专利名称：一种铁矿矿渣烧结砖及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种烧结砖，具体涉及一种利用铁矿矿渣制成的烧结砖及其制备工艺。
背景技术：
铁矿矿渣包括两类，一类是指高炉炼铁熔融的矿渣在骤冷时，来不及结晶而形成的玻璃态副产品，呈细粒状或粉末状；另一类是铁矿矿石粉磨后提取铁后的残留渣粉，此类铁矿矿渣为高炉炼铁熔融前的铁矿石废弃物，本发明采用的是第二类铁矿矿渣粉。由于不同产地的铁矿石其组分含量不尽相同，因此所产生的铁矿矿渣的成分相当复杂，现有技术中虽然已经有人利用铁矿矿渣，但是一般是对铁矿矿渣进行一定的物理处理和化学处理，使其符合特定的要求，在处理过程中耗费了大量的人力、物力，尤其是耗费大量的能源，而且又进一步产生了二次废弃物，所产生的二次废弃物更加难以处理掉或利用掉。铁矿矿渣的废弃堆放不仅浪费了大量的资源，而且铁矿矿渣也对环境产生了严重的二次污染。如何清理和处置废弃堆放的铁矿矿渣已成为社会各界共同关注的问题，如何有效地、因地制宜、循环利用铁矿矿渣对资源再循环利用、建议节约型社会具有重要的意义。随着我国基础建设的快速发展，建筑用砖的需求也越来越大。原来我国传统的制砖技术是利用粘土烧结制砖，由于其需要大量采掘耕地，对基本农田造成大量的破坏，国家明令禁止生产和使用粘土实心砖，限制生产和使用粘土多孔砖。因此一些砖瓦厂正面临原材料短缺的发展困境。利用铁矿矿渣替代粘土，生产烧结砖，不仅可避免其对环境的二次污染，帮助处理铁矿生产所产生的铁矿矿渣废弃物，而且可实现砖瓦厂的可持续发展。但是， 由于铁矿矿渣的性能及其组分极其复杂，在制作烧结砖时的很容碎裂或爆裂，因此烧结难度大，现有技术中很难制成符合建筑性能和产业化要求的烧结砖。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁矿矿渣烧结砖及其制备工艺。本发明的铁矿矿渣烧结砖，其烧结原料，按绝干重量计，包括如下重量份的组分铁矿矿渣28-36重量份；煤矸石27. 6-41.4重量份或煤渣25. 5-38. 25重量份；淤泥15-22. 5重量份；熟料5-15重量份。所述绝干是指组分的含水率为0。本发明的含水率是指水份占总重量的比率。所述铁矿矿渣是铁矿矿石粉磨后提取铁后的残留铁矿矿渣粉废弃物，此类铁矿矿渣为高炉炼铁熔融前的铁矿石废弃物，呈粉末状，其含水量一般为20%左右，可经干燥后使其含水量为13-18%，如可采用合肥庐江县的铁矿矿渣粉废弃物。为获得含水率符合要求的铁矿矿渣，可将铁矿矿渣加水、烘干或与含水率更高的铁矿矿渣掺和使用。较佳的，所述铁矿矿渣的粒径为0. 1-0. 3mm，符合粒度的铁矿矿渣粉可直接使用， 也可采用现有技术中常规的矿渣粉磨方法获得所需粒径的矿渣颗粒或矿渣粉。所述淤泥为河道淤泥。河道淤泥是经过陈化、脱水干燥处理的粘性淤泥。较佳的， 所述淤泥的含水量为13-18%。为获得符合要求的淤泥，可将河道淤泥与河道淤泥干粉掺和使用。河道淤泥干粉则是指河道淤泥进一步干燥脱水至含水率小于5%。所述熟料为现有技术中可获得的烧结砖过程中产生的废砖经粉磨获得粒径为 0. l-3mm的粉磨料，也可以是本发明的铁矿矿渣烧结过程中产生的废砖经粉磨获得粒径为 0. l-3mm的粉磨料。所述煤矸石、煤渣和熟料均可经粉磨获得所需粒径的粉末。较佳的，所述煤矸石、煤渣和熟料的粒径均为0. l-3mm ；优选的，所述煤矸石、煤渣和熟料的粒径均为0. 1-0. 3mm。本发明铁矿矿渣烧结砖的烧结原料中，可加入水或干燥以调节其含水率。较佳的，上述铁矿矿渣烧结砖为多孔砖。本发明的铁矿矿渣烧结砖的制备方法，包括下列步骤(1)、将铁矿矿渣烘干脱水至含水量为13-18% ；(2)、将淤泥陈化、脱水干燥至含水量为13-18% ；(3)、将煤矸石、煤渣和熟料粉磨至粒径均为0. l-3mm ；(4)、按照配比将处理好的各原料混合，陈化5-7天；(5)、烧结砖成型，干燥，经隧道窑焙烧后出窑制得。较佳的，步骤(3)中，所述铁矿矿渣的烘干可采用自然晒干或者人工烘干的方式。较佳的，步骤中，所述陈化的混合物的含水量控制为13-18%。较佳的，步骤(5)中，所述烧结砖成型时采用半硬挤压，且半硬挤压的压力控制为 2. 1-2. 4MPa0步骤(5)中，所述隧道窑焙烧的温度控制为950-1050°C，焙烧时间一般为6_8小时。步骤(5)中，所述焙烧时采用平稳升温的方式，升温速率控制为2_4°C /min ；所述焙烧后的降温速率控制为1_3°C /min。本发明的铁矿矿渣烧结砖利用废弃的铁矿矿渣粉料作为原料，无需而外进行其他的物理或化学处理，在焙烧时，其升温和降温的温差不能太大，保持其升温速率和降温速率的平稳，可以很好的解决温度变化带来的烧结砖爆裂的现象；通过控制陈化混合物的含水量，控制烧结砖成型所采用的半硬挤压的压力大小以及焙烧时的升、降温速率和焙烧的温度和时间，获得了性能优良的铁矿矿渣烧结砖。本发明的铁矿矿渣烧结砖原料来源广、使废弃物铁矿矿渣资源化，节省了土地资源，保护了耕地，充分利用了面广量大的铁矿矿渣废弃物，变废为宝并净化了环境。获得的铁矿矿渣烧结砖保温隔热，抗震抗压，无脱皮或 声，不易碎，不易爆裂，成品率可高达99% 以上，适合工业大生产，可广泛用作建筑用墙体砖。
图1铁矿矿渣烧结砖的制备工艺流程2铁矿矿渣多孔烧结砖示意图
具体实施例方式以下列举具体实例以进一步阐述本发明，应理解，实例并非用于限制本发明的保护范围。实施例1铁矿矿渣烧结砖原料，按绝干重量计，包括下列重量份的组分铁矿矿渣32重量份；煤矸石32. 2重量份；淤泥21重量份；熟料8重量份；上述铁矿矿渣、煤矸石、熟料为粉末，其粒径均为0. 1-0. 3mm。本实施例的铁矿矿渣来源于安徽庐江产生的铁矿矿渣粉废弃物。铁矿矿渣烧结砖的制备方法(如图1所示的工艺流程图，其中所采用的机器为现有技术中的常规设备)为将含水量为30%的铁矿矿渣烘干脱水至含水量为13-18% ；将煤矸石和熟料粉磨至粒径均为0. 1-0. 3mm ；将含水量为25% -40 %的河道淤泥经陈化、脱水烘干至含水率为13-18% ；按照配比将煤矸石、河道淤泥和熟料一起加入铁矿矿渣中混合并加水调整混合物的含水率为13-18%，陈化7天。陈化后，充分搅拌、对辊机滚压破碎、挤砖机挤压成团、 挤压成条后，压制成砖坯体，其中烧结砖成型时采用半硬挤压，且半硬挤压的压力控制为 2. 1-2. 7MPa ；如图2所示，砖坯1上的通孔包括一个大正方形通孔3和围绕所述大正方形通孔的12个小正方形通孔2，切割获得成型的多孔砖坯，干燥，经隧道窑焙烧，升温速率控制为2-4°C/分钟，焙烧温度控制在950-1050°C下，焙烧6-8小时，冷却时，降温速率控制为 1-3°C/分钟，出窑制得。以产品脱皮、哑声为不合格，成品率为99%，所得的铁矿矿渣烧结砖符合GB13M4-2000《烧结多孔砖》的性能要求。性能测试
权利要求
1.一种铁矿矿渣烧结砖，其烧结原料，按绝干重量计，包括如下重量份的组分铁矿矿渣28-36重量份；煤矸石27. 6-41.4重量份或煤渣25. 5-38. 25重量份；淤泥15-22. 5重量份；熟料5-15重量份。
2.如权利要求1所述的铁矿矿渣烧结砖，其特征在于，所述铁矿矿渣为。
3.如权利要求1所述的铁矿矿渣烧结砖，其特征在于，所述煤矸石、煤渣和熟料的粒径均为 0. 1-3_。
4.如权利要求1所述的铁矿矿渣烧结砖，其特征在于，所述淤泥为河道淤泥；所述河道淤泥是经过陈化、脱水干燥处理的粘性淤泥。
5.如权利要求1所述的铁矿矿渣烧结砖，其特征在于，所述铁矿矿渣烧结砖为多孔砖。
6.如权利要求1-5任一所述的铁矿矿渣烧结砖的制备方法，包括下列步骤(1)、将铁矿矿渣烘干脱水至含水量为13-18% ；O)、将淤泥陈化、脱水干燥至含水量为13-18% ；(3)、将煤矸石、煤渣和熟料粉磨至粒径均为0.l-3mm ；(4)、按照配比将处理好的各原料混合，陈化5-7天；(5)、烧结砖成型，干燥，经隧道窑焙烧后出窑制得。
7.如权利要求6所述的铁矿矿渣烧结砖的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述陈化的混合物的含水率控制为13-18%。
8.如权利要求6所述的铁矿矿渣烧结砖的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述烧结砖成型时采用半硬挤压，且半硬挤压的压力控制为2. 1-2. 7MPa。
9.如权利要求6所述的铁矿矿渣烧结砖的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述隧道窑焙烧的温度控制为950-1050°C，焙烧时间为6-8小时。
10.如权利要求6所述的铁矿矿渣烧结砖的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述焙烧时采用平稳升温的方式，升温速率控制为2-4°C /min ；所述焙烧后的降温速率控制为 1-3°C /min。
全文摘要
本发明涉及一种烧结砖，具体涉及一种利用铁矿矿渣制成的烧结砖及其制备工艺。本发明的铁矿矿渣烧结砖，其烧结原料，按绝干重量计，包括如下重量份的组分铁矿矿渣28-36重量份；煤矸石27.6-41.4重量份或煤渣25.5-38.25重量份；淤泥20-30重量份；熟料5-15重量份。本发明的铁矿矿渣烧结砖原料来源广、使废弃物铁矿矿渣资源化，节省了土地资源，保护了耕地，充分利用了面广量大的铁矿矿渣废弃物，变废为宝并净化了环境。获得的铁矿矿渣烧结砖保温隔热，抗震抗压，无脱皮或哑声，不易碎，不易爆裂，成品率可高达99%以上，适合工业大生产，可广泛用作建筑用墙体砖。
文档编号C04B30/00GK102491724SQ20111035809
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者陈文光 申请人:上海鑫晶山建材开发有限公司, 上海鑫晶山淤泥研发有限公司