专利名称：一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸压砖的制备方法，特别涉及一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法。
背景技术：
我国是世界主要产煤国之一，煤炭是我国当前和今后相当长时间的主要能源，在一次能源探明总量中煤炭占90%;虽然国家大力发展水电、核电，但是燃煤发电仍占主导地位。粉煤灰是火力发电厂的工业废渣，随着我国电力工业的迅猛发展，火力发电厂粉煤灰排放量逐年锐增，到2009年已近4亿吨，累计堆存的粉煤灰达50多亿吨。粉煤灰堆集不仅要占用大量土地，花费大量资金征地、筑坝以及进行管理，同时给周围环境造成巨大污染，影响周围居民的工作和生活，有时甚至会危及周围居民的生命财产安全，给经济建设和生态环境造成了巨大压力。所以如何实现粉煤灰的大量利用，使粉煤灰变废为宝是人们研究的重大课题。目前利用粉煤灰生产蒸压砖是一种可大量利用粉煤灰的成熟技术，其技术配方一般为粉煤灰、骨料、生石灰及石膏等。在金属镁冶炼行业，皮江法是炼镁的主要方法，我国原镁产量世界第一，占世界产量的75%，每生产1 t金属镁就排放8 t左右镁渣。目前我国镁渣的排放量已达数百万吨，并且随着炼镁工业的快速发展，镁渣的排放量还会逐年增加；然而我国镁渣的利用率却很低， 有相当数量的镁渣被弃之江河或占用农田，污染环境。利用炼镁渣生产建筑材料的不多，报道的一些文献中利用炼镁渣制砖的常见配方为镁渣、骨料、石灰、石膏等。上述的两种主要废弃固体物生产砖的配方中都需要掺杂质量分数大于10%的石灰；众所周知，石灰工业属高能耗、高污染产业，其污染物以粉尘污染为主要特征；据有关文献资料介绍，我国石灰生产每年消耗约3000余万吨标准煤，吨石灰生产能耗大于180kg 标煤，而粉尘等污染物排放量更是惊人，而且石灰行业规模化企业较少，多为小型私人企业，均为当地市场提供产品，所以有些石灰矿山资源较少地区应用较为困难，石灰价格相应较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，采用炼镁渣和粉煤灰为原料，不加入石灰的情况下制备蒸压砖，既能够利用固体废渣，又可以减少污染， 同时降低生产成本。本发明的方法按以下步骤进行
1、采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的1(Γ30%，粉煤灰占全部基础原料总重量的5(Γ70%，骨料占全部基础原料总重量的1(Γ30% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的0.广5%，水占全部基础原料总重量的1(Γ20%，搅拌至全部物料混合均勻，获得混合物料；2、将混合物料静置进行消化，消化时间为3、h，获得消化物料；
3、将消化物料用轮碾机进行轮碾;T5min，然后用压砖机压制成型，成型压力为 25 45MPa，然后静养广5h，获得砖坯；
4、将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度15(T20(TC和蒸气压力0.6 1.2MI^条件下蒸压养护;TlOh，制成蒸压砖。上述方法中的激发剂为水玻璃、石膏、三乙醇胺和水泥中的一种或两种以上的混合物。上述的骨料为粒径2 4mm的碎石。上述方法中的搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为 2 5min。本发明的方法工艺简单、容易掌握、生产成本低、周期短、工作效率高；获得的蒸压砖符合国家建材用砖的标准，适于工业化实施；该方法不采用生石灰作为原料，在混合过程中加入激发剂，不受生石灰供应的影响，可实现对大规模固体废弃物的规模化生产，降低了环境污染。
具体实施例方式本发明实施例中采用的炼镁渣为皮江法生产金属镁过程中产生的炼镁渣。本发明实施例中采用的粉煤灰为火力发电厂的工业粉煤灰。本发明实施例中采用的骨料为粒径2 4mm的碎石。本发明实施例中采用的水玻璃、石膏、三乙醇胺和水泥为普通工业产品。本发明实施例中采用的双卧轴强制式搅拌机型号为JS750 (电机功率40KW，额定生产率37. 5 45m3/h)。本发明实施例中采用的轮碾机型号为XLH2000(电机功率45KW，生产能力30t/h)。本发明实施例中采用的压砖机型号为YWZ830。实施例1
采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，采用的骨料为粒径2 4mm的碎石； 采用的激发剂为石膏；
将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的30%，粉煤灰占全部基础原料总重量的50%，骨料占全部基础原料总重量的20% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的5%，水占全部基础原料总重量的20%，搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为2min，搅拌均勻后获得混合物料；
将混合物料静置进行消化，消化时间为8h，获得消化物料；消化使物料中的氧化钙充分水解，提高混合料的可塑性，并消除在蒸制过程中由于氧化钙的消化而引起体积膨胀，避免导致砖开裂现象；
将消化物料用轮碾机进行轮碾5min，再用压砖机压制成型，成型压力为25MPa，然后静养Ih，获得砖坯；
将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度200°C和蒸气压力1. 2 MI^条件下蒸压养护池，制成蒸压砖；蒸压砖的抗压强度(平均值)为17. 9MPa，抗压强度(单项值)为15.3 MPa，抗折强度(平均值)为3. 8 MPa,抗折强度(单项值)为3. 0 MPa,干燥收缩值0. 38mm/m,碳化性能Kc为 0. 93，抗冻性能(抗压强度)为16. 9 MPa，抗冻性能(干质量损失)为1. 5%，综合评价符合强度级别为 MU15 (JC239-2001)；
MU15检验标准值抗压强度(平均值)^ 15MPa，抗压强度(单项值)^ 11 MPa，抗折强度(平均值)彡3. 3 MPa，抗折强度(单项值)彡2. 6 MPa，干燥收缩值彡0. 85mm/m，碳化性能 Kc彡0. 8，抗冻性能(抗压强度)彡12MPa，抗冻性能(干质量损失)^ m。实施例2
采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，采用的骨料为粒径2 4mm的碎石；
采用的激发剂为石膏和三乙醇胺的等质量混合物；
将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的10%，粉煤灰占全部基础原料总重量的70%，骨料占全部基础原料总重量的20% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的0. 1%，水占全部基础原料总重量的10%，搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为5min，搅拌均勻后获得混合物料；
将混合物料静置进行消化，消化时间为池，获得消化物料；
将消化物料用轮碾机进行轮碾3min，再用压砖机压制成型，成型压力为45MPa，然后静养证，获得砖坯；
将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度150°C和蒸气压力0.6 MI^a条件下蒸压养护10h，制成蒸压砖；
蒸压砖的抗压强度(平均值)为17. 5MPa，抗压强度(单项值)为14.8 MPa，抗折强度(平均值)为3. 5 MPa,抗折强度(单项值)为2. 8 MPa,干燥收缩值0. 42mm/m,碳化性能Kc为 0. 88，抗冻性能(抗压强度)为13. 2 MPa，抗冻性能(干质量损失)为1. 2%，综合评价符合强度级别为 MU15 (JC239-2001)。实施例3
采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，采用的骨料为粒径2 4mm的碎石；
采用的激发剂为石膏；
将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的30%，粉煤灰占全部基础原料总重量的60%，骨料占全部基础原料总重量的10% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的4%，水占全部基础原料总重量的15%，搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为3min，搅拌均勻后获得混合物料；
将混合物料静置进行消化，消化时间为5h，获得消化物料；
将消化物料用轮碾机进行轮碾細in，再用压砖机压制成型，成型压力为30MPa，然后静养池，获得砖坯；
将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度180°C和蒸气压力1.0 MI^条件下蒸压养护他，制成蒸压砖；
蒸压砖的抗压强度(平均值)为17. 8MPa，抗压强度(单项值)为13. 9MPa，抗折强度(平均值)为3. 7 MPa,抗折强度(单项值)为2. 9MPa,干燥收缩值0. 39mm/m,碳化性能Kc为0. 90，抗冻性能(抗压强度)为13. 4MPa，抗冻性能(干质量损失)为1. 3%，综合评价符合强度级别为 MU15 (JC239-2001)。实施例4
采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，采用的骨料为粒径2 4mm的碎石； 采用的激发剂为石膏；
将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的20%，粉煤灰占全部基础原料总重量的60%，骨料占全部基础原料总重量的20% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的3%，水占全部基础原料总重量的15%，搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为3min，搅拌均勻后获得混合物料；
将混合物料静置进行消化，消化时间为6h，获得消化物料；
将消化物料用轮碾机进行轮碾3min，再用压砖机压制成型，成型压力为40MPa，然后静养证，获得砖坯；
将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度180°C和蒸气压力1. 0 MPa条件下蒸压养护7h，制成蒸压砖；
蒸压砖的抗压强度(平均值)为21. 4MPa，抗压强度(单项值)为18.6 MPa，抗折强度(平均值)为4. IMPa，抗折强度(单项值)为3. 9 MPa，干燥收缩值0. 37mm/m，碳化性能Kc为0. 95， 抗冻性能(抗压强度)为17. 6MPa，抗冻性能(干质量损失)为1. 4%，综合评价符合强度级别为 MU15 (JC239-2001)。实施例5
采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，采用的骨料为粒径2 4mm的碎石； 采用的激发剂为石膏；
将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的20%，粉煤灰占全部基础原料总重量的50%，骨料占全部基础原料总重量的30% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的3%，水占全部基础原料总重量的14%，搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为3min，搅拌均勻后获得混合物料；
将混合物料静置进行消化，消化时间为证，获得消化物料；
将消化物料用轮碾机进行轮碾3min，再用压砖机压制成型，成型压力为40MPa，然后静养池，获得砖坯；
将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度180°C和蒸气压力1.0 MI^条件下蒸压养护他，制成蒸压砖；
蒸压砖的抗压强度(平均值)为22. IMPa，抗压强度(单项值)为19. 2 MPa，抗折强度(平均值)为4. 5 MPa,抗折强度(单项值)为4. 1 MPa,干燥收缩值0. 36mm/m,碳化性能Kc为 0. 95，抗冻性能(抗压强度)为13. 1 MPa，抗冻性能(干质量损失)为1. 1%，综合评价符合强度级别为 MU15 (JC239-2001)。
权利要求
1.一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，其特征在于按以下步骤进行(1)采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，其中炼镁渣占全部基础原料总重量的1(Γ30%，粉煤灰占全部基础原料总重量的5(Γ70%，骨料占全部基础原料总重量的1(Γ30% ；在搅拌过程中加入激发剂和水，其中激发剂占全部基础原料总重量的0.广5%，水占全部基础原料总重量的1(Γ20%，搅拌至全部物料混合均勻，获得混合物料；(2)将混合物料静置进行消化，消化时间为3、h，获得消化物料；(3)将消化物料用轮碾机进行轮碾2 5min，然后用压砖机压制成型，成型压力为 25 45MPa，然后静养广5h，获得砖坯；(4)将砖坯置于蒸压釜内，在蒸气温度15(T200°C和蒸气压力0.6^1. 2 MPa条件下蒸压养护;TlOh，制成蒸压砖。
2.根据权利要求1所述的一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，其特征在于所述的激发剂为水玻璃、石膏、三乙醇胺和水泥中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，其特征在于所述的骨料为粒径2 4mm的碎石。
4.根据权利要求1所述的一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，其特征在于所述的搅拌采用双卧轴强制式搅拌机，搅拌速度为46r/min，搅拌时间为2 5min。
全文摘要
一种利用炼镁渣和粉煤灰制备蒸压砖的方法，按以下步骤进行采用炼镁渣、粉煤灰和骨料作为基础原料，将炼镁渣、粉煤灰和骨料搅拌混合，在搅拌过程中加入激发剂和水，混合均匀获得混合物料；将混合物料静置获得消化物料；轮碾后用压制成型获得砖坯；置于蒸压釜内，在蒸气温度150~200℃和蒸气压力0.6~1.2MPa条件下蒸压养护3~10h，制成蒸压砖。本发明的方法工艺简单、容易掌握、生产成本低、周期短、工作效率高；获得的蒸压砖符合国家建材用砖的标准，适于工业化实施。
文档编号C04B18/30GK102225852SQ201110097739
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者吴玉胜, 李明春, 胡方, 魏恒山, 鲍元歧 申请人:沈阳工业大学