以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚及其制備方法，該蒸壓磚的原料組分為預處理褐煤提鍺尾渣、粉煤灰、消石灰、水、添加劑；通過將預處理褐煤提鍺尾渣、粉煤灰、消石灰干混后，加入水和添加劑繼續(xù)攪拌均勻后，將所得混合料壓制成型，靜養(yǎng)，然后在1.05Mpa~1.25Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護，自然降溫的過程制得褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚；本發(fā)明工藝能耗小、尾礦利用率較高、產(chǎn)品性能較好。
【專利說明】以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于蒸壓磚【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以褐煤提鍺尾礦為主要原料的蒸壓磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展，建筑用磚，以其良好的抗壓強度，成為用量最大的建筑材料，而蒸壓磚，因其工藝簡單、成本較低、能耗小，越來越得到廣泛應用。在國內(nèi)外研究中，主要用粉煤灰為原料制備蒸壓磚，并且通常要添加水泥(袁明亮，李康，賴穎明，等.粉煤灰蒸壓磚及其制備方法[P]CN103193441A，2013)，然而，粉煤灰作為近年來新型建筑材料價格逐年上漲，水泥作為一種成品工業(yè)原料，價格相對較高。因此，以各種固體廢棄物為原料生產(chǎn)蒸壓磚，成為我們必須研究的一項重要課題。目前，雖有一些研究是利用固體廢棄物為原料制備蒸壓磚，但尾礦的摻量較少，添加劑摻量較高，從而成本較高(李秋義，利用建筑垃圾生產(chǎn)蒸壓磚[P]CN101041567，2006)，并且當前以褐煤提鍺尾渣為主要原料制備蒸壓磚的研究未見報道。
[0003]在提鍺的過程中，先將褐煤焙燒，再采用大量的含酸溶液處理含鍺煙塵，將其中的四價鍺轉(zhuǎn)移到溶液中，過濾洗滌后，濾渣經(jīng)堿石灰中和后即為褐煤提鍺尾渣。目前褐煤提鍺尾渣主要采取堆放處理，容易造成占地、污染環(huán)境等問題，同時也造成很大的安全隱患。因此，如何利用褐煤提鍺尾渣已經(jīng)引起科研人員的關(guān)注，目前的研究主要是制備建材方面。如:利用褐煤提鍺尾渣制備燒結(jié)陶粒及免燒陶粒，而以褐煤提鍺尾渣為原料制備蒸壓磚的研究未見報到。本研究采用褐煤提鍺尾渣為基質(zhì)制備蒸壓磚，以實現(xiàn)二次資源回收利用和環(huán)保的目的。本發(fā)明工藝簡單、能耗小、尾渣利用率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服已有的技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單，能耗較小的褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚，該蒸壓磚組成物及其重量百分比為預處理褐煤提鍺尾渣50wt%~65wt%、粉煤灰10wt%~20wt%、消石灰10wt%~15wt%、水10wt%~15wt%、添加量為消石灰重量2.0 wt%~2.05wt%的添加劑；各組分的重量百分比之和為100%。
[0005]其中所述添加劑為硫酸鈉、硫酸鈣或氧化鈣中的一種或幾種的任意比混合物。
[0006]所述預處理褐煤提鍺尾渣是先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒度<3mm,即得預處理褐煤提鍺尾洛；在預處理尾洛中，粒徑小于0.074mm的原料<20wt%。
[0007]本發(fā)明另一目的是提供以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚的制備方法，具體操作步驟如下:
(1)將預處理褐煤提鍺尾渣、消石灰、粉煤灰倒入攪拌機內(nèi)干混4min~5min后，加入水和添加劑繼續(xù)攪拌3~5min ；
(2)將步驟(1)所得混合料陳化ltT2h后壓制成磚坯，成型壓力為10~20Mpa；
(3)將步驟(2)所得磚坯靜養(yǎng)6h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在蒸壓養(yǎng)護溫度為150~160°C，蒸壓養(yǎng)護壓力為1.05Mpa^l.25Mpa，蒸壓條件下蒸壓養(yǎng)護5tT8h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚。
[0008]本發(fā)明中所述褐煤提鍺尾渣是指將含鍺褐煤篩分、制煤球后加入鏈條爐冶煉，對爐內(nèi)產(chǎn)生的含鍺煙塵采用旋風收煙器、布袋收塵器進行收集，然后采用8~9mol/L鹽酸溶液對含鍺煙塵加溫浸出，加熱溫度為是8(T90°C，浸出時間4h-8h，鍺以四氯化鍺的形式轉(zhuǎn)移到浸出溶液中，將溶液過濾，濾渣洗滌后經(jīng)堿石灰中和至中性即得到褐煤提鍺尾渣；制得的褐煤提鍺尾渣粒度較粗，粒徑大于3mm的尾渣>80%，需經(jīng)過粉磨才能成球；其塑性指數(shù)為12%~14%，可塑性中等；含鍺褐煤的冶煉采用常規(guī)方法進行，如參照申請?zhí)?3121175.1中方法實施。
[0009]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明有以下有益效果:
1、本發(fā)明以褐煤提鍺尾渣為原料制備蒸壓磚，為該類尾礦提供了有效的利用途徑，解決了尾礦堆存造成的安全隱患，環(huán)境污染等問題；
2、本發(fā)明中褐煤提鍺尾渣前期經(jīng)過酸浸并水洗，礦物表面較粗糙，因此該礦物中所含二氧化硅的活性更高，有利于后期水化反應的進行，故制備的蒸壓磚強度更高；
3、該制備工藝只需蒸壓養(yǎng)護而不需要高溫焙燒，節(jié)約了生產(chǎn)成本，有效地降低了能
耗；
4、本發(fā)明中的消石灰代替生石灰，避免消化不均而造成的坯體強度下降問題，提高了蒸壓磚的生產(chǎn)效率。
[0010]因此，本發(fā)明具有環(huán)境友好，能耗小的優(yōu)點，拓寬了蒸壓磚的原料來源，開拓了褐煤提鍺尾渣綜合利用的新途徑，其產(chǎn)品強度高，耐久性能優(yōu)良。
【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不局限于所述內(nèi)容，本實施例中所用試劑如無特殊說明，均為常規(guī)市售試劑。
[0012]實施例中所述褐煤提鍺尾渣均來自云南某選礦公司，其是由含鍺褐煤篩分、制煤球后加入鏈條爐冶煉，對爐內(nèi)產(chǎn)生的含鍺煙塵采用旋風收煙器、布袋收塵器進行收集，然后采用8~9mol/L鹽酸溶液對含鍺煙塵加溫浸出，加熱溫度為是8(T90°C，浸出時間4tT8h，鍺以四氯化鍺的形式轉(zhuǎn)移到浸出溶液中，將溶液過濾，濾渣洗滌后經(jīng)堿石灰中和至中性即得到褐煤提鍺尾渣。
[0013]實施例1:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚由以下原料制得，各原料及重量百分比為:預處理褐煤提鍺尾渣50wt %、粉煤灰20wt%、消石灰15wt %、水14.7wt%、添加量為消石灰重量2wt%的添加劑硫酸鈉。
[0014]該褐煤提鍺尾渣蒸壓磚的制備步驟如下:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒度<3mm，即得預處理褐煤提鍺尾洛；在預處理尾洛中，粒徑小于0.074mm的尾洛<20wt% ；
(2)將預處理褐煤提鍺尾洛50g、粉煤灰20g、消石灰15g倒入攪拌機內(nèi)干混4min后,加入14.7g水和0.3g添加劑硫酸鈉繼續(xù)攪拌3min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化Ih后壓制成磚坯，成型壓力為IOMpa；
(4)將步驟(3)所得磚坯靜養(yǎng)6h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在蒸壓養(yǎng)護溫度為150°C，蒸壓養(yǎng)護壓力為1.05Mpa，蒸壓條件下蒸壓養(yǎng)護5h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚。
[0015]本實施例所制備的蒸壓磚外形美觀，抗壓強度為15.82Mpa，具有良好的后期強度及耐久性能。
[0016]實施例2:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚組成物及其重量百分比為:預處理褐煤提鍺尾渣65wt %、粉煤灰10wt%、消石灰10 wt %、水14.795wt%、添加量為粉煤灰重量2.05 wt%的硫酸鈣。
[0017]上述褐煤提鍺尾渣蒸壓磚的制備步驟如下:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒度<3mm，即得預處理褐煤提鍺尾洛；在預處理尾洛中，粒徑小于0.074mm的尾洛<20wt% ；
(2)將預處理褐煤提鍺尾洛65g、粉煤灰10g、消石灰IOg倒入攪拌機內(nèi)干混5min后,加入14.795g水和0.205g添加劑硫酸鈣繼續(xù)攪拌5min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化2h后壓制成磚坯，成型壓力為15Mpa；
(4)將步驟(3)所得磚坯靜養(yǎng)6h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在蒸壓養(yǎng)護溫度為160°C，蒸壓養(yǎng)護壓力為1.25Mpa，蒸壓條件下蒸壓養(yǎng)護8h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚。
[0018]本實施例所制備的蒸壓磚外形美觀，抗壓強度為16.52Mpa，具有良好的后期強度及耐久性能。
[0019]實施例3:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚組成物及其重量百分比為:預處理褐煤提鍺尾渣54.7wt %、粉煤灰20wt%、消石灰12wt %、水13.058wt%、添加量為粉煤灰重量2.02 wt%的添加劑(硫酸鈣、硫酸鈉和氧化鈣按質(zhì)量比1:1:1混合制得)。
[0020]該褐煤提鍺尾渣蒸壓磚的制備步驟是:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒度<3mm，即得預處理褐煤提鍺尾洛；在預處理尾洛中，粒徑小于0.074mm的尾洛<20wt% ；
(2)將預處理褐煤提鍺尾洛54.7g、粉煤灰20g、消石灰12g倒入攪拌機內(nèi)干混4.5min后，加入13.058g水和0.242g添加劑(硫酸鈣、硫酸鈉和氧化鈣混合物)繼續(xù)攪拌4min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化1.5h后壓制成磚坯，成型壓力為20Mpa ；
(4 )將步驟(3 )所得磚坯靜養(yǎng)6h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在蒸壓養(yǎng)護溫度為155 °C，蒸壓養(yǎng)護壓力為1.1Mpa，蒸壓條件下蒸壓養(yǎng)護6h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚；
本實施例所制備的蒸壓磚外形美觀，抗壓強度為17.36Mpa，具有良好的后期強度及耐久性能。
[0021]實施例4:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚由以下原料制得，各原料及重量百分比為:預處理褐煤提鍺尾渣60wt %、粉煤灰15wt%、消石灰14wt %、水10.72wt%、添加量為粉煤灰重量2wt%的添加劑(硫酸鈉和氧化鈣按質(zhì)量比2:1混合制得)。
[0022]上述褐煤提鍺尾渣蒸壓磚的制備步驟是:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒度<3mm，即得預處理褐煤提鍺尾洛；在預處理尾洛中，粒徑小于0.074mm<20wt% ；
(2)將預處理褐煤提鍺尾洛60g、粉煤灰15g、消石灰14g倒入攪拌機內(nèi)干混5min后,加Λ 10.72g水和0.28g添加劑(硫酸鈉和氧化鈣混合物)繼續(xù)攪拌5min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化Ih后壓制成磚坯，成型壓力為ISMpa ；
(4 )將步驟(3 )所得磚坯靜養(yǎng)6h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在蒸壓養(yǎng)護溫度為158 °C，蒸壓養(yǎng)護壓力為1.15Mpa，蒸壓條件下蒸壓養(yǎng)護7h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚。
[0023]本實施例所制備的蒸壓磚外形美觀，抗壓強度為18.54Mpa，具有良好的后期強度及耐久性能。
【權(quán)利要求】
1.一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚，其特征在于組成物及其重量百分比為:預處理褐煤提鍺尾禮:50wt%~65wt%、粉煤灰10wt%~20wt%、消石灰10wt%~15wt%、水10wt%~15wt%、添加量為消石灰重量2.0wt%~2.05wt%的添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚，其特征在于:添加劑為硫酸鈉、硫酸鈣、氧化鈣中的一種或幾種的任意比混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚，其特征在于:預處理褐煤提鍺尾渣是先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒度<3mm，即得預處理褐煤提鍺尾渣；在預處理尾渣中，粒徑小于0.074mm的尾渣<20wt%。
4.權(quán)利要求1所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚的制備方法，其特征在于制備步驟如下: (1)將預處理褐煤提鍺尾渣、粉煤灰、消石灰倒入攪拌機內(nèi)干混4min~5min后，加入水和添加劑繼續(xù)攪拌3~5min ； (2)將步驟(1)所得混合料陳化ltT2h后壓制成磚坯，成型壓力為10~20Mpa； (3)將步驟(2)所得磚坯靜養(yǎng)6h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在蒸壓養(yǎng)護溫度為150~160V,蒸壓養(yǎng)護壓力為1.05Mpa^l.2 5Mpa，蒸壓條件下蒸壓養(yǎng)護5tT8h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的蒸壓磚。
【文檔編號】C04B18/08GK103964799SQ201410181063
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】陳佳, 那金華, 陳文華, 李文華, 張應紅, 高建華 申請人:臨滄師范高等?？茖W校