专利名称：一种锰渣-固废混合烧结制砖的方法
技术领域：
本发明涉及工业固体废物资源化利用技术领域，特别是涉及一种利用电解二氧化锰生产过程中的洗滤渣(下文中简称“锰渣”)与页岩和粉煤灰等固体废物混合烧结制砖的工艺。
背景技术：
改革开放以来，随着国民经济和科学技术的持续发展，城乡建设、房地产开发如火如荼，各种建筑材料的生产和应用大幅度增加。多年来，我国建筑行业主导墙体材料一直是实心粘土砖，长期沿袭传统的生产方式工艺落后、设备简陋、产品单一、毁田、污染环境、生产煤耗居高不下。另一方面，我国历年堆积的工业废渣多达70多亿吨，占用土地100多万亩，污染十分严重。《中国21世纪议程》发展战略中要求墙体材料向节能、节土、利废方向发展 目前国内用于制砖的固体废物主要是煤矸石、粉煤灰、工业废水处理过程中产生的底泥和各类尾矿(如石膏尾矿、硫铁矿渣、铜尾矿、高硅铁尾矿、石棉尾矿)等，制备工艺分为高温烧结和蒸压养护两大类。虽这些生产墙体材料的工艺都已经取得较大的进展并在建筑行业广泛应用，但利用锰渣制砖生产工艺复杂、难度大，全面开展掌握其生产技术和产品质量需要相当的技术力量和生产实践经验，目前国内还没有利用锰渣固废混合烧结制砖的先例
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产工艺简单、节约能耗的锰渣固废混合烧结制砖的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的锰渣固废混合烧结制砖的方法，将干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰按一定配比一起混合粉磨或分别粉磨后再混合，并按一定级配要求过筛后得到固废混合烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到固废混合烧结砖成品，首先将经95-125℃干燥至恒重的20-70wt％锰渣、27-73wt％页岩和3-7wt％粉煤灰，一起粉磨或分别粉磨至原料颗粒最大粒径不超过2.5mm、2mm以下的占95％以上、1mm以下的占90％以上、0.5mm以下的占70％以上的级配要求再经混合，得到固废混合烧结砖的制备原料；然后加入为原料质量的3-5％的腐植酸钠稳定剂和为原料质量25-35％的清水，搅拌均匀后置于室内陈化1-3d；然后放入挤出机中制成样块，再于120-140℃干燥8-24h或采用室外自然风干6-8 d；最后以40-60℃/h的速率升温至950-1050℃煅烧2-6h，再经随膛冷却，制成锰渣固废混合烧结砖样品。
经挤出机制成的样块的尺寸为240mm×115mm×53mm。
所述的挤出机为真空挤出机。
采用上述技术方案的锰渣固废混合烧结制砖的方法，粉煤灰的适量添加补充了SiO2与Fe2O3，有利于改善砖块的性能并增强其对重金属锰的固化效果，此外粉煤灰中少量的未燃烧质还有利于改善烧结效果、缩短烧结时间、节约能耗；该方法的烧结温度随着锰渣掺入量的增加而降低，当锰渣掺入量超过30％后降低尤为明显，比粘土砖的烧结温度低50-150℃。
本发明以电解二氧化锰渣为主要原料，以页岩替代粘土作为辅助原料，并在此基础上添加粉煤灰调整组分，通过配料预处理制模干燥焙烧冷却工艺制备锰渣固废烧结砖，实现了“大宗”固废资源化利用。本方法在“大宗”资源化利用锰渣和页岩的同时，兼顾“消化”了一定量的粉煤灰。同时通过控制制备条件，实现了重金属锰的固化和制砖烧结温度的降低；通过添加稳定剂等预处理手段，解决了砖块在烧制过程中的形变问题。所制备的烧结砖性能符合《GB5101-2003烧结普通砖》要求，放射线检素限量符合《建筑材料放射性核素限量GB6566-2001》要求，腐蚀性及浸出毒性分析符合《GB5085.1-2007危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB 5085.3-2007》要求，室内存放的放射氡符合《GB/T18883-2002室内空气质量标准》的要求。本发明填补了国内利用锰渣和固废制砖的技术空白。
附本发明所用固废原料的成分(以主要氧化物计)列表 表1锰渣主要成分 表2页岩主要成分 表3粉煤灰主要成分
具体实施例方式 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1 将一定量锰渣、页岩及粉煤灰在95℃条件下干燥至恒重，按质量比锰渣∶页岩∶粉煤灰＝20∶73∶7混合一起粉磨至级配要求(原料颗粒最大粒径不超过2.5mm，2mm以下的占95％以上，1mm以下的占90％以上，0.5mm以下的占70％以上)，筛下物料即为原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂(占原料质量的3％)和清水(占原料质量的25％)搅匀，室内陈化3d，经真空挤出机制成规格为240mm×115mm×53mm的样块，再于120℃干燥24h(或置于室外自然风干6d，最后放入隧道窑内以60℃/h的速率升温至1050℃，保温2h后，随窑冷却，即制得锰渣固废混合烧结砖。
实施例2 将一定量锰渣、页岩及粉煤灰在110℃条件下干燥至恒重，然后分别粉磨至级配要求(原料颗粒最大粒径不超过2.5mm，2mm以下的占95％以上，1mm以下的占90％以上，0.5mm以下的占70％以上)，取筛下物料按质量比锰渣∶页岩∶粉煤灰＝40∶50∶5混合成原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂(占原料质量的4％)和清水(占原料质量的30％)搅匀，室内陈化2d，经真空挤出机制成规格为240mm×115mm×53mm的样块，再于130℃干燥16h(或置于室外自然风干7d，最后放入隧道窑内以50℃/h的速率升温至1000℃，保温4h后，随窑冷却，即制得锰渣固废混合烧结砖。
实施例3 将一定量锰渣、页岩及粉煤灰在125℃条件下干燥至恒重，然后分别粉磨至级配要求(原料颗粒最大粒径不超过2.5mm，2mm以下的占95％以上，1mm以下的占90％以上，0.5mm以下的占70％以上)，取筛下物料按质量比锰渣∶页岩∶粉煤灰＝70∶27∶3混合成原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂(占原料质量的5％)和清水(占原料质量的35％)搅匀，室内陈化1d后，经真空挤出机制成规格为240mm×115mm×53mm的样块，再于140℃干燥8h(或置于室外自然风干8d，最后放入隧道窑内以40℃/h的速率升温至950℃，保温6h后，随窑冷却，即制得锰渣-固废混合烧结砖。
权利要求
1.一种锰-渣固废混合烧结制砖的方法，将干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰按一定配比一起混合粉磨或分别粉磨后再混合，并按一定级配要求过筛后得到固废混合烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到固废混合烧结砖成品，其特征在于首先将经95-125℃干燥至恒重的20-70wt％锰渣、27-73wt％页岩和3-7wt％粉煤灰，一起粉磨或分别粉磨至原料颗粒最大粒径不超过2.5mm、2mm以下的占95％以上、1mm以下的占90％以上、0.5mm以下的占70％以上的级配要求再经混合，得到固废混合烧结砖的制备原料；然后加入为原料质量的3-5％的腐植酸钠稳定剂和为原料质量25-35％的清水，搅拌均匀后置于室内陈化1-3d；然后放入挤出机中制成样块，再于120-140℃干燥8-24h或采用室外自然风干6-8d；最后以40-60℃/h的速率升温至950-1050℃煅烧2-6h，再经随膛冷却，制成锰渣固废混合烧结砖样品。
2.根据权利要求1所述的锰渣固废混合烧结制砖的方法，其特征在于经挤出机制成的样块的尺寸为240mm×115mm×53mm。
3.根据权利要求1或2所述的锰渣固废混合烧结制砖的方法，其特征在于所述的挤出机为真空挤出机。
全文摘要
本发明公开了一种锰渣固废混合烧结制砖的方法，将干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰按一定配比一起混合粉磨或分别粉磨后再混合，并按一定级配要求过筛后得到固废混合烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到固废混合烧结砖成品。本发明以电解二氧化锰渣为主要原料，以页岩替代粘土作为辅助原料，并在此基础上添加粉煤灰调整组分，通过配料-预处理-制模-干燥-焙烧-冷却工艺制备锰渣固废烧结砖，实现了“大宗”固废资源化利用。
文档编号C04B18/14GK101767978SQ20101030054
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者彭兵, 柴立元, 王佳, 张金龙, 张强, 闵小波, 王云燕, 杨志辉, 王海鹰 申请人:中南大学