本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)建材的方法。
背景技術(shù)：
我國是一個(gè)富煤貧油少氣的國家，煤炭長期以來都是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，雖然在環(huán)境治理的大環(huán)境下，但是其地位在未來一段時(shí)間內(nèi)任然是無法撼動(dòng)的。從開采到洗選再到運(yùn)輸，單就煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的前幾個(gè)環(huán)節(jié)就帶來了諸多問題。其中，在開采和加工后產(chǎn)生的大量廢礦石對(duì)周圍環(huán)境的破壞是最為嚴(yán)重的。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)廢礦采用填埋、堆積或焚燒來進(jìn)行處理，其中殘存的大量污染性物質(zhì)對(duì)土壤、水源和空氣帶來了極大地破壞。所以，尋找一種新方法對(duì)煤礦廢礦的價(jià)值進(jìn)行再利用顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種采用煤田的廢礦石為主原料結(jié)合頁巖原料進(jìn)行工藝制備后生產(chǎn)建材的方法。
本發(fā)明提供了一種利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，浮選預(yù)處理，對(duì)廢礦石進(jìn)行浮選預(yù)處理后得到廢礦浮選產(chǎn)物，該廢礦浮選產(chǎn)物稱為改性廢礦；
步驟2，將步驟1中的改性廢礦和頁巖以預(yù)定質(zhì)量比進(jìn)行混合，得到第一混合物；
步驟3，在步驟2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物；
步驟4，將步驟3中的第二混合物進(jìn)行燒制后得到生態(tài)磚。
在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟1中的浮選預(yù)處理包括如下步驟：
s1-1，將廢礦石在破碎機(jī)中進(jìn)行破碎處理，將較大體積的原煤廢礦石進(jìn)行破碎細(xì)化后得到破碎廢礦石；
s1-2，在浮選池中加入少量廢棄柴油和醇類物質(zhì)，然后加入s1-1中的破碎廢礦石，通過浮選得到一定量的煤以及廢礦渣；
s1-3，將s1-2中的廢礦渣進(jìn)行清洗和干燥，得到改性廢礦。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟2中的改性廢礦和頁巖的質(zhì)量比為0～100％。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟4中的燒制過程包括如下步驟：
s4-1，將第二混合物進(jìn)行壓制生產(chǎn)后得到生態(tài)磚毛坯；
s4-2，將生態(tài)磚毛坯在室溫下干燥6～48小時(shí)后，再進(jìn)行受控干燥，得到干燥毛坯磚；
s4-3，將干燥毛坯磚進(jìn)行燒制，經(jīng)過冷卻后得到生態(tài)磚成品。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，s4-1中的生態(tài)磚毛坯形狀為矩形棱柱形或圓柱形，
矩形棱柱的尺寸范圍為：(50～300)mm×(20～120)mm×(10～100)mm，
圓柱的尺寸范圍為：φ(5～20mm)×(10～100mm)。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，s4-1中使用液壓機(jī)在1～12mpa下對(duì)第二混合物進(jìn)行壓制生產(chǎn)后，得到生態(tài)磚毛坯。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，s4-2中的受控干燥過程為在烘箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度為40～90℃，干燥時(shí)間為8～36小時(shí)。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，在s4-3中，將干燥毛坯磚在爐中以10～80℃/min的加熱速率進(jìn)行燒制，在溫度500～1400℃下保持2～24小時(shí)。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟2中的改性廢礦在和頁巖以預(yù)定質(zhì)量比進(jìn)行混合前，先對(duì)改性廢礦進(jìn)行破碎和研磨，再用不同粒徑的篩網(wǎng)對(duì)破碎和研磨后的改性廢礦進(jìn)行篩分，將不同粒徑的改性廢礦按預(yù)定比例進(jìn)行混合得到改良型改性廢礦，改良型改性廢礦再與頁巖以預(yù)定質(zhì)量比進(jìn)行混合。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，分別使用網(wǎng)眼大小為10目、18目和35目的篩網(wǎng)對(duì)破碎和研磨后的改性廢礦進(jìn)行篩分，并將篩分后的三種不同大小顆粒的改性廢礦以1:1:1的比例進(jìn)行混合得到改良型改性廢礦。
另外，在本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法中，其特征在于，還包括：
步驟5，對(duì)步驟4中的燒制過程中產(chǎn)生的co2、so2等溫室氣體的排放進(jìn)行監(jiān)測，并對(duì)生態(tài)磚成品進(jìn)行燃燒收縮率、機(jī)械強(qiáng)度、吸水率以及表面密度參數(shù)的檢測后，得到各參數(shù)的檢測報(bào)告。
發(fā)明的作用與效果
根據(jù)本發(fā)明所涉及的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法，包括以下步驟：步驟1，浮選預(yù)處理，對(duì)廢礦石進(jìn)行浮選預(yù)處理后得到廢礦浮選產(chǎn)物，該廢礦浮選產(chǎn)物稱為改性廢礦；步驟2，將步驟1中的改性廢礦和頁巖以預(yù)定質(zhì)量比進(jìn)行混合，得到第一混合物；步驟3，在步驟2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物；步驟4，將步驟3中的第二混合物進(jìn)行燒制后得到生態(tài)磚成品。
根據(jù)本發(fā)明提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法，由于充分利用了礦區(qū)廢礦石，有效地降低了廢礦石對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，不僅綠色環(huán)保，而且能創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法作具體闡述。
<實(shí)施例1>
本實(shí)施例的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法，包括如下步驟：
步驟1，浮選預(yù)處理，對(duì)廢礦石進(jìn)行浮選預(yù)處理后得到廢礦浮選產(chǎn)物，該廢礦浮選產(chǎn)物稱為改性廢礦；
s1-1，將廢礦石在破碎機(jī)中進(jìn)行破碎處理，將較大體積的原煤廢礦石進(jìn)行破碎細(xì)化后得到破碎廢礦石；
s1-2，在浮選池中加入少量廢棄柴油和醇類物質(zhì)，然后加入s1-1中的破碎廢礦石，通過浮選得到一定量的煤以及廢礦渣；
s1-3，將s1-2中的廢礦渣進(jìn)行清洗和干燥，得到改性廢礦；
s1-4，分別使用網(wǎng)眼大小為10目、18目和35目的篩網(wǎng)對(duì)s1-3中的改性廢礦進(jìn)行篩分，并將篩分后的三種不同大小顆粒的改性廢礦以1:1:1的比例進(jìn)行混合得到改良型改性廢礦。
步驟2，將步驟1中的改性廢礦和頁巖以預(yù)定質(zhì)量比進(jìn)行混合，得到第一混合物。
本實(shí)施例中，不使用改性廢礦，只使用頁巖原料作為第一混合物。
步驟3，在步驟2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物。
選取100g頁巖原料并加入2gbaco3和足量的水混合后得到第二混合物。
步驟4，將步驟3中的第二混合物進(jìn)行燒制后得到生態(tài)磚成品。
s4-1，使用液壓機(jī)在6mpa下壓制以生產(chǎn)兩種形式的樣品：矩形棱柱樣品100mm×20mm×15mm和φ6mm×40mm的圓柱塊；
s4-2，將樣品在室溫下干燥24小時(shí)，隨后在電烘箱中60℃下受控干燥24小時(shí)，得到干燥毛坯磚樣品；
s4-3，將干燥毛坯磚進(jìn)行燒制，經(jīng)過冷卻后得到生態(tài)磚成品樣品。
將磚在馬弗爐中以30℃/min的加熱速率燒制，在1000℃下保持6小時(shí)后得到生態(tài)磚成品樣品。
步驟5，分別對(duì)上述兩種樣品進(jìn)行燃燒收縮率、機(jī)械強(qiáng)度、吸水率、表面密度等參各數(shù)的檢測，以評(píng)判其性能的好壞。
檢測結(jié)果為：燃燒收縮率0.4％，機(jī)械強(qiáng)度9mpa，吸水率7.5％，表面密度2.05g/cm3，開孔率15.8％。
<實(shí)施例2>
實(shí)施例2中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取20g改性廢礦和80g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率0.8％，機(jī)械強(qiáng)度10.8mpa，吸水率7.5％，表面密度2.05g/cm3，開孔率16.2％。
<實(shí)施例3>
實(shí)施例3中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取30g改性廢礦和70g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率1.2％，機(jī)械強(qiáng)度12.4mpa，吸水率7.7％，表面密度2.04g/cm3，開孔率16.5％。
<實(shí)施例4>
實(shí)施例4中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取40g改性廢礦和60g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率1.6％，機(jī)械強(qiáng)度14mpa，吸水率7.7％，表面密度2.06g/cm3，開孔率16.7％。
<實(shí)施例5>
實(shí)施例5中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取50g改性廢礦和50g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.1％，機(jī)械強(qiáng)度15.2mpa，吸水率7.9％，表面密度2.06g/cm3，開孔率16.9％。
<實(shí)施例6>
實(shí)施例6中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取60g改性廢礦和40g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.5％，機(jī)械強(qiáng)度16mpa，吸水率8％，表面密度2.08g/cm3，開孔率17％。
<實(shí)施例7>
實(shí)施例7中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取70g改性廢礦和30g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.7％，機(jī)械強(qiáng)度16.3mpa，吸水率8％，表面密度2.15g/cm3，開孔率17.8％。
<實(shí)施例8>
實(shí)施例8中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取80g改性廢礦和20g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.9％，機(jī)械強(qiáng)度16.3mpa，吸水率8.4％，表面密度2.09g/cm3，開孔率17.5％。
<實(shí)施例9>
實(shí)施例9中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，分別選取90g改性廢礦和10g頁巖原料進(jìn)行混合制樣得到第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率3.0％，機(jī)械強(qiáng)度17mpa，吸水率8.9％，表面密度2.07g/cm3，開孔率18.3％。
<實(shí)施例10>
實(shí)施例10中，采用和實(shí)施例1中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟2中，選取100g改性廢礦制樣作為第一混合物，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例1相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率3.0％，機(jī)械強(qiáng)度17.4mpa，吸水率9.7％，表面密度1.98g/cm3，開孔率19.5％。
<實(shí)施例11>
實(shí)施例11中，采用和實(shí)施例10中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟4中，將煅燒溫度設(shè)置為800℃，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例10相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.6％，機(jī)械強(qiáng)度16.5mpa，吸水率8.3％，表面密度2.1g/cm3，開孔率17.9％。
<實(shí)施例12>
實(shí)施例12中，采用和實(shí)施例10中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟4中，將煅燒溫度設(shè)置為900℃，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例10相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.8％，機(jī)械強(qiáng)度16.9mpa，吸水率8.8％，表面密度2.08g/cm3，開孔率18.7％。
<實(shí)施例13>
實(shí)施例13中，采用和實(shí)施例10中相同的步驟，其相應(yīng)的符號(hào)和說明保持不變。
本實(shí)施例中步驟4中，將煅燒溫度設(shè)置為1100℃，其余實(shí)施步驟和條件與實(shí)施例10相同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測：燃燒收縮率2.9％，機(jī)械強(qiáng)度17mpa，吸水率9.0％，表面密度2.03g/cm3，開孔率19％。
以上實(shí)施例重復(fù)進(jìn)行了2～3次，其結(jié)果也有一定的波動(dòng)，試驗(yàn)過程中制樣壓力、干燥溫度和時(shí)間、樣品尺寸大小、煅燒速率等都會(huì)影響處理結(jié)果。具體結(jié)果見下表1。
表1測試結(jié)果
表1是在以大量實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，得到的較為合適的試驗(yàn)條件下(即實(shí)施例1中的相關(guān)條件)的試驗(yàn)結(jié)果。
本專利的實(shí)例表明，經(jīng)過浮選的改性廢礦對(duì)于頁巖材料有著很好的替代性。隨著改性廢礦含量的增加，產(chǎn)物(生態(tài)磚)的機(jī)械強(qiáng)度也增加，而且此時(shí)的吸水率和開孔率也較低。其原因是由于在高溫條件下，廢礦中的殘存的有機(jī)物發(fā)生分解，這導(dǎo)致氣體析出以及孔隙大小和孔隙率的增加。此外，這種變化也與有機(jī)質(zhì)的玻璃化和燒結(jié)過程有一定關(guān)聯(lián)。與采用礦區(qū)原始廢棄物制環(huán)保建材不同，改性廢礦在60～100％的高含量區(qū)內(nèi)，制得的生態(tài)磚特性大致相同，十分穩(wěn)定。所以，采用改性廢礦燒制環(huán)保建材，極大地降低了對(duì)工人、設(shè)備精度等的要求。在實(shí)現(xiàn)廢物利用的同時(shí)，也極大地降低了生產(chǎn)成本。同樣，后期對(duì)燒制過程可能產(chǎn)生的co2、so2等溫室氣體的排放也進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)污染物的排放較傳統(tǒng)工藝和礦區(qū)原始廢棄物制取工藝均有大幅減少。
實(shí)施例的作用與效果
根據(jù)本實(shí)施例所涉及的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法，包括以下步驟：步驟1，浮選預(yù)處理，對(duì)廢礦石進(jìn)行浮選預(yù)處理后得到廢礦浮選產(chǎn)物，該廢礦浮選產(chǎn)物稱為改性廢礦；步驟2，將步驟1中的改性廢礦和頁巖以預(yù)定質(zhì)量比進(jìn)行混合，得到第一混合物；步驟3，在步驟2中的第一混合物中添加一定量的水和baco3，得到第二混合物；步驟4，將步驟3中的第二混合物進(jìn)行燒制后得到生態(tài)磚成品。
根據(jù)本實(shí)施例提供的利用改性廢礦生產(chǎn)高性能生態(tài)建材的方法，由于充分利用了礦區(qū)廢礦石，并且有效地降低了廢礦石對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，不僅綠色環(huán)保，而且能創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益。
另外，本實(shí)施例中的對(duì)廢煤礦石浮選預(yù)處理過程中能夠回收一部分煤，提高了廢礦石的利用率。
上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。