本發(fā)明涉及一種基于高爐渣制備免燒磚的方法，屬于免燒磚制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著世界各國(guó)節(jié)能減排的呼聲越來越高，因免燒制品具有生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保等特點(diǎn)被廣泛生產(chǎn)及應(yīng)用。免燒制品主要包括各類免燒磚、免燒砌塊和板材等。免燒磚主要是由各類尾礦作為原料，早期的如利用煤渣制備的免燒磚主要用于新建的民用和工業(yè)建筑的墻體材料及房屋的修繕，現(xiàn)在產(chǎn)量己經(jīng)很低。
免燒磚是利用粉煤灰、煤渣、礦渣、鋼渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣等工業(yè)廢渣或者天然砂、海涂泥等（以上原料的一種或數(shù)種）作為集料，經(jīng)添加水泥、石灰等作為膠結(jié)料，配以外加劑壓制成型后，不經(jīng)高溫煅燒而制造的一種新型墻體材料，但是以此方法制造的免燒磚抗壓強(qiáng)度不高，吸水率太高，免燒磚的空隙較大，不利于其具體使用。
高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的廢物，高爐渣中主要成分為CaO、MgO、SiO2、Al2O3。依礦石品位不同，每煉1噸鐵排出0.3 ～ 1噸渣，礦石品位越低，排渣量越大。中國(guó)目前每年約排放2000 多萬噸礦渣。礦渣棄置不用會(huì)占用土地，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。目前，各鋼廠所產(chǎn)生的高爐渣主要被用于制備水泥制品。但是，由于中國(guó)鋼產(chǎn)量較大，目前還有近30%的高爐渣無法回收利用。此外，將高爐渣用于制備水泥制品利潤(rùn)率較低。而目前關(guān)于如何將高爐渣大量回收利用，制備附加值更高的高性能材料沒有報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)傳統(tǒng)的免燒磚抗壓強(qiáng)度低，吸水率高，同時(shí)高爐渣無法回收利用，污染環(huán)境，造成資源浪費(fèi)的問題，本發(fā)明提供了一種將高爐渣進(jìn)行處理，去除雜質(zhì)后，與甲酸鈉、二氧化硅等物質(zhì)進(jìn)行球磨并煅燒，得到煅燒物，并置于水中浸泡，過濾，將過濾物風(fēng)干后，與尾礦砂、生石灰等物質(zhì)進(jìn)行攪拌混合，得到混合料，接著將混合料壓制成磚坯，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，從而制得免燒磚的方法。本發(fā)明以高爐渣廢棄物作為原料，通過除雜后，與甲酸鈉和二氧化硅混合進(jìn)行高溫煅燒，在產(chǎn)生的硅酸鈉及氧化鈉的作用下，提高高爐渣的活性，以及在高爐渣內(nèi)部形成微孔，通過水泥及生石灰填充高爐渣內(nèi)部的微孔，在水的作用下水化形成凝膠材料，同時(shí)添加硅烷偶聯(lián)劑增加各組分的結(jié)合度，最后通過高壓壓制，高溫養(yǎng)護(hù)，制得免燒磚，本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度高，空隙小，吸水率低，同時(shí)能有效解決高爐渣引起的土地資源與能耗浪費(fèi)問題，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）取高爐渣放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩顆粒與過篩顆粒質(zhì)量2～3倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的雙氧水混合均勻，靜置20～30min，去除漂浮于水面的雜質(zhì)，再進(jìn)行過濾，收集濾渣，并將濾渣置于100℃烘箱中干燥6～8h，收集干燥物；
（2）按重量份數(shù)計(jì)，取50～55份上述干燥物、10～15份甲酸鈉、8～9份二氧化硅及7～11份褐煤，放入球磨罐中，按球料比18:1，加入直徑為50mm的鋼球，以300r/min球磨1～2h，收集球磨混合物，將球磨混合物放入煅燒爐中，設(shè)定溫度為1100～1300℃，煅燒1～2h；
（3）在上述煅燒結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物，放入水中浸泡50～60min，進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，收集風(fēng)干物，得免燒磚基料；
（4）按重量份數(shù)計(jì)，60～70份上述免燒磚基料、30～35份尾礦砂、16～19份水、13～15份生石灰、3～7份普通硅酸鹽水泥及1～2份乙烯基三叔丁基過氧硅烷，首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機(jī)中，以140r/min攪拌6～9min，再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌12～16min，得混合料；
（5）將上述混合料放入不銹鋼模具中，并將模具放置于壓力機(jī)中，以29～33MPa壓制成型，再進(jìn)行脫模，得磚坯，將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，溫度為90～95℃，濕度為86～93％，養(yǎng)護(hù)13～15h，即可得免燒磚。
本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度為18～22MPa，抗折強(qiáng)度高于3.7MPa，吸水率為6～8％，抗沖擊性為20～30MPa。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度為18～22MPa，吸水率為6～8％，具有廣闊的應(yīng)用前景；
（2）本發(fā)明效解決高爐渣引起的土地資源與能耗浪費(fèi)問題，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
具體實(shí)施方式
首先取高爐渣放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩顆粒與過篩顆粒質(zhì)量2～3倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的雙氧水混合均勻，靜置20～30min，去除漂浮于水面的雜質(zhì)，再進(jìn)行過濾，收集濾渣，并將濾渣置于100℃烘箱中干燥6～8h，收集干燥物；按重量份數(shù)計(jì)，取50～55份上述干燥物、10～15份甲酸鈉、8～9份二氧化硅及7～11份褐煤，放入球磨罐中，按球料比18:1，加入直徑為50mm的鋼球，以300r/min球磨1～2h，收集球磨混合物，將球磨混合物放入煅燒爐中，設(shè)定溫度為1100～1300℃，煅燒1～2h；在上述煅燒結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物，放入水中浸泡50～60min，進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，收集風(fēng)干物，得免燒磚基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，60～70份上述免燒磚基料、30～35份尾礦砂、16～19份水、13～15份生石灰、3～7份普通硅酸鹽水泥及1～2份乙烯基三叔丁基過氧硅烷，首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機(jī)中，以140r/min攪拌6～9min，再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌12～16min，得混合料；最后將上述混合料放入不銹鋼模具中，并將模具放置于壓力機(jī)中，以29～33MPa壓制成型，再進(jìn)行脫模，得磚坯，將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，溫度為90～95℃，濕度為86～93％，養(yǎng)護(hù)13～15h，即可得免燒磚。
實(shí)例1
首先取高爐渣放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩顆粒與過篩顆粒質(zhì)量3倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的雙氧水混合均勻，靜置30min，去除漂浮于水面的雜質(zhì)，再進(jìn)行過濾，收集濾渣，并將濾渣置于100℃烘箱中干燥8h，收集干燥物；按重量份數(shù)計(jì)，取55份上述干燥物、15份甲酸鈉、9份二氧化硅及11份褐煤，放入球磨罐中，按球料比18:1，加入直徑為50mm的鋼球，以300r/min球磨2h，收集球磨混合物，將球磨混合物放入煅燒爐中，設(shè)定溫度為1300℃，煅燒2h；在上述煅燒結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物，放入水中浸泡60min，進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，收集風(fēng)干物，得免燒磚基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，70份上述免燒磚基料、35份尾礦砂、19份水、15份生石灰、7份普通硅酸鹽水泥及2份乙烯基三叔丁基過氧硅烷，首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機(jī)中，以140r/min攪拌9min，再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌16min，得混合料；最后將上述混合料放入不銹鋼模具中，并將模具放置于壓力機(jī)中，以33MPa壓制成型，再進(jìn)行脫模，得磚坯，將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，溫度為95℃，濕度為93％，養(yǎng)護(hù)15h，即可得免燒磚。
經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度為22MPa，抗折強(qiáng)度為3.9MPa，吸水率為7％，抗沖擊性為20MPa。
實(shí)例2
首先取高爐渣放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩顆粒與過篩顆粒質(zhì)量2倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的雙氧水混合均勻，靜置20min，去除漂浮于水面的雜質(zhì)，再進(jìn)行過濾，收集濾渣，并將濾渣置于100℃烘箱中干燥6h，收集干燥物；按重量份數(shù)計(jì)，取50份上述干燥物、10份甲酸鈉、8份二氧化硅及7份褐煤，放入球磨罐中，按球料比18:1，加入直徑為50mm的鋼球，以300r/min球磨1h，收集球磨混合物，將球磨混合物放入煅燒爐中，設(shè)定溫度為1100℃，煅燒1h；在上述煅燒結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物，放入水中浸泡50min，進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，收集風(fēng)干物，得免燒磚基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，60份上述免燒磚基料、30份尾礦砂、16份水、13份生石灰、3份普通硅酸鹽水泥及1份乙烯基三叔丁基過氧硅烷，首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機(jī)中，以140r/min攪拌6min，再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌12min，得混合料；最后將上述混合料放入不銹鋼模具中，并將模具放置于壓力機(jī)中，以29MPa壓制成型，再進(jìn)行脫模，得磚坯，將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，溫度為90℃，濕度為86％，養(yǎng)護(hù)13h，即可得免燒磚。
經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度為20MPa，抗折強(qiáng)度為4.1MPa，吸水率為8％，抗沖擊性為30MPa。
實(shí)例3
首先取高爐渣放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩顆粒與過篩顆粒質(zhì)量3倍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的雙氧水混合均勻，靜置25min，去除漂浮于水面的雜質(zhì)，再進(jìn)行過濾，收集濾渣，并將濾渣置于100℃烘箱中干燥7h，收集干燥物；按重量份數(shù)計(jì)，取52份上述干燥物、12份甲酸鈉、8份二氧化硅及10份褐煤，放入球磨罐中，按球料比18:1，加入直徑為50mm的鋼球，以300r/min球磨2h，收集球磨混合物，將球磨混合物放入煅燒爐中，設(shè)定溫度為1200℃，煅燒2h；在上述煅燒結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫，收集煅燒物，放入水中浸泡55min，進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，收集風(fēng)干物，得免燒磚基料；接著按重量份數(shù)計(jì)，65份上述免燒磚基料、32份尾礦砂、18份水、14份生石灰、6份普通硅酸鹽水泥及1份乙烯基三叔丁基過氧硅烷，首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機(jī)中，以140r/min攪拌8min，再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌14min，得混合料；最后將上述混合料放入不銹鋼模具中，并將模具放置于壓力機(jī)中，以30MPa壓制成型，再進(jìn)行脫模，得磚坯，將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，溫度為92℃，濕度為90％，養(yǎng)護(hù)14h，即可得免燒磚。
經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強(qiáng)度為19MPa，抗折強(qiáng)度為3.8MPa，吸水率為6％，抗沖擊性為25MPa。