专利名称：红土型选金尾矿制备蒸压灰砂砖及其生产方法
技术领域：
本发明属于尾矿废渣资源化利用技术领域，具体涉及到一种以红土型选金尾矿为
主要原料，配合石灰(或电石渣)等生产的红土型选金尾矿蒸压灰砂砖及其生产方法。
背景技术：
选金尾矿(也称黄金尾矿)是从金矿中提取黄金之后产生的废渣。目前以堆存处 理为主，不仅需要侵占大片的土地，而且会带来环境污染。 随着国家逐步加强对土地资源的保护，粘土烧结正在逐步被淘汰，取而代之的是 非烧结砖，其主要原料为工业废渣。非烧结砖技术采取高压成型，养护方式采取蒸压养护或 自然养护，是国家鼓励推行的一种环保技术。根据选金尾矿的化学组成和矿物组成，选金尾 矿也是一种制备建材的原料。
目前，选金尾矿在资源利用制砖方面的主要专利文献有 中国专利文献《用选金尾矿及铁矿尾矿生产碳素焙烧炉火道墙用透气砖》(公开 号CN101054308，
公开日2007年10月17日)、《利用选金尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔 热耐火砖的方法》(公开号CN101289325，
公开日2008年10月22日)、以及《选金尾矿蒸 压加气混凝土砌块及生产工艺》公开号CN1631836，
公开日2005年6月29日)中涉及的 技术和原料与本发明有很大区别，现有的文献和专利都是基于矿石型选金尾矿的利用。与 之相比，本发明以红土型选金尾矿为主要原料，只需添加少量石灰，生产工艺更简单，所需 原料更少。 中国专利文献《用选金尾矿制建筑材料》(公开号CN1051543，
公开日1991年5 月22日)中，用选金尾矿作主要原料，加入少量粉磨后的生石灰和石膏，在搅拌机中加水搅 拌，经过消化、二次搅拌、压制成型，在蒸压釜中经升温升压，恒温恒压和降温降压的蒸压养 护，制得所需要的建筑材料制品。该专利文献中所处理的尾矿为产于花岗岩及其破碎带中 的岩石型尾矿，类似于河沙，与本发明中的红土型选金尾矿在物理化学性质上与岩石型尾 矿不同。具体分析如下 国内大部分金矿属于矿石型金矿，经过重选法或浸出工艺的选金尾矿的粒径一般 细小均匀，而且形状和性质与石英砂接近，可直接作为细骨料使用，或者作为硅质材料直接 用于蒸压灰砂砖的生产。专利文献(CN1051543)中指出，其处理的尾矿为产于花岗岩及其 破碎带中的岩石型尾矿，尾矿粒径小于0. 15mm的颗粒占30 60%，0. 15mm 2. Omm的占 40 70%，其主要成分为石英40 70%，长石20 30%，云母3 5%，岩屑5 10%。
红色粘土型金矿，属强风化残积成因而形成的一种新类型金矿床，与矿石型金矿 在组成、性质上存在很大不同。红土型选金尾矿基岩多为含有碳酸盐岩的沉积岩系，沿 基岩中的断裂构造发育有原生金矿化或金矿床。1980年，西澳大利亚首先发现了博丁顿 (Boddington)大型红土型金矿，中国于1989年首先在湖北嘉鱼的蛇屋山发现了类似的 表生风化成因金矿床。蛇屋山金矿是世界第二例，亚洲最大的红土型露天金矿。本发明 所使用的红土型选金尾矿即来自于湖北省嘉鱼县蛇屋山金矿有限责任公司。与专利文献
3(CN1051543)中不同的是，蛇屋山金矿中以高岭石和伊利石为主，次为针铁矿和绿泥石，少 量三水铝石，并有微量蒙脱石和锐钛矿。矿物成分包括粘土矿物、铁和铝的氧化物及氢氧化 物、贵金属矿物和基岩残留的石英、长石等。化学成分主要为Si(^、AlA和Fe^3，次为Mn(^ 和1102。雨水的淋滤作用将红土型金矿中大量的硅、较易溶金属离子去除，相对不溶物(如 铁)浓縮，粘土被铁染红。金在红土化去硅作用过程中，和铁一样得到富积，粘土具有吸附 金的作用。 另外，红土型选金尾矿中含有大量粘土，夹杂着少量的围岩和夹石，而且围岩和夹 石的粒径大小和数量分布很不均匀。粒径范围大于100mm的围岩和夹石占2. 90wt^，粒径 30-100mm的占4. 73wt % ，粒径10_30mm的占18. 53wt % ，粒径l-10mm的仅占14. 90wt % ，这
给尾矿资源化利用带来了很多困难。 由于两种尾矿具有不同的物理化学性质，如果采用已有专利文献提供的配方和工
艺直接应用于红土型选金尾矿，或无法获得合格的产品，或需要消耗大量水泥等辅助原料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红土型选金尾矿蒸压灰砂砖，该产品可以达到相应的 国家标准；本发明还提供了该产品的生产方法，该方法可以有效地消除废渣对环境的污染。
本发明提供的一种红土型选金尾矿蒸压灰砂砖，其特征在于它由以下重量份额的 原料制得选金尾矿粉料72-85份，选金尾矿骨料0-8份，石灰或电石渣l5-20份；其中选金 尾矿粉料是指选金尾矿通过8mm筛网进行筛分预处理获得的筛下物；选金尾矿骨料是由筛 上物经机械破碎后得到的粒径小于8mm的选金尾矿颗粒，选金尾矿粉料和选金尾矿骨料的 含水率均小于20%。 上述选金尾矿蒸压灰砂砖的生产方法，其步骤包括 (1)、将选金尾矿筛分后得到的粉料，机械破碎后得到的骨料，以及石灰或电石渣，
按照配比称料后混合均匀，混合过程中控制湿基含水率在12-20% ;(2)、将上述混合料压制成型，砖的成型的压力在15MPa-25MPa ; (3)、成型砖静置5小时-48小时后进行蒸养得到的蒸压灰砂砖，蒸汽养护的蒸汽
压力控制在O. 5MPa-l. 3MPa，温度控制在150°C -250°0，升压2_4小时，保压时间控制在5小
时-8小时，降压2-3小时。 本发明以选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、石灰(或电石渣)为原料，经原料预处理、
计量、配料、搅拌、轮碾活化、压制成型、高压蒸汽养护后制成蒸压灰砂砖产品。 本发明具有以下技术特点 (1)基于红土型选金尾矿的组成及粒径分布特点，提出先物理分选后破碎利用的 技术思路，有利于消除尾矿中的夹石的不利影响； (2)充分利用选金尾矿中的硅质成分，利用高温高压条件下的硅钙反应机理，形成 以脱勃莫来石为主的强度贡献体，性质稳定； (3)以红土型选金尾矿的粉料和骨料为主要原料，仅添加少量生石灰(或电石渣)制得合格的蒸压灰砂砖，生产工艺简单，生产成本低廉； (4)选金尾矿蒸压砖中，以红土型选金尾矿原料的掺量可达80%以上，可以有效
的消耗尾矿山，具有良好的环境效益和经济效益。
本发明产品性能测定测定方法参照《砌墙砖实验方法》(GB/T2542-2003)，性能判 定参照《蒸压灰砂砖》(GB11945-1999)。
附图为本发明的选金尾矿分选预处理流程图。
具体实施例方式
以下实施案例中，红土型选金尾矿原始含水率30%左右，经过露天堆存1年后，含
水率降至20%以下。选金尾矿首先采用8mm孔径筛网进行筛分预处理，筛下物称为选金尾
矿粉料，由大量粘土质尾矿及少量选金尾矿细颗粒组成；筛上物是大块围岩和夹石，经机械
破碎后再制备成粒径小于8mm的选金尾矿颗粒，称为选金尾矿骨料。生石灰的掺量实际上
根据粗细骨料的硅含量而定，当生石灰有效钙含量> 60wtX;电石渣的含水率〈35%，有效
CaO含量〉55wt^时，可以更一步提高砖的抗冻性能。 下面结合实例对本发明作进一步详细的说明。 实施例1 : 本实例的原料配比为 选金尾矿粉料80份 选金尾矿骨料0份 石灰20份 生产方法为 1、预处理后的选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、石灰按照配比称料后混合均匀，混合 过程中加入适量水分，湿基含水率控制在14% ;搅拌均匀后在成型设备上用15MPa的压力 压制成型。 2、成型砖静置5h后置入蒸压釜中，蒸汽压力为0.8MPa，蒸养温度为18(TC，养护制 度，均为升压3小时，在0. 8MPa， 18(TC保压5小时，降压2小时，蒸养后即得到成品。
本实例中50块选金尾矿蒸压灰砂砖，产品规格240X115X53(mm)，经武汉产品 质量监督检验建材站进行了性能检测(检验编号No.08C-07W020)，检测结果显示其物理 尺寸合格，抗压强度平均为25. 20MPa，抗折强度平均为4. 08MPa，冻融试验后抗压强度为 19. 40MPa，单块砖的干质量损失率0. 6-0. 9% ，放射性核素符合GB6566-2001中建筑主体材 料要求，干燥收縮值为0. 61mm/m，碳化系数为0. 97。湖北省环境监测中心站检测结果，氰化 物含量远低于危险废物GB5085. 3-2007标准。 由上述性能检测结果可以看出，本实例的选金尾矿蒸压灰砂砖各项性能均达到了
GB11945-1999标准中MU20优等品的要求。 实施例2 : 本实例的原料配比为 选金尾矿粉料80份 选金尾矿骨料l份 电石渣19份 制备方法为
5
选金尾矿经过人工筛选，粒径小于8mm，含水率12% ;电石渣含水率34%，直接使
用；预处理后的选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、电石渣按照配比称料后混合均匀，混合过程
中加入适量水分，湿基含水率控制在15% ;搅拌均匀后在成型设备上用16-18MPa的压力压
制成型，在蒸养装置中蒸养8h，蒸汽压力为0. 9MPa，温度为19(TC，蒸养后得到成品。 本实例中50块选金尾矿蒸压灰砂砖，产品送至河南省建材工业产品质量监督检
验站进行了性能检测(检测编号080813010)，产品规格240X115X53 (mm)，物理尺寸合
格，抗压强度平均为17. 8MPa，抗折强度平均为3. 27MPa，冻融试验后抗压强度为14. lMPa，
单块砖的干质量损失率1. 6%，放射性合格，干燥收縮值为0. 56mm/m，碳化系数为0. 91，吸
水率21. 3% 。检测结果表明，体积密度、吸水率符合GB/T2542-2003标准。 由上述性能检测结果可以看出，本实例的选金尾矿蒸压灰砂砖各项性能均达到了
GB11945-1999标准中MU10优等品的要求。 实施例3 : 本实例的原料配比为 选金尾矿粉料80份 选金尾矿骨料5份 石灰15份 制备方法为 预处理后的选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、石灰按照配比称料后混合均匀，混合过 程中加入适量水分，湿基含水率控制在20% ;搅拌均匀后在成型设备上用25MPa的压力压 制成型，静置48h后在蒸养装置中蒸养8h，蒸汽压力为1. 3MPa，温度为250°C ，蒸养后得到成
PI
PR o 本实例中选金尾矿蒸压灰砂砖，物理尺寸合格，抗压强度平均为16. 43MPa，抗折强
度平均为2. 69MPa，单块砖的干质量损失率0. 6-0. 9%，放射性合格，干燥收縮值为0. 60mm/
m，碳化系数为0. 97，氰化物含量远低于危险废物GB5085. 3-2007标准。 由上述性能检测结果可以看出，本实例的选金尾矿蒸压灰砂砖砖各项性能均达到
了 GB11945-1999标准中MU10优等品的要求。 实施例4 : 本实例的原料配比为 选金尾矿粉料78份 选金尾矿骨料4份 电石渣18份 生产方法为 1、红土型选金尾矿露天堆存1年以上，经简单晾晒、分选预处理，使其颗粒均匀， 粒径不超过8mm。 2、预处理后的选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、电石渣按照配比称料后混合均匀，混 合过程中加入适量水分，湿基含水率控制在18% ;搅拌均匀后在成型设备上用15MPa的压 力压制成型。 3、成型砖静置5h后置入蒸压釜中，蒸汽压力为0. 5MPa，蒸养温度为150°C ，养护制 度，均为升压2小时，在0. 5MPa，25(TC保压8小时，降压2小时，蒸养后即得到成品。
本实例中选金尾矿蒸压灰砂砖，其物理尺寸合格，抗压强度平均为16. 59MPa，抗
折强度平均为2. 62MPa，单块砖的干质量损失率0. 6_0. 9 %，放射性合格，干燥收縮值为
0. 60mm/m，碳化系数为0. 97，氰化物含量远低于危险废物GB5085. 3-2007标准。 由上述性能检测结果可以看出，本实例的选金尾矿蒸压灰砂砖各项性能均达到了
GB11945-1999标准中MU10优等品的要求。 实施例5 : 本实例的原料配比为 选金尾矿粉料75份 选金尾矿骨料5份 石灰20份 生产方法为 1、红土型选金尾矿露天堆存1年以上，经简单晾晒、分选预处理，使其颗粒均匀， 粒径不超过8mm。 2、预处理后的选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、石灰按照配比称料后混合均匀，混合 过程中加入适量水分，湿基含水率控制在15% ;搅拌均匀后在成型设备上用15MPa的压力 压制成型。 3、成型砖静置5h后置入蒸压釜中，蒸汽压力为0. 5MPa，蒸养温度为150°C ，养护制
度，均为升压3小时，在lMPa， 15(TC保压8小时，降压3小时，蒸养后即得到成品。 本实例中选金尾矿蒸压灰砂砖，其物理尺寸合格，抗压强度平均为18. 30MPa，抗
折强度平均为2. 34MPa，单块砖的干质量损失率0. 6_0. 9 %，放射性合格，干燥收縮值为
0. 60mm/m，碳化系数为0. 97，氰化物含量远低于危险废物GB5085. 3-2007标准。 由上述性能检测结果可以看出，本实例的选金尾矿蒸压灰砂砖各项性能均达到了
GB11945-1999标准中MU10优等品的要求。 实施例6 : 本实例的原料配比为 选金尾矿粉料72份 选金尾矿骨料8份 电石渣20份 生产方法为 1、红土型选金尾矿露天堆存1年以上，经简单晾晒、分选预处理，使其颗粒均匀， 粒径不超过8mm。 2、预处理后的选金尾矿粉料、选金尾矿骨料、电石渣按照配比称料后混合均匀，混 合过程中加入适量水分，湿基含水率控制在18% ;搅拌均匀后在成型设备上用15MPa的压 力压制成型。 3、成型砖静置5h后置入蒸压釜中，蒸汽压力为0. 5MPa，蒸养温度为150°C ，养护制 度，均为升压4小时，在0. 9MPa，20(TC保压6小时，降压2小时，蒸养后即得到成品。
本实例中选金尾矿蒸压灰砂砖，其物理尺寸合格，抗压强度平均为16. 59MPa，抗 折强度平均为2. 65MPa，单块砖的干质量损失率0. 6_0. 9 %，放射性合格，干燥收縮值为 0. 60mm/m，碳化系数为0. 97，氰化物含量远低于危险废物GB5085. 3-2007标准。
由上述性能检测结果可以看出，本实例的选金尾矿蒸压灰砂砖各项性能均达到了 GB11945-1999标准中MU10等品的要求。 以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的 内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
权利要求
一种红土型选金尾矿蒸压灰砂砖，其特征在于它由以下重量份额的原料制得选金尾矿粉料72-85份，选金尾矿骨料0-8份，石灰或电石渣15-20份；其中选金尾矿粉料是指选金尾矿通过8mm筛网进行筛分预处理获得的筛下物；选金尾矿骨料是由筛上物经机械破碎后得到的粒径小于8mm的选金尾矿颗粒，选金尾矿粉料和选金尾矿骨料的含水率均小于20％。
2. 根据权利要求1所述的选金尾矿蒸压灰砂砖，其特征在于石灰中的有效CaO质量 含量> 60% ;电石渣含水率< 35%，电石渣中的有效010质量含量> 55%。
3. 根据权利要求1或2所述选金尾矿蒸压灰砂砖的生产方法，其步骤包括(1) 、将原料按照配比称料后混合均匀，混合过程中控制湿基含水率在12-20% ;(2) 、将上述混合料压制成型，砖的成型的压力在15MPa-25MPa ;(3) 、成型砖静置5小时-48小时后进行蒸养得到的蒸压灰砂砖，蒸汽养护的蒸汽压力 控制在0. 5MPa-l. 3MPa，温度控制在150°C _250°C ，升压2_4小时，保压时间控制在5小时-8 小时，降压2-3小时。
全文摘要
本发明公开了一种红土型选金尾矿蒸压灰砂砖及其制备方法。灰砂砖由以下重量份额的原料制得选金尾矿粉料72-85份，选金尾矿骨料0-8份，石灰或电石渣15-20份。选金尾矿粉料是指选金尾矿通过8mm筛网获得的筛下物；骨料由筛上物经机械破碎后再制备成粒径小于8mm的选金尾矿颗粒。选金尾矿粉料和骨料的含水率均小于20％。制备时将原料混合均匀，并控制湿基含水率在12-20％；再在15-25MPa压力下压制成型；然后成型砖静置5-48h后进行蒸养得到的蒸压灰砂砖，蒸汽养护的蒸汽压力控制在0.5MPa-1.3MPa，温度控制在150-250℃，升压2-4小时，保压时间控制在5-8h，降压2-3小时。本发明具有非烧结、低能耗、无废气排放等优点，符合国家节能减排政策，较好地解决了选金尾矿、电石渣等工业废渣带来的环境问题。
文档编号B28B1/00GK101769035SQ20091027349
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者任婷艳, 刘万超, 张凯, 张校申, 朱新锋, 朱静, 李亚林, 杨家宽, 杨寅, 杨海玉, 杨自荣 申请人:华中科技大学