉I 3份。優(yōu)選的，是由以下重量份的原料制成的水渣85份，粘土 55份，粉煤灰35份，煤矸石25份，秸桿5份，石膏粉2份，氧化鈣4份，氟硅酸鈉2份。優(yōu)選的，是由以下重量份的原料制成的水渣80份，粘土 60份，粉煤灰40份，煤矸石20份，秸桿8份，石膏粉I份，氧化鈣6份，氟硅酸鈉I份。優(yōu)選的，是由以下重量份的原料制成的水渣90份，粘土 50份，粉煤灰30份，煤矸石30份，秸桿2份，石膏粉3份，氧化鈣2份，氟硅酸鈉3份。所述以水渣為原料的燒結(jié)磚的制備工藝，步驟如下(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的25 35%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為48 96小時(shí)；(3)成型將泥料制成磚坯；
(4)干燥將磚坯烘干或曬干，干燥后磚坯的含水量< 5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 1000°C，升溫速率O. 5 5°C /分鐘，保溫時(shí)間I 4小時(shí)；(6)冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。優(yōu)選的，步驟如下(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的30%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為72小時(shí)； (3)成型將泥料制成磚坯；(4)干燥將磚坯烘干或曬干，干燥后磚坯的含水量< 5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 900°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時(shí)間3小時(shí)；( 6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，將泥料制成磚坯采用真空擠出機(jī)。進(jìn)一步地,采用真空擠出機(jī)制成的磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm。本發(fā)明的以水渣為原料的燒結(jié)磚，主要原料為水渣和粘土，其它原料為可燃的粉煤灰、煤矸石和秸桿等，在磚窯內(nèi)焙燒過程中，磚體外部環(huán)境溫度主要由燃煤等燃料提供，但同時(shí)由于粉煤灰、煤砰石和稻桿均為可燃物質(zhì)，焙燒時(shí)磚體內(nèi)摻的可燃物質(zhì)同時(shí)提供熱值，其內(nèi)燃焙燒次序?yàn)榻諚U一煤矸石一粉煤灰，這樣的內(nèi)燃焙燒與外然焙燒相互配合，在化學(xué)反應(yīng)作用下能夠獲得高強(qiáng)度、高品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)建筑用磚，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(jié)作用，增強(qiáng)磚坯的成型塑性和強(qiáng)度。氧化鈣起燒結(jié)助劑的作用。氟硅酸鈉起降熔增強(qiáng)劑的作用氟硅酸鈉在加熱煅燒時(shí)，隨著溫度的不斷升高，分別分解為四氟化硅或氟化鈉，而四氟化硅和氟化鈉對硅酸鹽類物質(zhì)有較強(qiáng)的侵蝕作用，可以活化硅酸鹽類物質(zhì)，大幅降低硅酸鹽類物質(zhì)的熔化溫度，因此，磚體內(nèi)摻加一定量的氟硅酸鈉后，在窯內(nèi)加熱煅燒時(shí)，由氟硅酸鈉分解的四氟化硅或氟化鈉在磚體內(nèi)部侵蝕周圍的硅酸鹽類物質(zhì)，致使各類物質(zhì)的燒結(jié)溫度也隨之大幅降低，并將各類物質(zhì)的變體熔結(jié)，使磚體充分密實(shí)，具有較高的抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明的以水渣為原料的燒結(jié)磚，以水渣為主要原料，以粘土作為輔助原料，并在此基礎(chǔ)上添加粉煤灰調(diào)整組分，通過配料、粉碎、混料、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻的工藝制備燒結(jié)磚，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的有效利用。所制備的燒結(jié)磚性能優(yōu)異，符合《GB5101-2003燒結(jié)普通磚》要求，放射線檢素限量符合《建筑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(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)腐蝕性鑒別》和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別GB5085. 3-2007》要求，室內(nèi)存放符合《GB/T18833-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求。本發(fā)明填補(bǔ)了國內(nèi)利用水渣制磚的技術(shù)空白。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例I制備一種以水渣為原料的燒結(jié)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，秸桿5千克，石膏粉2千克，氧化鈣4千克，氟硅酸鈉2千克。制備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3_以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的30%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為72小時(shí)；(3)成型米用真空擠出機(jī)將泥料制成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥將磚坯曬干，干燥后磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 900°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時(shí)間3小時(shí)；( 6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。對成品進(jìn)行檢測，抗壓強(qiáng)度為19. 5MPa，抗折強(qiáng)度4. 3MPa。其性能符合《GB5101-2003燒結(jié)普通磚》要求，放射線檢素限量符合《建筑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(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)腐蝕性鑒別》和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別GB5085. 3-2007》要求，室內(nèi)存放符合《GB/T18833-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求。實(shí)施例2制備一種以水渣為原料的燒結(jié)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，秸桿8千克，石膏粉I千克，氧化韓6千克,氟娃酸鈉I千克。制備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的25%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為48小時(shí)；(3)成型米用真空擠出機(jī)將泥料制成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥將磚坯烘干，干燥后磚坯的含水量< 5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在850 950°C，升溫速率2°C /分鐘，保溫時(shí)間2小時(shí)；( 6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。對成品進(jìn)行檢測，抗壓強(qiáng)度為18. 6MPa，抗折強(qiáng)度3. 7MPa。實(shí)施例3制備一種以水渣為原料的燒結(jié)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，秸桿2千克，石膏粉3千克，氧化鈣2千克，氟硅酸鈉3千克。制備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3_以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的35%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為96小時(shí)；
(3)成型米用真空擠出機(jī)將泥料制成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥將磚坯曬干，干燥后磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在900 1000°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時(shí)間4小時(shí)；( 6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。
對成品進(jìn)行檢測，抗壓強(qiáng)度為18. 3MPa，抗折強(qiáng)度3. 5MPa。實(shí)施例4制備一種以水渣為原料的燒結(jié)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，秸桿4千克，石膏粉2千克,氧化韓5千克,氟娃酸鈉2千克。制備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3_以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的30%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為72小時(shí)；(3)成型米用真空擠出機(jī)將泥料制成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥將磚坯曬干，干燥后磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 900°C，升溫速率4°C /分鐘，保溫時(shí)間2小時(shí)；( 6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。對成品進(jìn)行檢測，抗壓強(qiáng)度為19. IMPa，抗折強(qiáng)度4. IMPa0實(shí)施例5制備一種以水渣為原料的燒結(jié)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，秸桿6千克，石膏粉I千克，氧化鈣3千克，氟硅酸鈉3千克。制備工藝為(I)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的30%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為96小時(shí)；(3)成型米用真空擠出機(jī)將泥料制成磚還,磚還的尺寸為240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥將磚坯曬干，干燥后磚坯的含水量彡5% ；(5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 900°C，升溫速率5°C /分鐘，保溫時(shí)間3小時(shí)；( 6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。對成品進(jìn)行檢測，抗壓強(qiáng)度為18. 9MPa，抗折強(qiáng)度4. 2MPa。
權(quán)利要求
1.一種以水渣為原料的燒結(jié)磚，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣80 90份，粘土 50 60份，粉煤灰30 40份，煤矸石20 30份，秸桿2 8份，石膏粉I 3份，氧化鈣2 6份，氟硅酸鈉I 3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種以水渣為原料的燒結(jié)磚，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣85份，粘土 55份，粉煤灰35份，煤矸石25份，秸桿5份，石膏粉2份，氧化鈣4份，氟硅酸鈉2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種以水渣為原料的燒結(jié)磚，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣80份，粘土 60份，粉煤灰40份，煤矸石20份，秸桿8份，石膏粉I份，氧化鈣6份，氟硅酸鈉I份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種以水渣為原料的燒結(jié)磚，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣90份，粘土 50份，粉煤灰30份，煤矸石30份，秸桿2份，石膏粉3份，氧化鈣2份，氟硅酸鈉3份。
5.權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的一種以水渣為原料的燒結(jié)磚的制備工藝，其特征在于步驟如下 (1)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3mm以下； (2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的25 35%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為48 96小時(shí)； (3)成型將泥料制成磚坯； (4)干燥將磚坯烘干或曬干，干燥后磚坯的含水量<5% ； (5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 1000°C，升溫速率O. 5 5°C /分鐘，保溫時(shí)間I 4小時(shí)； (6 )冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于步驟如下 (1)粉碎將原料打碎磨成粉末，粉碎細(xì)度為3mm以下； (2)混料把原料粉末混合均勻，加原料總質(zhì)量的30%的水制成泥料，然后進(jìn)行陳化處理，其時(shí)間為72小時(shí)； (3)成型將泥料制成磚坯； (4)干燥將磚坯曬干，干燥后磚坯的含水量<5% ； (5)燒結(jié)把上述干燥的磚坯送入窯爐燒結(jié)，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸桿的可燃性采用外然和內(nèi)燃相結(jié)合的方法進(jìn)行焙燒，燒結(jié)溫度控制在800 900°C，升溫速率3°C /分鐘，保溫時(shí)間3小時(shí)； (6)冷卻燒結(jié)后隨爐冷卻，得成品。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于所述步驟(3)中，將泥料制成磚坯采用真空擠出機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備工藝，其特征在于采用真空擠出機(jī)制成的磚坯的尺寸為 240mmX 115mmX53mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以水渣為原料的燒結(jié)磚，是由以下重量份的原料制成的水渣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，氟硅酸鈉1～3份。制備工藝為(1)粉碎；(2)混料；(3)成型；(4)干燥；(5)燒結(jié)磚坯送入窯爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度800～1000℃，升溫速率0.5～5℃/分鐘，保溫時(shí)間1～4小時(shí)；(6)冷卻，得成品。本發(fā)明的以水渣為原料的燒結(jié)磚，以水渣為主要原料，以粘土作為輔助原料，并在此基礎(chǔ)上添加粉煤灰調(diào)整組分，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的有效利用。所制備的燒結(jié)磚性能優(yōu)異，具有較高的抗壓強(qiáng)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(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者王梅 申請人:王梅