一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法与流程

本发明涉及一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法，属于工业固体废弃物利用与建筑节能墙体材料领域，具体涉及一种利用稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥等工业固体废弃物，经过高温烧结后再通过机械加工成一种具有保温、防火功能的轻质墙板。

背景技术：

伴随采矿业的发展，矿业开采过程中产生的各种尾矿渣，尤其突出的是稀土尾矿渣，属于固体废弃物，多堆放在山川和河道之中，占地并污染环境，有的会产生重大的事故，给人民的生命财产造成重大损失；

随着城市化、城镇化的提速、棚户区的旧城改造不断扩大，产生了大量的废弃渣土，其对环境和地下水源有较大的污染；

煤炭发电厂排放的粉煤灰，也属于固体废弃物，对环境和水源也有污染；

污泥洗砂厂在砂的加工过程中要产生大量的洗砂污泥、工业企业的污水是经过沉淀产生的工业污泥、城市生活污水处理厂污水沉淀产生的生活污泥，对环境均有危害，必须进行无害化处理；

另一方面，我国采用b2级可燃材料聚苯保温板作为建筑节能的最主要的保温材料，虽然其保温性能优越，价格便宜，施工方便；但是，其极容易发生严重的火灾：如北京央视新址2009-02-03的外保温施工过程中发生的特大火灾；沈阳万鑫2011-02-03由于烟花引起的已经建成并使用多年的高层建筑外保温系统发生的特大火灾；上海胶州路2010-11-15的建筑外墙保温装修改造过程中发生的特大火灾等等，都是聚苯保温板造成的。针对这些特大火灾，相关部门采用了一系列改进措施，从保温、防火材料到建筑保温与建筑一体化。尽管国家非常重视建筑设计的防火问题，新制定了《建筑设计防火规范》gb50016-2014；但是，通过近几年的实践，还是以聚苯保温板为主，无机保温材料只占极少一部分，在这一少部分无机保温材料中，主要是岩棉、加气混凝土砌块、泡沫混凝土砌块和小块的泡沫玻璃等，不能形成大块的轻质墙板，既替代墙体，又替代保温层，又能防火，还耐久。

如何将稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥等固体废弃物制作成一种具有保温、防火、耐久的轻质墙板，既解决了上述固体废弃物的环境污染问题，也解决了节能建筑节能的保温、隔热、防火一体化的墙体问题，是一个亟待研究的课题。

本发明试图对现行的节能建筑保温墙体材料进行技术更新、替代，设计一种利用稀土尾矿渣等固体废弃物制备具有保温、防火功能的轻质墙板的方法，既解决了稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥等工业固体废弃物的环境污染问题，也解决了节能建筑用的保温、隔热、防火一体化墙体材料的匮乏问题，提高墙体的保温性能，防火性能，耐久性能，做到了保温材料与建筑物同寿命。

技术实现要素：

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用稀土尾矿矿渣制备轻质墙板的方法，其特征在于：包含有材料及配比和制造工艺流程，材料配比为：稀土尾矿渣70～85％，废弃渣土5～10％，粉煤灰5～10％，污泥5～10％，发泡剂为总物料的0.2～0.8％；工艺流程为：

1)将稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥烘干后过筛，除去金属等杂质；

2)将稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥分别进行球磨，干粉的细度为200目，并送干粉入料仓储备、待用；

3)按配比分别对稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥、发泡剂进行计量；

4)将计量好的物料投放在搅拌机内，干搅拌2分钟；

5)组装烧结模具，在模具底板上铺设耐火纸，在耐火纸上填装干粉料，将装有干粉料的模具送入连续烧结隧道窑内进行烧结；

6)干粉料在窑内依次经过升温预热、恒温烧结、降温冷却三个工艺阶段，将装有干粉料在连续式烧隧道窑内进行烧结，在升温预热阶段，升温的速率9～25℃/min，当温度达到1130℃时，进入恒温烧结阶段；恒温烧结阶段的温度范围在1130℃～1280℃之间波动，恒温烧结时间0.5h～1.2h，不同废弃物的sio2、al2o3、cao+mgo、k2o+nao的含量不同，采取不同恒温烧结温度；在降温冷却阶段，其降温速率为2～11℃/min，属于缓慢降温，防止烧结墙板产生应力裂纹，直到窑内冷却到40℃；

7)将烧结好的轻质墙板从模具内取出；

8)按图纸要求将轻质墙板切割成规定的尺寸和形状；

9)对切割好的烧结轻质墙板1进行划线，加工出一个通长的凸台2、一个通长的凹槽3、数个竖向通孔4、数个横向通孔5以及竖向穿线通孔9、横向穿线通孔10；

10)在数个竖向通孔4内放置竖向钢筋6并固定牢固，在数个横向通孔5内放横向钢筋7并固定牢固；

11)将位于横向通孔5两端的金属连接件11与横向钢筋7焊接相连；

12)在放置竖向钢筋6和横向钢筋7后，向数个竖向通孔4和数个横向通孔5内浇注自流平灌孔混凝土8；

13)将浇注过自流平灌孔混凝土8后的轻质墙板，送入养护窑进行蒸汽养护或自然养护；

14)养护好的轻质墙板进行外观质量、尺寸偏差、力学性能、热工性能、防火性能等进行检验；

15)对合格产品包装；

16)产品入库。

采用此方法生产的轻质墙板是由烧结轻质墙板1、凸台2、凹槽3、数个竖向通孔4、数个横向通孔5、数根竖向钢筋6、数根横向钢筋7、灌孔混凝土8、竖向穿线通孔9、横向穿线通孔10、数个金属连接件11构成。

所述的发泡剂为碳化硅，所述的耐火纸为硅酸铝纤维纸。

附图说明：

图1为本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法的工艺流程图；

图2为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板立体示意图；

图3为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板左视示意图；

图4为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板俯视示意图；

图5为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板a-a剖面示意图；

图6为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板b-b剖面示意图；

图7为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板的连接件11的c-c剖面示意图；

图8为采用本发明一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产的轻质墙板的连接件11的主视示意图。

图中：1为烧结轻质墙板

2为凸台

3为凹槽

4为竖向通孔

5为横向通孔

6为竖向钢筋

7为横向钢筋

8为灌孔混凝土

9为竖向穿线通孔

10为横向穿线通孔

11为金属连接件

12为连接孔

具体实施方式

本发明是这样实现的，下面结合附图1～图8作进一步说明：一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法，包含有材料及配比和制造工艺流程，材料配比为：稀土尾矿渣70～85％，废弃渣土5～10％，粉煤灰5～10％，污泥5～10％，发泡剂为总物料的0.2～0.8％；工艺流程为：

1)将稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥烘干后过筛，除去金属等杂质；

2)将稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥分别进行球磨，干粉的细度为200目，并送干粉入料仓储备、待用；

3)按配比分别稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥、发泡剂进行计量；

4)将计量好的物料投放在搅拌机内，干搅拌2分钟；

5)组装烧结模具，在模具底板上铺设耐火纸，在耐火纸上填装干粉料，将装有干粉料的模具送入连续烧结隧道窑内进行烧结；

6)干粉料在窑内依次经过升温预热、恒温烧结、降温冷却三个工艺阶段：在升温预热阶段，升温的速率9～25℃/min，当温度达到1130℃时，进入恒温烧结阶段；恒温烧结阶段的温度范围在1130℃～1280℃之间波动，恒温烧结时间0.5h～1.2h，不同工业废弃物的sio2、al2o3、cao+mgo、k2o+nao的含量不同，采取不同恒温烧结温度；在降温冷却阶段，其降温速率为2～11℃/min，属于缓慢降温，防止烧结墙板产生应力裂纹，直到窑内冷却到40℃；

7)将烧结好的轻质墙板从模具内取出；

8)按图纸要求将轻质墙板切割成规定的尺寸和形状；

9)对切割好的烧结轻质墙板1进行划线，加工出一个通长的凸台2、一个通长的凹槽3、数个竖向通孔4、数个横向通孔5以及竖向穿线通孔9、横向穿线通孔10；

10)在数个竖向通孔4内放置竖向钢筋6并固定牢固，在数个横向通孔5内放横向钢筋7并固定；

11)将位于横向通孔5两端的金属连接件11与横向钢筋7焊接相连；

12)在放置竖向钢筋6和横向钢筋7后，向数个竖向通孔4和数个横向通孔5内浇注自流平灌孔混凝土8；

13)将浇注过自流平灌孔混凝土8后的轻质墙板，送入养护窑进行蒸汽养护或自然养护；

14)养护好的轻质墙板进行外观质量、尺寸偏差、力学性能、热工性能、防火性能等进行检验；

15)对合格产品包装；

16)产品入库。

采用本发明生产的轻质墙板是由烧结轻质墙板1、凸台2、凹槽3、数个竖向通孔4、数个横向通孔5、数根竖向钢筋6、数根横向钢筋7、灌孔混凝土8、竖向穿线通孔9、横向穿线通孔10、数个金属连接件11构成。

所述的发泡剂为碳化硅；所述的耐火纸为硅酸铝纤维纸。

本发明产生的有益效果是：

1)采用本发明的一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法生产出的具有保温、隔热、防火、耐久功能的轻质墙板，是对现行的节能建筑保温墙体的技术更新、替代。这种轻质墙板，解决了外墙外保温的施工工序及外墙保温的防火等严重质量问题，在进行节能建筑的施工过程中，大大地提高施工速度，大幅度降低了建筑成本，同时，提高墙体的保温、隔热、隔音性能，防火性能，做到了保温材料与建筑物同寿命。此种烧结轻质墙板，具有强度高、吸水率低、热惰性好、保温性能高、防火性能属于不燃材料、耐久性好、抗冻性好等优点，符合新版《建筑设计防火规范》gb50016-2014(2018年版)的要求。

2)采用本发明的一种利用稀土尾矿渣制备轻质墙板的方法，利用稀土尾矿渣、废弃渣土、粉煤灰、污泥等大量固体废弃物，经原料处理、合理搭配、高温烧制、再经机械加工而成，极大的解决了环境保护问题，变废为宝，达到资源的良性循环利用。