利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖及其制备方法与流程

本发明属于工业固体废弃物处理和建筑材料生产领域，具体涉及利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖及其制备方法。

技术背景

近些年来，随着我国经济的高速增长，工业发展的同时，也产生了大量的固体废弃物，这些固体废弃物不仅侵占了宝贵的土地资源，而且给土壤，水体和大气带来了严重的污染和破坏。而未经处理的工业固废随意排放，会对我们的生态环境构成巨大威胁。固废资源的二次利用是当今社会绿色发展和可持续发展的必然要求。固废资源二次利用既能为工业发展提供资源保障，也是解决固体废弃物不当处置带来环境污染的有效途径。

电炉冶炼镍铁合金过程中产生大量的高温炉渣，经水淬后得到镍铁渣，产渣量几乎占到原料量的80％-90％。目前我国每年产生的镍铁渣量每年可达到3000万吨。与此同时镍铁渣已经成为我国继铁渣、钢渣和赤泥之后的第四大冶炼工业废渣。与其它冶金渣相比，镍铁渣具有排渣量大，有价金属难度大且成本高等特点，导致其利用率低，成为镍铁渣处理的一大难题。目前国内许多企业只能将其堆存填埋处理，严重占用土地，造成一系列的环境问题。因此镍铁渣的资源化利用将具有重大意义，同时也关乎镍铁行业的可持续发展。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖及其制备方法，能够有效地利用废弃的镍铁渣制备出抗压强度高的免烧砖，提高了工业固废镍铁渣的利用率。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<制备方法>

本发明提供一种利用电炉镍铁渣制备高强度免烧砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，使用强力混合机充分混匀；其中，镍铁渣应细磨，使其比表面积达到450～550m²/kg；原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为4:1～5:1；无水石膏的质量为水泥与镍铁渣总质量的1～2％；氢氧化钙的质量为水泥与镍铁渣总质量的1～2％；步骤2.向混匀后的原料中加入水，充分搅拌，然后放入磨具中振动压制成型，得到生坯；步骤3.将生坯在密闭厂房进行室温养护，并保持砖体潮湿，养护完成后得到高强度免烧砖。

进一步地，本发明提供的利用电炉镍铁渣制备高强度免烧砖的方法还可以具有以下特征：在步骤2中，是加入26～28wt.％的水。

进一步地，本发明提供的利用电炉镍铁渣制备高强度免烧砖的方法还可以具有以下特征：在步骤2中，是在20mpa压力下压制成型得到生坯。

进一步地，本发明提供的利用电炉镍铁渣制备高强度免烧砖的方法还可以具有以下特征：在步骤3中，养护时间不小于28d。

<免烧砖>

本发明还提供了一种利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖，其特征在于：采用上述<制备方法>中描述的方法制得。

发明的作用与效果

本发明所提供的利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖及其制备方法，以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，并且镍铁渣应细磨，使其比表面积达到450～550m²/kg，原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为4:1～5:1，无水石膏的质量为水泥与镍铁渣总质量的1～2％，氢氧化钙的质量为水泥与镍铁渣总质量的1～2％，然后加水混合，压制成型，养护；通过这样的方式，不仅使得镍铁渣玻璃体中硅氧四面体和铝氧四面体解聚生成的离子反应生成沸石类水化产物，同时反应不停的消耗生成的离子，促使玻璃体的si-o键和al-o碱不断被破坏，最终玻璃体彻底解聚，而生成的水化产物之间交织连接，构成一种高强度的网络结构，而且可以提高体系胶凝体系的碱度，有助于电炉镍铁渣中活性硅和活性铝等物质的解离，并且还能促使水解更快进行，充分进行水化反应，使免烧砖中的胶凝物质更多，增加免烧砖的强度。制得的免烧砖抗压强度可以达到30mpa以上。

综上，本发明使用冶金固废镍铁渣做为原料制备免烧砖，既降低了原材料成本，又有效解决了镍铁渣固废量大对环境造成污染的问题，而且本发明工艺简单，易于生产，通过简单的工艺就能够制得具有高强度的免烧砖，非常适合工业上推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例五中制备的高强度免烧砖的扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明涉及的利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖及其制备方法的具体实施方案进行详细地说明。

在以下实施例中，采用的镍铁渣的成分均如下表所示：

表1镍铁渣成分

<实施例一>

制备方法

以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，将镍铁渣细磨，使其比表面积达到450m²/kg，原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为4:1。外配总质量1％的无水石膏和1％的氢氧化钙。加入质量分数28％的水，充分搅拌，然后放入磨具中，在20mpa压力下，振动压制成型，得到生坯。将生坯在密闭厂房进行室温养护，并保持砖体潮湿，养护时间28d天，制备得到免烧砖。

产品性能

按照上述方法所制得免烧砖的抗压强度为29.79mpa，抗折强度6.37mpa。

<实施例二>

制备方法

以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，将镍铁渣细磨，使其比表面积达到500m²/kg，原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为4:1。外配总质量1％的无水石膏和1％的氢氧化钙。加入质量分数28％的水，充分搅拌，然后放入磨具中，在20mpa压力下，振动压制成型，得到生坯。将生坯在密闭厂房进行室温养护，并保持砖体潮湿，养护时间28d天，制备得到免烧砖。

产品性能

按照上述方法所制得免烧砖的抗压强度30.35mpa，抗折强度6.52mpa。

<实施例三>

制备方法

以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，将镍铁渣细磨，使其比表面积达到500m²/kg，原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为5:1。外配总质量1％的无水石膏和1％的氢氧化钙。加入质量分数26％的水，充分搅拌，然后放入磨具中，在20mpa压力下，振动压制成型，得到生坯。将生坯在密闭厂房进行室温养护，并保持砖体潮湿，养护时间28d天，制备得到免烧砖。

产品性能

按照上述方法所制得免烧砖的抗压强度34.68mpa，抗折强度6.94mpa。

<实施例四>

制备方法

以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，将镍铁渣细磨，使其比表面积达到500m²/kg，原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为5:1。外配总质量2％的无水石膏和2％的氢氧化钙。加入质量分数26％的水，充分搅拌，然后放入磨具中，在20mpa压力下，振动压制成型，得到生坯。将生坯在密闭厂房进行室温养护，并保持砖体潮湿，养护时间28d天，制备得到免烧砖。

产品性能

按照上述方法所制得免烧砖的抗压强度36.47mpa，抗折强度7.03mpa。

<实施例五>

制备方法

以镍铁渣、水泥、无水石膏及氢氧化钙为原料，将镍铁渣细磨，使其比表面积达到550m²/kg，原料中水泥与镍铁渣的质量份数比为5:1。外配总质量2％的无水石膏和2％的氢氧化钙。加入质量分数26％的水，充分搅拌，然后放入磨具中，在20mpa压力下，振动压制成型，得到生坯。将生坯在密闭厂房进行室温养护，并保持砖体潮湿，养护时间28d天，制备得到免烧砖。

产品性能

按照上述方法所制得免烧砖的抗压强度37.68mpa，抗折强度7.11mpa。

以上仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的利用电炉镍铁渣制备的高强度免烧砖及其制备方法并不仅仅限定于在以上中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。