一种锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业固体废弃物资源化技术领城，具体涉及一种锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法。
【背景技术】
[0002]金属锰是冶金、航天、化工等工业部门的关键基础材料，在众多工业部门中，冶金行业是最重要的用锰行业，其用锰量占锰总量的90%以上。由于基础建设的需要，我国是世界最大的钢铁生产基地，我国金属锰用量亦是全球第一，中国是世界主要锰的生产大国，而中国电解锰行业主要分布在湖南、贵州、重庆等省市。电解锰渣是工业生产金属锰过程中产生的一种工业废渣，对于以不同锰矿为原料的电解锰生产，主要采用湿法生产电解锰(适用于菱锰矿和硫酸锰矿)和火法生产电解锰(适用于软锰矿)。由于所使用工艺方法及所用原料不同，电解锰渣在化学成分上也有所差异，但通常含有Ca、Al、S1、Fe、Mn、S等元素，还含有少量其它元素如Cr、N1、Zn、Cu等，渣中有色金属元素含量均很低，小于0.01%，无回收价值。电解锰渣的毒性主要来源于水溶性二价锰，在自然条件下，电解锰渣中的碳酸锰和二氧化锰都比较稳定，不会对环境造成危害，造成危害的主要来自于渣中的水溶性二价锰，而电解锰渣的随处堆放及填埋，在雨水、雪水的作用下，会严重污染周围的土壤和水源，过多锰的摄入容易引起人体锰中毒，锰渣中其它的有害元素也会对人体造成危害。电解锰行业是个高利润行业，也是个高污染行业，企业在给当地带来经济利益的同时，也带来了严重的环境污染问题。因此，如何合理处理锰渣固废，并且变废为宝，成为当前亟待解决的环保问题。经查，目前市面仅有利用极少量锰渣为原料做墙体材料的技术。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种以电解二氧化锰渣为主要原料，掺渣量大、工艺简单、生产成本低的锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法。
[0004]本发明锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法，包括如下步骤:
[0005](I)准备如下原料:锰渣固废、页岩、陶瓷粉；
[0006](2)将步骤(I)所述原料混合后粉磨，或者分别粉磨后再混合；
[0007](3)在步骤⑵所得混合物中加入清水，搅拌均匀并消化48小时，再压制成型制成坯件，其中，加入清水的量使混合物原料含水率为15%?18% ;
[0008](4)坯件最后经干燥、焙烧、冷却得到制品。
[0009]具体的，步骤(I)中所述各原料的质量百分含量分别是:锰渣固废25?50%，页岩40?70%，陶瓷粉5?10%。
[0010]步骤(4)所述干燥过程是，将成型好的坯件先自然干燥24?48小时；再置于温度为80?110度的干燥室内干燥，干燥时间为16?20小时。
[0011]步骤(4)所述焙烧过程是，将坯件在温度梯度炉中焙烧，焙烧条件如下:(a)升温速度小于150度/时；(b)焙烧周期8?10小时，最高焙烧温度950?1050度，保温时间40?70分钟ο
[0012]步骤(3)中，所采用的压制机为真空压制机；经压制成的坯件为200x100x50cm。
[0013]本发明方法中，増加或减少锰渣的掺量能调制产品的外观颜色，加入的陶瓷粉可增加制品的光洁度和強度。
[0014]本发明以电解二氧化锰渣为主要原料，通过配料和前置处理制模和干燥/焙烧/冷却工艺制备锰渣固废烧结广场路面装饰砖(块)，实现了锰渣的大量资源化利用。与此同时，所制备的制品性能符合“GB5101-2003烧结普通砖”大于30MPa的要求，放射线核素限量符合“建筑材料放射性核素限量GB6566-2001”的要求，腐蚀性及毒性分析符合“GB5085.1-2007危险废物鉴别标准腐蚀物鉴别”和“危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB5085.3-2007” 的要求。
[0015]本发明首次利用锰渣为原料制作广场(路面)装饰砖，其锰渣掺量大，最多可达50%，同时能固化锰渣中的有害物质，做到无害化、最大资源化利用锰渣固废；本发明以锰渣为主要原料组合页岩、陶瓷粉原料，根据市场需求，利用锰渣可以调节制品的颜色，具有节省其它色调资源和降低成本的优势；制品中因含有烧结熔融固化的锰物质，在同等制作技术工艺条件下，其抗压强度大，可达到30MPa-50MPa，耐磨；与水泥、石头制品比较，本发明制品外观好，渗水性强，在雨水多的季节，可减少或改善广场(街道)路面积水。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0017]实施例1:
[0018]将质量百分含量分别为25%的锰渣固废、5%的陶瓷粉、70%的页岩混合粉磨制备成原料，再加入一定量的清水(加入清水的量使原料含水率为15% )搅拌均匀并消化48小时，再采用真空压制机挤压成型，最后经干燥/焙烧/冷却得到制品。干燥:由于本制品的原料干燥敏感系数较高(大于I)，不宜快速干燥，因此，将成型好的坯件先自然干燥24小时，再置于温度为80度的干燥室，干燥时间为16小时，坯件无裂纹且强度好。焙烧:坯件在温度梯度炉中焙烧，焙烧条件如下，(a)升温速度小于150度/时；(b)焙烧周期8小时；最高焙烧温度950度；保温时间40分钟。
[0019]所得制品规格为200x100x50cm。制品颜色为褐色，光面较光洁，经测试，各项性能指标均达到并超过国家有关建筑材料的标准，抗压强度大，耐磨，无毒性，无放射性，渗水性好。
[0020]实施例2:
[0021]将质量百分含量分别为40%的锰渣固废、7%的陶瓷粉、53%的页岩混合粉磨制备成原料，再加入一定量的清水(加入清水的量使原料含水率为17% )搅拌均匀并消化48小时，再采用真空压制机挤压成型，最后经干燥/焙烧/冷却得到制品。干燥:由于本制品的原料干燥敏感系数较高(大于I)，不宜快速干燥，因此，将成型好的坯件先自然干燥36小时，再置于温度为95度的干燥室，干燥时间为18小时，坯件无裂纹且强度好。焙烧:坯件在温度梯度炉中焙烧，焙烧条件如下，(a)升温速度小于150度/时；(b)焙烧周期9小时；最高焙烧温度1000度；保温时间55分钟。
[0022]所得制品规格为200x100x50cm。制品颜色为黑色，光面较光洁，经测试，各项性能指标均达到并超过国家有关建筑材料的标准，抗压强度大，耐磨，无毒性，无放射性，渗水性好。
[0023]实施例3:
[0024]将质量百分含量分别为50%的锰渣固废、10%的陶瓷粉、40%的页岩分别粉磨后再混合制备成原料，再加入一定量的清水(加入清水的量使原料含水率为18% )搅拌均匀并消化48小时，再采用真空压制机挤压成型，最后经干燥/焙烧/冷却得到制品。干燥:由于本制品的原料干燥敏感系数较高(大于I)，不宜快速干燥，因此，将成型好的坯件先自然干燥48小时，再置于温度为110度的干燥室，干燥时间为20小时，坯件无裂纹且强度好。焙烧:坯件在温度梯度炉中焙烧，焙烧条件如下，(a)升温速度小于150度/时；(b)焙烧周期10小时；最高焙烧温度1050度；保温时间70分钟。
[0025]所得制品规格为200x100x50cm。制品颜色为黑色，光面较光洁，经测试，各项性能指标均达到并超过国家有关建筑材料的标准，抗压强度大，耐磨，无毒性，无放射性，渗水性好。
【主权项】
1.一种锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)准备如下原料:锰渣固废、页岩、陶瓷粉； (2)将步骤(I)所述原料混合后粉磨，或者分别粉磨后再混合； (3)在步骤⑵所得混合物中加入清水，搅拌均匀并消化48小时，再压制成型制成坯件，其中，加入清水的量使混合物原料含水率为15%?18% ； (4)坯件最后经干燥、焙烧、冷却得到制品。
2.根据权利要求1所述锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法，其特征在于:步骤(I)中所述各原料的质量百分含量分别是:锰渣固废25?50%，页岩40?70%，陶瓷粉5 ?10%。
3.根据权利要求1所述锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法，其特征在于:步骤(4)所述干燥过程是，将成型好的坯件先自然干燥24?48小时；再置于温度为80?110度的干燥室内干燥，干燥时间为16?20小时。
4.根据权利要求1所述锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法，其特征在于:步骤(4)所述焙烧过程是，将坯件在温度梯度炉中焙烧，焙烧条件如下:(a)升温速度小于150度/时；(b)焙烧周期8?10小时，最高焙烧温度950?1050度，保温时间40?70分钟。
5.根据权利要求1所述锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法，其特征在于:步骤(3)中，所采用的压制机为真空压制机；经压制成的坯件为200x100x50cm。
【专利摘要】本发明公开了一种锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法。本发明包括如下步骤：(1)准备如下原料：锰渣固废、页岩、陶瓷粉；(2)将步骤(1)所述原料混合后粉磨，或者分别粉磨后再混合；(3)在步骤(2)所得混合物中加入清水，搅拌均匀并消化48小时，再压制成型制成坯件，其中，加入清水的量使混合物原料含水率为15％～18％；(4)坯件最后经干燥、焙烧、冷却得到制品。本发明方法锰渣掺渣量大、工艺简单、生产成本低，所得制品无毒性、外观好、抗压强度大、耐磨、渗水性强。
【IPC分类】C04B33-138, C04B33-22
【公开号】CN104725026
【申请号】CN201510117931
【发明人】张塘柏, 张卫平
【申请人】张塘柏, 张卫平
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月18日