专利名称：一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于固体废弃物利用技术领域，涉及一种多孔保温板材的制备工 艺，具体涉及一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺。
背景技术：
截至2005年，全国建筑物存量400亿m2,根据2006-2020年中长期 发展规划，此期间将新建300亿n^各类建筑，平均每年建造20亿m2, 而墙体材料需求量巨大，达8000亿块(折合普通砖)。近年来，为保护耕土也、 保护环境、节约能源，国家已经出台相关政策，将逐步禁止使用传统丰左土 烧结墙材；而在选矿领域，排放的选矿废渣量已达50 60亿t,并且每年 以3 4亿t的速度增长，这些固体废弃物的处置已成为许多矿山企业的沉 重包袱,一旦处置不当，不仅会导致工程灾害加剧、资源浪费、环境污染， 同时会给社会、经济、环境造成严重的危害；铁尾矿的堆存量最多，占全 部尾矿堆存量的近1/3。目前国家积极倡导发展循环经济和节约型社会， 所以利用铁尾矿开发研究一种新型轻质板材，对于推动我国墙体材料的革 新和尾矿的综合利用具有重大意义。
经过近20年来墙体材料的发展，我国的墙体材料工业已经走上多品 种、多功能发展的道路，初步形成了以砖、块、板为主的墙材体系，女口5昆 凝土空心砌块、纸面《膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料现代^K 平的各种轻板、复合板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的3%, 制约着建筑行业的发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、铁尾矿禾J用率高的铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，以制备出气孔分布均匀、 抗压强度高且保温隔热性能好的铁尾矿烧结多孔保温轻质板材。
为解决上述技术问题，本发明釆用的技术方案是 一种铁尾矿烧结多 孔保温板材的制备工艺，其特征在于制备过程为
(1) 将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎，破碎 后的粒度S25mm,然后送入球磨机粉磨，粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、 计量，粉磨细度为20 80pm之间；
(2) 按质量百分比将粉磨细度为20 8(Him的页岩和铁尾矿加入增韧 剂、助溶剂和发泡剂后混合，送入混料机中混合均匀后，经料仓、预加混 合料质量百分比为3~15%的水成球造粒，生料球粒径为1 7mm;
(3) 自然干燥24小时后，将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀 地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中，然后将模具悬空放入窑炉中烧 成，烧成过程釆用分段保温的方式进行，烧成制度为室温 30(TC,升温 速率为7 15°C/min; 300。C 900。C，升温速率为2~10°C/min; 900°C 1000 °C，升温速率为3~8°C/min;发泡温度1000°C~1200°C ，升温速率为2 10 °C/min; 120(TC保温30分钟后降温冷却，降温速率为2~10°C/min;
(4) 最后将冷却后的板材脱模后成品堆放；
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质 量百分比为铁尾矿10%~40%,页岩40% 70%,增韧剂3%~15%，助溶 剂6% 20%，发泡剂1%~10%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉1~10%，碳化硅粉1%~30%,铁粉8% 30%,嫌酸钩粉30%~卯％。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质 量百分比为铁尾矿20% 30%，页岩45%~55%,增韧剂5% 10%，助溶 剂10% 15%，发泡剂1% 5%。
所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳酸钠粉2~8%,碳化硅粉5% 10%,铁粉15% 25%,磷酸钙 粉650/『75%。
上述步骤(4)中所述板材的体积密度为400~600 kg/m3,导热系数为 0.11~0.17 W/m.K,抗压强度为7 10Mpa。 本发明与现有技术相比具有以下优点
1. 本发明铁矿尾矿利用率可达到40%，节约能源，节约资源、利于环保， 具有很好的社会效益。
2. 釆用高温发泡工艺，由发泡剂的添加量和烧结制度可控制板材的体积 密度和气孔的大小及分布。
3. 所制备的气孔均匀分布的多孔轻质板材，体积密度为400-600 kg/m3, 导热系数为0.11~0.17 W/m.K，抗压强度为7 10Mpa,可满足全国不同地区建 筑节能50%的要求，与建筑物同寿命，具有很好的经济效益和社会效益。
4. 工艺简单，成本低廉，适合工业生产。 下面通过实施例对本发明做进一步的详细描述。
具体实施例方式
实施例1
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，其特征在于制备过程为
(1) 将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎，破碎 后的粒度S25mm,然后送入球磨机粉磨，粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、 计量，粉磨细度为20 80pm之间；
(2) 按质量百分比将粉磨细度为20 80pm的页岩和铁尾矿加入增軔 剂、助溶剂和发泡剂后混合，送入混料机中混合均勻后，经料仓、预加混 合料质量百分比为3 15%的水成球造粒，生料球粒径为1 7mm;
(3) 自然干燥24小时后，将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀 地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中，然后将模具悬空放入窑炉中烧 成，烧成过程釆用分段保温的方式进行，烧成制度为室温 30(TC，升温速率为7 15°C/min; 300。C 卯0。C,升温速率为2~10°C/min;卯0。C 1000 °C,升温速率为3~8°C/min;发泡温度1000°C 1200°C,升温速率为2 10 °C/min; 1200。C保温30分钟后降温冷却，降温速率为2 10°C/min; (4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质 量百分比为铁尾矿20%，页岩70%,增韧剂3%，助溶剂6%，发泡亦J 1%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种，所述助溶剂为硼砂、、 钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅私\、 铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳酸钠粉1%，碳化硅粉1%, 铁粉8%,磷酸钙粉90%。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿15%，页岩40%,增韧亦J 15%,助溶剂20%，发泡剂10%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中 的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发 泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为 碳酸钠粉10%，碳化硅粉30%,铁粉30%,磷酸钙粉30%。其它步骤同实 施例1。
实施例3
本实施例与实施例1不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿10%，页岩55%,增韦刃齐" 10%,助溶剂20%,发泡剂5°/。；所述增軔剂为白云母、碳化硅和萤石中 的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发 泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为 碳酸钠粉5%，碳化硅粉15%，铁粉20%,磷酸钙粉60%。其它步骤同实 施例1。
实施例4本实施例与实施例1不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿40%，页岩40%,增韧剂 3%,助溶剂15%,发泡剂2%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发、泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉8%，碳化硅粉22%，铁粉15%,磷酸钙粉55%。其它步骤同实施
实施例5
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，其特征在于制备过程为
(1) 将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎，$皮碎
后的粒度25mm，然后送入球磨机粉磨，粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、 计量，粉磨细度为20 80nm之间；
(2) 按质量百分比将粉磨细度为20 80pm的页岩和铁尾矿加入增韧 剂、助溶剂和发泡剂后混合，送入混料机中混合均匀后，经料仓、预加)、昆 合料质量百分比为3 15%的水成球造粒，生料球粒径为1 7mm;
(3) 自然干燥24小时后，将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀 地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中，然后将模具悬空放入窑炉中力免 成，烧成过程采用分段保温的方式进行，烧成制度为室温 30(TC,升温: 速率为7 15°C/min; 300。C 900。C,升温速率为2~10°C/min; 900°C 10OO °C，升温速率为3~8°C/min;发泡温度1000°C~1200°C,升温速率为2 10 °C/min; 120(TC保温30分钟后降温冷却，降温速率为2 10°C/min;
(4) 最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增軔剂、助溶剂和发泡剂的质 量百分比为铁尾矿20%,页岩55%，增韧剂5%，助溶剂15%,发泡剂 5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种，所述助溶剂为硼砂、 钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、 铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳酸钠粉1%,碳化硅粉1%,铁粉8%，磷酸钙粉90%。 实施例6
本实施例与实施例5不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿30%，页岩45%，增韧剂 10%,助溶剂10%,发泡剂5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中 的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发 泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为 碳酸钠粉10%,碳化硅粉30%,铁粉30%,磷酸钙粉30%。其它步骤同实 施例5。
实施例7
本实施例与实施例5不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿25%,页岩54%，增韧剂 8%,助溶剂12%,发泡剂1%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉5%,碳化硅粉15%,铁粉20%,磷酸钙粉60%。其它步骤同实施
实施例8
本实施例与实施例5不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿22%,页岩55%,增韧剂 8%,助溶剂12%,发泡剂3%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉5%,碳化硅粉20%，铁粉20%，磷酸钙粉55%。其它步骤同实施
实施例9
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，其特征在于制备过程为(1) 将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎，石皮碎
后的粒度25mm,然后送入球磨机粉磨，粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、 计量，粉磨细度为20~80pm之间；
(2) 按质量百分比将粉磨细度为20 80pm的页岩和铁尾矿加入增韦i7 剂、助溶剂和发泡剂后混合，送入混料机中混合均匀后，经料仓、预加5昆 合料质量百分比为3 15%的水成球造粒，生料球粒径为1 7mm;
(3) 自然干燥24小时后，将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀 地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中，然后将模具悬空放入窑炉中;^ 成，烧成过程采用分段保温的方式进行，烧成制度为室温 30(TC,升温 速率为7 15°C/min; 300。C 900。C,升温速率为2 10°C/min; 900°C lOOO °C,升温速率为3 8°C/min;发泡温度1000°C 1200°C,升温速率为2 10 °C/min; 120(TC保温30分钟后降温冷却，降温速率为2 10°C/min;
(4) 最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质 量百分比为铁尾矿20%,页岩70%，增韧剂3%,助溶剂6%,发泡剂 1%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种，所述助溶剂为硼石少、 钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅妆\ 铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳酸钠粉5%,碳化硅粉5%, 铁粉15%,磷酸锦粉75%。
实施例10
本实施例与实施例9不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿40%，页岩40%，增韧剂 3%,助溶剂7%，发泡剂10%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉2%，碳化硅粉8%，铁粉25%,磷酸钙粉65%。其它步骤同实施例 9。实施例11
本实施例与实施例9不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿20%，页岩40%，增韧剂 15%，助溶剂20%,发泡剂5%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中 的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发 泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为 碳酸钠粉8%，碳化硅粉10%,铁粉16%,磷酸钙粉66%。其它步骤同实 施例9。
实施例12
本实施例与实施例9不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿20%,页岩55%,增韧剂 9%,助溶剂10%,发泡剂6%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉2%,碳化硅粉8%,铁粉20%，磷酸钩粉70%。其它步骤同实施例 9。
实施例13
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，其特征在于制备过程为
(1) 将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎，破碎 后的粒度^25mm,然后送入球磨机粉磨，粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、 计量，粉磨细度为20 80|im之间；
(2) 按质量百分比将粉磨细度为20 80pm的页岩和铁尾矿加入增韧 剂、助溶剂和发泡剂后混合，送入混料机中混合均句后，经料仓、预加混 合料质量百分比为3~15%的水成球造粒，生料球粒径为1 7mm;
(3) 自然干燥24小时后，将步骤(2)中的生料球通过布料机均勻 地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中，然后将模具悬空放入窑炉中烧 成，烧成过程釆用分段保温的方式进行，烧成制度为室温 30(TC，升温速率为7~15°C/min; 300。C 900。C,升温速率为2 10°C/min; 900°C 1000 °C,升温速率为3~8°C/min;发泡温度1000°C~1200°C,升温速率为2 10 °C/min; 1200。C保温30分钟后降温冷却，降温速率为2~10°C/min; (4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增軔剂、助溶剂和发泡剂的质 量百分比为铁尾矿20%，页岩55%,增韧剂5%,助溶剂15%,发泡剂 5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种，所述助溶剂为硼砂、 钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、 铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳酸钠粉5%,碳化硅粉5%， 铁粉15%,磷酸钩粉75%。
实施例14
本实施例与实施例13不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿30%，页岩45%,增軔剂 10%，助溶剂10%,发泡剂5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中 的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发 泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为 碳酸钠粉2%，碳化硅粉8%，铁粉25%，磷酸钙粉65%。其它步骤同实施 例13。
实施例15
本实施例与实施例13不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿25%,页岩52%,增韧剂 9%,助溶剂13%,发泡剂1%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的 一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡 剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸4丐粉的混合物，质量百分比为碳 酸钠粉8%,碳化硅粉10%,铁粉17%,磷酸钙粉65%。其它步骤同实施 例13。
实施例16本实施例与实施例13不同的是步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增 韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿25%，页岩50%，增韧剂 10%，助溶剂12%,发泡剂3%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中 的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发 泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为 碳酸钠粉4%,碳化硅粉6%,铁粉20%,磷酸钙粉70%。其它步骤同实施 例13。
上述实施例所制备的气孔均匀分布的铁尾矿烧结多孔保温轻质板材，体 积密度为400 - 600 kg/m3，导热系数为0.11 0.17 W/m.K，抗压强度为 7 10Mpa,可满足全国不同地区建筑节能50%的要求，与建筑物同寿命，具 有很好的经济效益和社会效益。
权利要求
1、一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，其特征在于制备过程为(1)将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎，破碎后的粒度≤25mm，然后送入球磨机粉磨，粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、计量，粉磨细度为20～80μm之间；(2)按质量百分比将粉磨细度为20～80μm的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合，送入混料机中混合均匀后，经料仓、预加混合料质量百分比为3～15％的水成球造粒，生料球粒径为1～7mm；(3)自然干燥24小时后，将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中，然后将模具悬空放入窑炉中烧成，烧成过程采用分段保温的方式进行，烧成制度为室温～300℃，升温速率为7～15℃/min；300℃～900℃，升温速率为2～10℃/min；900℃～1000℃，升温速率为3～8℃/min；发泡温度1000℃～1200℃，升温速率为2～10℃/min；1200℃保温30分钟后降温冷却，降温速率为2～10℃/min；(4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放；上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为铁尾矿10％～40％，页岩40％～70％，增韧剂3％～15％，助溶剂6％～20％，发泡剂1％～10％；所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种，所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种，所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物，质量百分比为碳酸钠粉1～10％，碳化硅粉1％～30％，铁粉8％～30％，磷酸钙粉30％～90％。
2、 根据权利要求l所述的一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺， 其特征在于，步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂 的质量百分比为铁尾矿20%~30%,页岩45% 55%,增韧剂5% 10°/。， 助溶剂10% 15°/。，发泡剂1% 5%
3、 根据权利要求'l或2所述的一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，其特征在于，所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸《丐^的混合物，质量百分比为碳酸钠粉2~8%，碳化硅粉5%~10%，智H 15%~25%,磷酸转粉65°/。~75%。
4、根据权利要求1所述的一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备:CL艺， 其特征在于，步骤(4)中所述板材的体积密度为400-600 kg/m3,导热系 数为0.11 0.17 W/m.K，抗压强度为7 10Mpa。
全文摘要
本发明提供了一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺，工艺过程为将页岩和铁尾矿破碎后粉磨，经过筛、计量，粉磨细度为20～80μm；按比例将粉磨后的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合，加水成球造粒，自然干燥后，将生料球分布于模具中，然后放入窑炉中烧成，烧成过程采用分段保温的方式进行，最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。本发明大量利用铁尾矿，其掺用量最高达到40％，节约能源，利于环保，由发泡剂的添加量和烧结制度可控制板材的体积密度和气孔的大小及分布，制备的板材气孔分布均匀、强度高、产品保温隔热性能好。
文档编号E04B1/80GK101638918SQ20091002362
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者刘媛媛, 李寿德, 慧 肖 申请人:西安墙体材料研究设计院