专利名称：以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法
技术领域：
本发明涉及一种烧结砖的生产方法，特别涉及一种以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，本发明为建材行业提供了大量的烧结砖原料，解决了冶金行业矿山铁尾矿的综合利用问题。
背景技术：
长期以来，我国建材行业采用粘土为原料生产烧结砖，烧结砖厂都设立在广阔的农村大地，从而导致该行业整体基础薄弱、装备水平落后、发展速度缓慢、生产效率低下，不但占据了大量的土地、毁坏了大量农田，对该行业的技术进步也带来了很大影响。普通粘土烧结砖的一般矿物组成为Fe2O32～9％、CaO0.5～8％、MgO0.4～2％、SiO240～70％、Al2O316～40％、TiO20.5～3％、SO20.1～2.5％、烧失量1.5～3.3％。为了节约土地资源、改善生态环境、提高国民经济运行质量，国家建材部门不断深化墙体材料改革工作，规定从2003年6月30日起禁止生产、使用、销售实心粘土砖，并提倡使用工业废料发展新型建材。近年来，随着国家对环境保护、土地利用要求的提高，已相继出现一些替代粘土的原料，如以煤矸石、粉煤灰等工业废料为原料生产烧结砖，以页岩为原料生产烧结砖等，其产品的性能均优于粘土砖。粉煤灰烧结砖的一般矿物组成为Fe2O32～10％、CaO0～15％、MgO0～5％、SiO255～65％、Al2O310～20％、TiO20.5～3％、SO30～3％、烧失量3～15％。
尾矿是矿山生产过程中的固体废弃物，大多数矿山的尾矿被堆存在尾矿库未得到开发利用，它们占用了大量的土地资源，对生态环境也造成了一定影响，已成为一大公害。尾矿可分为金属尾矿和非金属尾矿，金属尾矿又可以分为很多种类，如铁尾矿、铜尾矿等。钢铁作为国民经济和社会发展的基础材料，在今后相当长的时间内不会改变。就铁尾矿而言，它是铁矿山选矿生产的固体废弃物，而我国是一个钢材生产与消费的大国，每年需消耗大量的铁矿石，因此排放的铁尾矿量也相当大，综合利用这些铁尾矿不但经济效益巨大，而且可以消除环境污染。由于铁尾矿组成成分较多，烧结温度很难控制，以铁尾矿为原料生产的烧结砖产品质量很难达到烧结砖的相关标准。目前，我国铁尾矿的利用尚停留在生产草坪砖、广场砖等免烧砖以及混凝土砌块的水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，解决目前以铁尾矿为原料生产烧结砖产品质量不达标的技术问题。本发明的技术方案是以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，包括以下步骤原料脱水、烘干、搅拌、陈化、挤压成坯、砖坯干燥、焙烧、冷却得到成品。原料为细粒铁尾矿，原料脱水后的含水量为10～20％，砖坯干燥的温度为80～100℃，干燥后砖坯含水量控制在2％以下，焙烧在氧化气氛下进行，焙烧温度为950～1100℃，优选1000～1050℃，保温时间为4～6小时，焙烧升温过程中500～600℃，升温时间控制在4～5小时，在此期间，硫铁矿和菱铁矿分解形成放热峰，产生6～8％热重损失，750～890℃，升温时间控制在160～180分钟，在此期间白云石和方解石产生吸热反应。
本发明的有益效果是①我国是一个铁矿石生产与消费的大国，矿山生产过程中每年排放的铁尾矿量巨大，这些尾矿均堆存在尾矿库占用了大量的山地、水库、农田，对下游的村庄、农田构成了巨大的威胁，在过去的多年中已产生多起地质灾害，尾矿库中的废水排放对河流、土壤造成了很大危害，破坏了地区的生态环境。综合利用这些铁尾矿有利于保护国家资源，有利于保护生态和自然环境，有利于提高矿山技术水平和经济效益。②采用铁尾矿生产烧结砖不但为铁尾矿综合利用提供了途径，也为其它金属、非金属尾矿综合利用提供了思路。③铁尾矿用来生产烧结砖为建材行业烧结砖原料提供了充足的资源，对推动建材行业砖瓦产业的技术进步具有十分重要的意义。采用铁尾矿替代粘土生产烧结砖对保护耕地、保护自然环境同样具有非常重要的作用。
具体实施例方式实施例1，原料选用梅山铁矿的铁尾矿，化验并分析铁尾矿的矿物组成、物料性质以及粒度分布。梅山铁尾矿的矿物组成如下Fe2O313～18％、CaO7～14％、MgO1.5～4％、SiO220～40％、Al2O33～12％、SO20.1～2.5％、烧失量10～20％。本发明对于铁尾矿的原料没有特别要求，采用压滤设备对铁尾矿矿浆进行脱水，使尾矿浓度由25％提高到80％；经烘干、搅拌、陈化等过程后，将原料挤压成型为建筑用实心砖、多孔砖、空心砖等砖坯；经砖坯干燥、焙烧、冷却等过程后，生产出满足市场需求的建筑用成品砖。
当砖坯干燥烘干温度达到90℃时，砖坯含水率降低到2％以下进入焙烧阶段；对烧结窑炉没有限制，对燃烧方式也没有限制，在氧化气氛下当焙烧温度达到500～600℃时，硫铁矿和菱铁矿分解形成放热峰，产生6～8％热重损失，在此温度区间升温时间控制在4小时；当焙烧温度达到750～830℃时，白云石和方解石产生吸热反应要求升温速度放慢，此温度区间升温时间为160分钟；当焙烧温度达到960℃保温6小时后，逐渐冷却到常温即可生产出合格的烧结砖制品。除以上详述的工艺，其他制砖工艺均采用常规工艺。
产品质量执行GB/T5101-1998《普通烧结砖》、GB13544《烧结多孔砖》、GB13545-2003《空心砖和空心砌块》，同时执行GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》。按照以上标准要求对烧结制品进行抗压强度、抗折强度、耐久性能等检测；抗压强度检测结果实心砖为13.3MPa，多孔砖为13.0MPa；耐久性能检测结果吸水率为21.8％，实心砖重量损失率为0.55％，多孔砖重量损失率为0.98％，；放射性检测结果为内照射指数为0.4，标准为≤1.0，外照射指数为0.5，标准为≤1.3，检测结果均符合上述标准。
实施例2，尾矿浓度由30％提高到85％，当砖坯干燥烘干温度达到95℃时，砖坯含水率降低到2％以下进入焙烧阶段；焙烧升温区间500～600℃时的时间控制在4.5小时，焙烧升温区间750～830℃时的时间控制在170分钟，当焙烧温度达到1030℃时，保温5小时，其余与实施例1相同。
实施例3，尾矿浓度由45％提高到90％，当砖坯干燥烘干温度达到100℃时，砖坯含水率降低到2％以下进入焙烧阶段；焙烧升温区间500～600℃时的时间控制在5小时，焙烧升温区间750～830℃时的时间控制在180分钟，当焙烧温度达到1050℃时，保温4小时，其余与实施例1相同。
权利要求
1.以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，包括以下步骤原料脱水、烘干、搅拌、陈化、挤压成坯、砖坯干燥、焙烧、冷却得到成品，其特征是原料为细粒铁尾矿，原料脱水后的含水量为10～20％，砖坯干燥的温度为80～100℃，干燥后砖坯含水量控制在2％以下，焙烧在氧化气氛下进行，焙烧温度为950～1100℃，保温时间为4～6小时。
2.根据权利要求1所述的以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，其特征是焙烧温度为1000～1050℃。
3.根据权利要求1所述的以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，其特征是焙烧升温过程中500～600℃，升温时间控制在4～5小时，750～890℃，升温时间控制在160～180分钟。
全文摘要
本发明涉及一种烧结砖的生产方法，特别涉及一种以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，解决现有铁尾矿作为固体废弃物占用土地污染环境的问题。以铁尾矿为原料生产烧结砖的方法，包括以下步骤原料脱水、烘干、搅拌、陈化、挤压成坯、砖坯干燥、焙烧、冷却得到成品。原料为细粒铁尾矿，原料脱水后的含水量为10～20％，砖坯干燥的温度为80～100℃，干燥后砖坯含水量控制在2％以下，焙烧在氧化气氛下进行，焙烧温度为950～1100℃，优选1000～1050℃，保温时间为4～6小时，焙烧升温过程中500～600℃，升温时间控制在4～5小时，在此期间，硫铁矿和菱铁矿分解形成放热峰，产生6～8％热重损失，750～890℃，升温时间控制在160～180分钟，在此期间白云石和方解石产生吸热反应。本发明特别适用于以铁尾矿为原料生产烧结砖。
文档编号C04B33/02GK1887770SQ200510027159
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者金闯, 尤六亿, 张剑锋, 刘安平, 衣德强, 储德应, 李林松, 陈青波, 宁康林, 范庆霞 申请人:宝钢集团上海梅山有限公司