技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，具體地，涉及采用專用土體穩(wěn)定劑資源化處理鋁尾礦制造的免燒磚。
背景技術(shù)：
礦石資源是人類賴以生存的重要物資，礦石的開發(fā)利用體現(xiàn)了一個國家的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力。礦石資源是不可再生資源，選礦技術(shù)和礦石的品位限制了礦石資源的充分利用。選礦廠尾礦是在一定的技術(shù)條件下，從精選礦石中選取有用成分后產(chǎn)生的固體廢棄物。
鋁礦選礦尾礦產(chǎn)生于鋁土礦的選礦工藝流程中，鋁土礦原礦中含有大量粘土類原生礦、經(jīng)過選擇性磨礦聚團(tuán)浮選后，粒度相對較粗的一水硬鋁石富集體上浮成為精礦，而極易泥化的含桂礦物和部分一水硬鋁石連生體成，因此，鋁土礦選礦尾礦主要由部分未分離的一水硬鋁石和大量的鋁硅酸鹽累粘土礦物組成。
隨著世界各國節(jié)能減排的呼聲越來越高，因免燒制品具有生產(chǎn)成本低、工藝簡單、綠色環(huán)保等特點(diǎn)被廣泛生產(chǎn)及應(yīng)用。燒結(jié)磚在制備過程中步驟繁瑣，不僅消耗了大量土地，而且消耗大量熱能、排放大量的 CO2，不符合我國“節(jié)能減排”的政策。采用鋁尾礦制作免燒磚可以資源化利用鋁尾礦。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種采用專用土體穩(wěn)定劑資源化處理鋁尾礦制造的免燒磚，所述免燒磚的制備材料包括90-97重量份的鋁尾礦、3-10重量份的水泥、8-10重量份的水以及0.01-0.1重量份的土體穩(wěn)定劑，所述土體穩(wěn)定劑由100重量份的水，1-15重量份的表面活性劑，0.1-10重量份的硼酸或硼酸鹽組成，所述免燒磚的制備材料還包括0.5-3重量份的硅溶膠。
所述免燒磚的制備材料還包括0.01-0.1重量份的硫酸鈉。
所述水泥為425#普通硅酸鹽水泥。
所述土體穩(wěn)定劑的pH值被調(diào)整至8-11。
所述表面活性劑選自單硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸鈉、硬脂酸鹽、烷基醚羧酸鹽、丁基奈磺酸鹽中一種或幾種。
一種免燒磚的制備方法，包括以下步驟：
將3-10重量份的水泥、8-10重量份的水與90-97重量份的鋁尾礦在第一混料倉中混合3-15分鐘，得到水泥鋁尾礦混料；
將得到的水泥鋁尾礦混料、0.5-3重量份的硅溶膠與0.01-0.1重量份的土體穩(wěn)定劑在第二混料倉中混合3-15分鐘后，加入0.01-0.1重量份的硫酸鈉混合3-5分鐘，得到免燒磚混合料；
將免燒磚混合料常溫下壓制成型、自然養(yǎng)護(hù)得到免燒磚成品。
本發(fā)明的表面活性劑能夠吸附于大顆粒的表面，改變顆粒表面的親水性，使得顆粒具有屏蔽水的作用，降低顆粒的吸水性，制備得到的免燒磚具有很好的抗?jié)B透性，進(jìn)而具有很好的抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明選擇的表面活性劑具有較長的烷基鏈段，烷基鏈段具有極好的柔韌性和斥水性，能夠更加有效地提高顆粒表面的斥水性。本發(fā)明采用了少量的水泥，加入了硼酸或硼酸鹽，大大提高了免燒磚的抗壓強(qiáng)度，采用了本發(fā)明的土體穩(wěn)定劑，可以大量地減少水泥的使用量而不降低成型免燒磚的抗壓強(qiáng)度。
本發(fā)明所述的8-10重量份的水可以是外加的水，也可以是外加的水以及鋁尾礦含水的總和。本發(fā)明的壓制強(qiáng)度為20Mpa。對于硅含量較低的鋁尾礦，獲得的免燒磚力學(xué)強(qiáng)度較低，本發(fā)明加入了硅溶膠與硫酸鈉，硫酸鈉作為硅溶膠的活化劑，硅溶膠在礦石表面形成并交聯(lián)，與土體穩(wěn)定劑中的硼酸互相配合，提高了免燒磚中顆粒之間的交聯(lián)度，大大提高了免燒磚的力學(xué)強(qiáng)度。
傳統(tǒng)方法將鋁尾礦作為骨料制標(biāo)準(zhǔn)磚，需大量摻入水泥，成型后必須經(jīng)過“蒸養(yǎng)”才能達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。不但要大量消耗能源，污染環(huán)境，還大量消耗原生資源（水泥），單磚成本高。本發(fā)明采用專用的土體穩(wěn)定劑，僅僅采用鋁尾礦作為免燒磚的主體材料，制備的免燒磚具有很好的抗壓強(qiáng)度和耐水性。
參考以下詳細(xì)說明更易于理解本申請的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時，以本說明書中的定義為準(zhǔn)。
在下文中，通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，但應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅僅是例示的而非限制性的。如果沒有其它說明，所用原料都是市售的。
下面參照幾個例子詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)施例1
將5重量份的水泥與95重量份的鋁尾礦在第一混料倉中混合15分鐘，得到水泥鋁尾礦混料；鋁尾礦來自淄博，SiO2含量21%，F(xiàn)e2O3含量13%，Al2O3含量55%，TiO含量4%，K2O含量1.5%，燒失量9.9%；
將得到的水泥鋁尾礦混料與0.015重量份的土體穩(wěn)定劑、8重量份的水在第二混料倉中混合0.5小時，免燒磚混合料；土體穩(wěn)定劑由100重量份的水，8重量份的表面活性劑，5重量份的硼酸組成；
將免燒磚混合料常溫下壓制成型、自然養(yǎng)護(hù)得到免燒磚成品。
免燒磚成品（240×115×90）根據(jù)GB8239-97 測試5塊免燒磚抗壓強(qiáng)度平均值以及單塊抗壓強(qiáng)度最低值以及耐水性。經(jīng)測試，制備得到的免燒磚的平均抗壓強(qiáng)度為12.9MPa，最低抗壓強(qiáng)度為9.2MPa，軟化系數(shù)為0.75。
實(shí)施例2
將5重量份的水泥與95重量份的鋁尾礦在第一混料倉中混合15分鐘，得到水泥鋁尾礦混料；鋁尾礦來自淄博，SiO2含量21%， Fe2O3含量13%，Al2O3含量55%，TiO含量4%，K2O含量1.5%，燒失量9.9%；
將得到的水泥鋁尾礦混料、1.5重量份的硅溶膠（ludox AM-30硅溶膠）與0.015重量份的土體穩(wěn)定劑在第二混料倉中混合10分鐘后，加入0.05重量份的硫酸鈉混合5分鐘，得到免燒磚混合料；
將免燒磚混合料常溫下壓制成型、自然養(yǎng)護(hù)得到免燒磚成品。
免燒磚成品（240×115×90）根據(jù)GB8239-97 測試5塊免燒磚抗壓強(qiáng)度平均值以及單塊抗壓強(qiáng)度最低值以及耐水性。經(jīng)測試，制備得到的免燒磚的平均抗壓強(qiáng)度為18.2MPa，最低抗壓強(qiáng)度為17.5MPa，軟化系數(shù)為0.95。
實(shí)施例3
將6重量份的水泥與94重量份的鋁尾礦在第一混料倉中混合15分鐘，得到水泥鋁尾礦混料；鋁尾礦來自淄博，SiO2含量21%， Fe2O3含量13%，Al2O3含量55%，TiO含量4%，K2O含量1.5%，燒失量9.9%；
將得到的水泥鋁尾礦混料、1.5重量份的硅溶膠（ludox AM-30硅溶膠）與0.015重量份的土體穩(wěn)定劑在第二混料倉中混合10分鐘后，加入0.05重量份的硫酸鈉混合5分鐘，得到免燒磚混合料；
將免燒磚混合料常溫下壓制成型、自然養(yǎng)護(hù)得到免燒磚成品。
免燒磚成品（240×115×90）根據(jù)GB8239-97 測試5塊免燒磚抗壓強(qiáng)度平均值以及單塊抗壓強(qiáng)度最低值以及耐水性。經(jīng)測試，制備得到的免燒磚的平均抗壓強(qiáng)度為20.4MPa，最低抗壓強(qiáng)度為19.1MPa，軟化系數(shù)為0.96。
本發(fā)明能夠資源化利用高Fe2O3含量的鋁尾礦，制備得到的免燒磚具有極好的抗壓強(qiáng)度。通過設(shè)置對比例，與實(shí)施例2相同，不使用本發(fā)明的土體穩(wěn)定劑，得到的免燒磚的平均抗壓強(qiáng)度為10.1MPa，軟化系數(shù)為0.84。而與實(shí)施例2相同不加入活化劑硫酸鈉制備得到的免燒磚經(jīng)測試，制備得到的免燒磚的平均抗壓強(qiáng)度為9.7MPa，最低抗壓強(qiáng)度為8.1MPa，軟化系數(shù)為0.69，可以看出，硅溶膠、活化劑和土體穩(wěn)定劑形成了很好的協(xié)同作用。此外。由于鋁尾礦中含有大量的氧化鋁，硅溶膠能在含有大量氧化鋁的顆粒表面產(chǎn)生吸附，在加入了凝膠活化劑后，免燒磚的力學(xué)強(qiáng)度大大提升。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。