铁尾矿烧结砖及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种铁尾矿烧结砖及其制备方法，属于建筑砖【技术领域】，其原材料包括铁矿尾砂、煤渣、建筑废渣及工业盐，且各原材料的比例为：铁矿尾砂占30～75％；煤渣占10～40％；建筑废渣占10～50％；工业盐占0.003～0.01％。其原材料成本低，且将废弃物循环利用，提高了废弃物的利用情况，从而可节约自然土地资源，免除破坏大自然资源；铁矿砂是工业生产需要残留的固体废弃物，循环利用铁矿砂不仅能解决对社会的危害，还能归还自然资源；同时，本发明的制备方法生产研制出来的烧结砖在强度方面有很大提高，增加孔洞率，从而提高了烧结砖的保温，隔音效果，且烧结砖的成品率高。
【专利说明】铁尾矿烧结砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑砖【技术领域】，具体涉及一种铁尾矿烧结砖及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 粘土资源是不可再生资源，人类的生存，社会的发展都离不开这种资源，它对水体 中各种类型的污染物质有良好的吸附性能，并有一定的自净作用。对于原有的粘土烧结砖， 它的最大弊端是吞噬良田沃土，浪费能源，而且对环境造成了巨大的破坏和污染，甚至引发 自然灾害。
[0003] 铁尾矿是将铁矿石经过分选工艺选取铁精矿后剩余的废渣，是工业固体废弃物的 主要组成部分。钢铁工业的快速发展，带来了尾矿的排放量与日俱增。长期以来对铁尾矿 一般采取堆填处置，不仅占用土地，而且引起环境污染与安全问题。浙江漓铁集团有限公司 经过50余年的开采建设，目前尾矿库容量已达2000多万吨并尚有60万吨的尾矿向库存排 放。这对尾矿库的安全带来很大的隐患，一旦遇上台风暴雨等自然灾害，将对下游村镇造成 很大危险。
[0004] 针对相关部门颁布了墙体材料改革管理暂行规定，墙体材料改革应当坚持"因地 制宜，节能利废，保护土地，保护环境"的方针，限制粘土砖的生产和使用，鼓励利用废弃资 源发展新型墙体材料，我公司进行了以下发明。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提供一种使用铁尾矿、建筑废渣、煤渣及工业盐作为原材料的 铁尾矿烧结砖及其制备方法，提高废弃物的利用情况，从而降低自然资源的用量。其技术方 案如下：
[0006] 一种铁尾矿烧结砖，其原材料包括铁矿尾砂、煤渣、建筑废渣及工业盐，且各原材 料的比例为：铁矿尾砂占 30?75% ;煤渣占 10?40% ;建筑废渣占 10?50% ;工业盐占 0. 003 ?0. 01%。
[0007] 上述铁矿尾砂中化学成分包含Si02、Fe203、A120 3及CaO，各化学成分的允许范围 为：Si02占 50?80%，Fe203占 2?15%，A1203占 2?25%，CaO占 0?15% ;各化学成分 优选的适宜范围为：Si02占 55?70%，Fe203占 3?10%，A1203占 10?20%。
[0008] 上述铁尾矿烧结砖的制备方法，其步骤如下：
[0009] 1)粉碎：通过破碎机分别将原材料磨成粉状；
[0010] 2)混料：将经过粉碎处理后的原材料按照比例投入到搅拌机，再加入重量为原材 料总重量10?20%的水后，通过搅拌机搅拌至均匀，得到混合物；
[0011] 3)陈化：将混料后的混合物送入陈化库陈化60?80小时；
[0012] 4)成型：将陈化后的混合物通过真空挤出机在1?4MPa压力下挤出成条状胚料， 再通过切条机切制成砖胚；
[0013] 5)干燥：将成型的砖胚置于105°C ±10°C的发热干燥室内干燥4?10小时，得到 干胚；
[0014] 6)焙烧：将干胚进行焙烧，焙烧条件为：升温速度< 150°C /h ;最高焙烧温度范围 为1040°C?1130°C，优选为1080°C ±10°C ;保温时间30分钟?1小时。
[0015] 7)冷却：自然冷却至室温，得烧结砖。
[0016] 上述步骤2)中使用的经过粉碎处理的原材料，其颗粒大小大于3mm的控制在5% 以下，小于0. 5mm的需大于60%。
[0017] 通过上述技术方案，其有益效果为：使用矿尾砂、煤渣、建筑废渣作为原材料，其成 本低，且将废弃物循环利用，提高了废弃物的利用情况，从而可节约自然土地资源，免除破 坏大自然资源；铁矿砂是工业生产需要残留的固体废弃物，循环利用铁矿砂不仅能解决对 社会的危害，还能归还自然资源；同时，通过上述制备方法生产研制出来的烧结砖在强度方 面有很大提高，增加孔洞率，从而提高了烧结砖的保温，隔音效果，且烧结砖的成品率高。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1
[0019] 一种铁尾矿烧结砖，其原材料包括铁矿尾砂、煤渣、建筑废渣及工业盐，且各原材 料的比例为：铁矿尾砂占 56. 995% ;煤渣占 15% ;建筑废渣占 28% ;工业盐占 0. 005%。
[0020] 上述铁矿尾砂中化学成分及比例为：63. 8%的Si02、8. 2%的Fe203、15%的A1203、 8%的 Ca0、l. 6%的 MgO、1. 7%的 S03、1. 1_Κ20、0· 2%的 Na20、0. 4%的 Ti02，各化学成分 的允许范围为：Si02占 50?80%，Fe203占 2?15%，A1203占 2?25%，CaO占 0?15% ；
[0021] 上述的铁尾矿烧结砖的制备方法，其步骤如下：
[0022] 1)粉碎：通过破碎机分别将上述原材料磨成粉状；并通过筛网抽样试验，将其颗 粒大小大于3mm的控制在5%以下,小于0. 5mm的需大于60% ；
[0023] 2)混料：将经过粉碎处理后的原材料按照上述比例投入到搅拌机，再加入重量为 原材料总重量15%的水后，通过搅拌机搅拌至均匀，得到混合物；
[0024] 3)陈化：将混料后的混合物送入陈化库陈化72小时；
[0025] 4)成型：将陈化后的混合物通过真空挤出机在2MPa压力下挤出成条状胚料，再通 过切条机切制成砖胚；
[0026] 5)干燥：将成型的砖胚置于105°C ±10°C的发热干燥室内干燥8小时，得到干胚；
[0027] 6)焙烧：将干胚进行焙烧，焙烧条件为：升温速度< 150°C /h ;最高焙烧温度范围 为1080°C ±10°C ;保温时间1小时；
[0028] 7)冷却：自然冷却至室温，得烧结砖。
[0029] 经检验，通过上述步骤制成的多孔砖尺寸为240x115x90mm，其抗压强度达26MPa， 吸水率为18 %，密度为2. Og/m3,产品为红褐色，在批量生产过程中，其成品率可达98 %以 上。
[0030] 通过上述技术方案，使用矿尾砂、煤渣、建筑废渣作为原材料，其成本低，且将废弃 物循环利用，提高了废弃物的利用情况，从而可节约自然土地资源，免除破坏大自然资源； 铁矿砂是工业生产需要残留的固体废弃物，循环利用铁矿砂不仅能解决对社会的危害，还 能归还自然资源；同时，通过上述制备方法生产研制出来的烧结砖在强度方面有很大提高， 增加孔洞率，从而提高了烧结砖的保温，隔音效果，且烧结砖的成品率高。
[0031] 实施例2
[0032] 一种铁尾矿烧结砖，其原材料包括铁矿尾砂、煤渣、建筑废渣及工业盐，且各原材 料的比例为：铁矿尾砂占 30% ;煤渣占 19. 997% ;建筑废渣占 50% ;工业盐占 0. 003%。
[0033] 上述铁矿尾砂中化学成分及比例为：63. 8%的Si02、8. 2%的Fe203、15%的A1203、 8%的 Ca0、l. 6%的 MgO、1. 7%的 S03、1. 1_Κ20、0· 2%的 Na20、0. 4%的 Ti02，各化学成分 的允许范围为：Si02占 50?80%，Fe203占 2?15%，A1203占 2?25%，CaO占 0?15% ；
[0034] 上述的铁尾矿烧结砖的制备方法，其步骤如下：
[0035] 1)粉碎：通过破碎机分别将上述原材料磨成粉状；并通过筛网抽样试验，将其颗 粒大小大于3mm的控制在5%以下,小于0. 5mm的需大于60% ；
[0036] 2)混料：将经过粉碎处理后的原材料按照上述比例投入到搅拌机，再加入重量为 原材料总重量20%的水后，通过搅拌机搅拌至均匀，得到混合物；
[0037] 3)陈化：将混料后的混合物送入陈化库陈化60小时；
[0038] 4)成型：将陈化后的混合物通过真空挤出机在2MPa压力下挤出成条状胚料，再通 过切条机切制成砖胚；
[0039] 5)干燥：将成型的砖胚置于105°C ±10°C的发热干燥室内干燥10小时，得到干 胚；
[0040] 6)焙烧：将干胚进行焙烧，焙烧条件为：升温速度< 150°C /h ;最高焙烧温度范围 为1080°C ±10°C ;保温时间45分钟；
[0041] 7)冷却：自然冷却至室温，得烧结砖。
[0042] 经检验，通过上述步骤制成的多孔砖尺寸为240x115x90mm，其抗压强度达20MPa， 吸水率为20 %，密度为1. 8g/m3，产品为红褐色，在批量生产过程中，其成品率可达90 %以 上，其强度及成品率均没有实施例1好。
[0043] 实施例3
[0044] 一种铁尾矿烧结砖，其原材料包括铁矿尾砂、煤渣、建筑废渣及工业盐，且各原材 料的比例为：铁矿尾砂占 75% ;煤渣占 10. 99% ;建筑废渣占 14% ;工业盐占 0.01%。
[0045] 上述铁矿尾砂中化学成分及比例为：63. 8%的Si02、8. 2%的Fe203、15%的A1203、 8%的 Ca0、l. 6%的 MgO、1. 7%的 S03、1. 1_Κ20、0· 2%的 Na20、0. 4%的 Ti02，各化学成分 的允许范围为：Si02占 50?80%，Fe203占 2?15%，A1203占 2?25%，CaO占 0?15% ；
[0046] 上述的铁尾矿烧结砖的制备方法，其步骤如下：
[0047] 1)粉碎：通过破碎机分别将上述原材料磨成粉状；并通过筛网抽样试验，将其颗 粒大小大于3mm的控制在5%以下,小于0. 5mm的需大于60% ；
[0048] 2)混料：将经过粉碎处理后的原材料按照上述比例投入到搅拌机，再加入重量为 原材料总重量12%的水后，通过搅拌机搅拌至均匀，得到混合物；
[0049] 3)陈化：将混料后的混合物送入陈化库陈化80小时；
[0050] 4)成型：将陈化后的混合物通过真空挤出机在3MPa压力下挤出成条状胚料，再通 过切条机切制成砖胚；
[0051] 5)干燥：将成型的砖胚置于105°C ±10°C的发热干燥室内干燥4小时，得到干胚；
[0052] 6)焙烧：将干胚进行焙烧，焙烧条件为：升温速度< 150°C /h ;最高焙烧温度范围 为1080°C ±10°C ;保温时间1小时；
【权利要求】
1. 一种铁尾矿烧结砖，其特征在于，其原材料包括铁矿尾砂、煤渣、建筑废渣及工业盐， 且各原材料的比例为：铁矿尾砂占 30?75% ;煤渣占 10?40% ;建筑废渣占 10?50% ; 工业盐占 0. 003?0. 01%。
2.根据权利要求1所述的一种铁尾矿烧结砖，其特征在于，所述铁矿尾砂中化学成分 包含Si02、Fe203、A1203及CaO，各化学成分的允许范围为：Si0 2占 50?80%, Fe203占 2? 15%, A1203 占 2 ?25%，CaO 占 0 ?15%。
3.根据权利要求2所述的一种铁尾矿烧结砖，其特征在于，各化学成分优选的适宜范 围为：Si02 占 55 ?70%, Fe203 占 3 ?10%, A1203 占 10 ?20%。
4. 一种如权利要求1?3所述的铁尾矿烧结砖的制备方法，其特征在于，其步骤如下： 1)粉碎：通过破碎机分别将原材料磨成粉状； 2)混料：将经过粉碎处理后的原材料按照比例投入到搅拌机，再加入重量为原材料总 重量10?20%的水后，通过搅拌机搅拌至均匀，得到混合物； 3)陈化：将混料后的混合物送入陈化库陈化60?80小时； 4)成型：将陈化后的混合物通过真空挤出机在1?4MPa压力下挤出成条状胚料，再通 过切条机切制成砖胚； 5)干燥：将成型的砖胚置于105°C ±10°C的干燥室内干燥4?10小时，得到干胚； 6)焙烧：将干胚进行焙烧，焙烧条件为：升温速度< 150°C /h ;最高焙烧温度范围为 1040°C?1130°C ;保温时间30分钟?1小时； 7)冷却：自然冷却至室温，得烧结砖。
5.根据权利要求4所述的铁尾矿烧结砖的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中使 用的经过粉碎处理的原材料，其颗粒大小大于3mm的控制在5%以下，小于0. 5mm的需大于 60%。
6.根据权利要求4所述的铁尾矿烧结砖的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中的最 高焙烧范围优选为1080°C ±10°C。
【文档编号】C04B30/00GK104045311SQ201410235080
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】陈建刚, 谢一农, 陆爱国 申请人:浙江正能量新型建筑材料有限公司