一种轻体墙材料及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料加工技术领域，涉及一种轻体墙材料及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 中国的铅锌资源丰富；截至2012年底的有关数据统计，中国的铅锌资源储量和 储量基础均仅次于澳大利亚，居世界第二位，铅和锌的基础储量占世界的比例分别为16% 和17%。目前中国已有29个省、区、市发现了铅锌矿床。根据矿床富集程度分析，广西、广 东、云南、甘肃、内蒙古、湖南和四川等省、自治区的铅锌资源量约占全国总查明资源储量的 66%。中国的铅锌矿的特点是贫矿多、富矿少，结构构造复杂、矿物组成多样。这给采矿、选 矿带来很大困难。而且铅锌采选企业多、规模小、产业结构不合理、产业集中程度不高、规模 效应难以显现；环境检测系统不健全，环境保护措施落实不到位。企业的工艺技术、装备水 平和资源综合利用水平均有进一步提升的空间。我国铅选矿的平均回收率为87. 26%，锌选 矿的平均回收率为91. 21%。
[0003]铅锌矿选矿后废渣是企业在铅锌矿选矿分选作业中产生的有用目标元素含量非 常低的材料。一般由选矿企业排放的废渣矿浆经自然脱水后形成固体矿物废料，是固体工 业废料的主要类型之一。虽然我国大多数企业对铅锌矿选矿后废渣进行了综合利用，但企 业的规模和技术水平不同，综合利用率各异。我国铅锌矿选矿后废渣的综合利用率只有 7 %，与发达国家60 %的综合利用率有较大差距。
[0004]未经无害处理的铅锌矿选矿后废渣，含有多种重金属及其它有毒有害物质，属危 险固体废物；大量的铅锌矿选矿后废渣对周围环境造成威胁。大量的铅锌矿选矿后废渣的 堆弃，不仅占据了土地，甚至可以引发地质灾害。所以，为了发展循环经济，实现可持续发展 的战略方针，必须对铅锌矿选矿后废渣进行资源化的开发利用，减少环境污染，杜绝事故发 生。如何将铅锌矿选矿后废渣作为资源充分利用起来，成为一项亟待研宄的课题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种轻体墙材料及其制作方法。
[0006]本发明所提供的轻体墙材料由下述质量份的原料制成：
[0007]铅锌矿选矿后废渣35-43
[0008] 粘土 30-41
[0009]水 23-35。
[0010] 优选地，所述轻体墙材料由下述质量份的原料制成：
[0011] 铅锌矿选矿后废渣 38-40
[0012] 粘土 36-37
[0013]水 23-26。
[0014]具体地，所述轻体墙材料由下述质量份的原料制成：
[0015] 铅锌矿选矿后废渣 40
[0016] 粘土37
[0017] 水 23 〇
[0018] 所述轻体墙材料由下述质量份的原料制成：
[0019] 铅锌矿选矿后废渣 38
[0020] 粘土36
[0021] 水 26 〇
[0022] 上述轻体墙材料是通过包括下述步骤的方法制备得到的：
[0023] 1)将铅锌矿选矿后废渣粉、粘土粉和水混合搅拌，得到铅锌矿选矿后废渣粉与粘 土粉混合湿料；
[0024] 2)将所述混合湿料制坯成型后，室温下风干，得到坯体；
[0025] 3)将得到的坯体在1130°C~1160°C的温度下烧制30min~35min，得到轻体墙材 料。
[0026] 上述方法步骤1)中，所述铅锌矿选矿后废渣粉通过下述方法制备得到：将铅锌矿 选矿后废渣烘干，球磨，过筛，收集筛下物即得。其中，所述过筛采用0. 2mm的方孔筛进行。
[0027] 所述粘土粉通过下述方法制备得到：将粘土烘干，破碎成粉，过筛，收集筛下物即 得。其中，所述过筛采用〇.2mm的方孔筛进行。
[0028] 所述轻体墙材料具体可为轻质砖。
[0029] 通过上述方法制备得到的轻体墙材料也属于本发明的保护范围。
[0030] 所述轻体墙材料其各项性能指标符合国家标准《烧结多孔砖和多孔砌块》 (GB13544)的相关要求；强度为lOMPa，表观密度为1100-1200kg/m 3,其浸出Pb、Zn浓度均 低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 3)的浓度限值规定，保证轻质砖成品对环 境是安全的。
[0031] 本发明实现了铅锌矿选矿后废渣的变废为宝，将其与粘土以合适的质量比混合得 到混合湿料，将所述混合湿料制坯成型，然后在特定的烧制温度下烧制，得到轻体墙材料。 所述轻体墙材料的强度、表观密度均符合国家标准《烧结多孔砖和多孔砌块》(GB 13544)的 相关要求，其Pb、Zn浸出浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 3)的浓度 限值规定，保证所述轻体墙材料成品对环境是安全的。
【附图说明】
[0032] 图1为对比例1中方案1在不同温度下烧制得到的产品的形貌。其中，a、b、c、d 和e的烧制温度分别为900、1000、1100、1200、1300°C。
[0033] 图2为对比例1中方案2在不同温度下烧制得到的产品的形貌。其中，a、b、c、d 和e的烧制温度分别为900、1000、1100、1200、1300°C。
[0034] 图3为烧结温度与产品强度的关系图。
[0035] 图4为烧结温度与产品密度的关系图。
[0036] 图5为烧结温度与产品吸水率的关系图。
[0037] 图6为烧结温度与Pb浸出浓度的关系图。
[0038] 图7为烧结温度与Zn浸出浓度的关系图。
[0039] 图8(a_c)为烧结温度1100°C产品的电子显微镜照片。其中，a放大40倍，b放大 400倍，c放大1200倍。
[0040] 图9(a-c)为烧结温度1140°C产品的电子显微镜照片。其中，a放大35倍，b放大 400倍，c放大700倍。
[0041] 图10(a-c)为烧结温度1150°C产品的电子显微镜照片。其中，a放大30倍，b放 大500倍，c放大1200倍。
[0042] 图11 (a-c)为烧结温度1160°C产品的电子显微镜照片。其中，a放大30倍，b放 大400倍，c放大700倍。
[0043] 图12(a-c)为烧结温度1170°C产品的电子显微镜照片。其中，a放大100倍，b放 大450倍，c放大1300倍。
[0044] 图13(a_c)为烧结温度1200°C产品的电子显微镜照片。其中，a放大60倍，b放 大400倍，c放大1200倍。
【具体实施方式】
[0045] 下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
[0046] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所 用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0047] 下述实施例中所使用的铅锌矿选矿后废渣采自以广西省环江县北山铅锌矿区，下 述实施例中所使用的粘土取自北京顺义区水屯陶粒厂。
[0048] 采用X射线荧光光谱分析对铅锌矿选矿后废渣和粘土进行化学成分分析。
[0049] 所述铅锌矿选矿后废渣和粘土的主要化学成分如表1所示，主要元素含量如表2 所示。
[0050] 表1铅锌矿选矿后废渣和粘土的主要化学成分含量
[0051]
[0052] 表2铅锌矿选矿后废渣和粘土的主要元素含量
[0053]
[0054] 利用X-射线衍射对铅锌矿选矿后废渣和粘土进行物相分析，其结果如表3所示。
[0055] 表3铅锌矿选矿后废渣和粘土的主要成分含量
[0056]
[0057] 根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085. 3)，采用电感耦合等离子体原子 发射光谱法（ICP-AES)测定废渣和粘土中主要可溶性重金属浸出浓度，测定结果及浸出毒 性鉴别浓度限值如表4。
[0058] 表4主要可溶性重金属浸出浓度及浓度限值（mg/1)
[0059]
[0060] 注表示未检出
[0061] 由表4可知，铅锌矿选矿后废渣中可溶性Pb、Zn含量超出《危险废物鉴别标准浸出 毒性鉴别》（GB5085. 3-2007)规定限值，其余重金属均低于规定限值，其中铅含量超标5倍 以上，超标程度更为严重，因此由铅锌矿选矿后废渣制取轻体墙材料研宄中需要重点关注 成品中Pb的溶出。
[0062] 实施例1
[0063] 原料质量份如下：
[0064] 铅锌矿选矿后废渣 40份；
[0065] 粘土 37 份；
[0066] 水 23 份。
[0067] 工艺流程：
[0068] 1.将铅锌矿选矿后废渣烘干，用球磨机磨细成粉，通过0. 2_的方孔筛的废渣粉 作为原料备用；
[0069] 2.将粘土烘干，破碎成粉，通过0. 2mm的方孔筛的粘土粉作为原料备用；
[0070] 3.按上述质量份数进行配料；
[0071] 4.将经计量的铅锌矿选矿后废渣粉与粘土倒入搅拌机的搅拌料仓内，开动机器搅 拌，加水，继续搅拌，得到铅锌矿选矿后废渣粉与粘土粉混合湿料；
[0072] 5.将搅拌后的铅锌矿选矿后废渣粉与粘土粉混合湿料制坯成型，室温下风干，得 到坯体；
[0073]6.将得到的砖坯放入烧结机内烧制，烧结温度为1140 °C，烧结时间为30min,所述 砖坯在烧结机内，依次经过预热、烧结、冷却工艺阶段，在烧结机内冷却至320°C ;
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