本發(fā)明涉及建筑材料，特別涉及一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、燒結(jié)磚在我國已經(jīng)有兩千多年的歷史，仍是當今一種很廣泛的墻體材料，磚的種類很多，按所用原材料分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、灰砂磚和爐渣磚等；按生產(chǎn)工藝可分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚；按有無孔洞可分為普通磚、多孔磚、空心磚。其中，燒結(jié)普通磚有自重大、體積小、生產(chǎn)能耗高、施工效率低等缺點，此外，在燒結(jié)磚技術(shù)中，焙燒是制磚工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般是將焙燒溫度控制在900-1100℃之間，使磚坯燒至部分熔融而燒結(jié)，如果焙燒溫度過低或時間不足，得到的燒結(jié)磚表現(xiàn)為敲擊聲啞，強度低，吸水率大和耐久性差等，不能滿足國家或行業(yè)標準。

2、鐵礦尾泥是選礦后的廢棄物，同時也是常見工業(yè)固體廢棄物主要組成部分，尾泥等固體廢棄物的無害化處理與高效資源化利用已成為當前科研與實踐的焦點，鐵礦尾泥的主要組成成分為高嶺土、赤鐵礦、石英、綠泥石等物質(zhì)，由于鐵礦尾泥中鐵含量遠超5％，達到燒結(jié)磚制作標準可以考慮將其用于制備燒結(jié)磚，無害化和資源化利用工業(yè)固體廢棄物鐵礦尾泥，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。

3、混凝土攪拌站污泥主要是沖洗混凝土罐車和攪拌設(shè)備后產(chǎn)生的污水經(jīng)過濾和多級沉淀后產(chǎn)生的絮狀污泥，其主要成分為未水化的水泥顆粒、粉煤灰、砂。污泥露天堆放任其自然干燥，不僅導(dǎo)致嚴重的揚塵污染，污水流淌的問題，還導(dǎo)致一些攪拌站還需要耗費資金定期清理堆放的污泥和廢渣。

4、因此，本發(fā)明利用鐵礦尾泥和混凝土攪拌站污泥制備燒結(jié)磚，實現(xiàn)對多種廢物的無害化和資源化利用，減少廢物的后續(xù)處理成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚及其制備方法，來解決上述技術(shù)問題，得到的燒結(jié)磚自重輕，抗壓強度高，成品率高，抗風化性能好，能耗低，具有現(xiàn)實意義。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚，其特征在于，按照重量份數(shù)，包括以下原料：50-70份鐵礦尾泥，10-15份混凝土攪拌站污泥，10-15份煤矸石，6-10份粉煤灰，10-15份鎂黃長石，5-7份鎂堇青石，2-4份助劑；

4、所述助劑為質(zhì)量比1:1.2-1.4:1.5-1.8的硝酸鋅、氧化硼和鈦酸鈣。

5、進一步的，所述鐵礦尾泥中的硅、鈣、鋁、鐵和鎂的氧化物的質(zhì)量比例大于93.4wt％，且鐵的氧化物質(zhì)量比例大于14.5wt％。

6、進一步的，所述鐵礦尾泥由質(zhì)量比為1:2-4的粒徑106-425μm和粒徑38-74μm組成；所述粒徑由鐵礦尾泥經(jīng)烘干至含水率為1.0％以下，粉碎研磨，篩分得到。

7、進一步的，所述煤矸石經(jīng)球磨機粉碎，篩分，粉體大小為0.5-1.5mm。

8、進一步的，所述鎂黃長石和鎂堇青石粉碎，篩分，粉體粒度均為0.1-0.3mm。

9、一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚的制備方法，具體步驟包括：

10、(1)將鎂黃長石和鎂堇青石在攪拌機中攪拌均勻，得到第一混合粉末，熱壓處理，得到第一熱壓混合料；

11、(2)將鐵礦尾泥和混凝土攪拌站污泥預(yù)燒處理，得到預(yù)燒料；

12、(3)將煤矸石，粉煤灰，第一熱壓混合料和預(yù)燒料在攪拌機中攪拌均勻，得到第二混合粉末，將第二混合粉末加水至含水量為40-50wt％，進行第一次陳化12-24h，得到混合料；

13、(4)將助劑加入混合料中，攪拌均勻，進行第二次陳化48-96h，壓制成型，得到磚坯；

14、(5)將磚坯烘干，進行燒制，得到目標燒結(jié)磚。

15、進一步的，步驟(1)中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為80-100rpm，時間為5-10min；所述熱壓處理是在150-200℃，2-5mpa下處理10-15min。

16、進一步的，步驟(2)中，所述預(yù)燒處理是先將溫度升至300-400℃處理5-10min，再將溫度降至100-200℃處理10-15min。

17、進一步的，步驟(5)中，所述磚坯烘干的溫度為90-110℃，使含水率控制為12％-14％。

18、進一步的，步驟(5)中，所述燒制是先以5℃/min的升溫速率升至900-1000℃保溫3-4h，再隨爐降溫至500-600℃保溫1-2h，接著隨爐降至室溫。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、1、本發(fā)明利用鐵礦尾泥，混凝土攪拌站污泥，煤矸石，粉煤灰，鎂黃長石和鎂堇青石制備燒結(jié)磚，成品率高，實現(xiàn)對鐵礦尾泥和混凝土攪拌站污泥的無害化和資源化利用，減少廢物的后續(xù)處理成本，得到的燒結(jié)磚自重輕，抗壓強度高，抗風化性能好。

21、2、本發(fā)明控制鐵礦尾泥粒徑及其比例，在實際生產(chǎn)中將大大節(jié)約設(shè)備以及電力損耗，而且尾泥在干燥和燒結(jié)后的收縮率在1％內(nèi)，表明鐵礦尾泥干燥和開裂風險較?。换炷翑嚢枵疚勰囝w粒用于燒結(jié)磚能形成鈣鋁硅酸鹽礦物相，提高燒結(jié)磚的壓縮強度和抗風化能力；鎂黃長石能夠釋放ca2+和si2+，形成液相，在燒結(jié)過程中能夠促進顆粒間的粘結(jié)，提高燒結(jié)磚的密度和強度；鎂堇青石晶體的特殊的八面體六元環(huán)使其結(jié)構(gòu)和性能具有可調(diào)性，增加穩(wěn)固性，提高燒結(jié)磚的抗壓強度。

22、3、本發(fā)明的助劑為硝酸鋅、氧化硼和鈦酸鈣，其中硝酸鋅中的鋅離子可以取代鎂黃長石中的鎂位，配合氧化硼可以減少燒結(jié)過程能耗，降低生產(chǎn)成本，降低燒結(jié)過程中的收縮，減少形變，提高成品率，鈦酸鈣能調(diào)節(jié)其溫度穩(wěn)定性，防止其受熱碎裂，提高燒結(jié)磚的耐久性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚，其特征在于，按照重量份數(shù)，包括以下原料：50-70份鐵礦尾泥，10-15份混凝土攪拌站污泥，10-15份煤矸石，6-10份粉煤灰，10-15份鎂黃長石，5-7份鎂堇青石，2-4份助劑；

2.如權(quán)利要求1所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚，其特征在于，所述鐵礦尾泥中的硅、鈣、鋁、鐵和鎂的氧化物的質(zhì)量比例大于93.4wt％，且鐵的氧化物質(zhì)量比例大于14.5wt％。

3.如權(quán)利要求1所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚，其特征在于，所述鐵礦尾泥由質(zhì)量比為1:2-4的粒徑106-425μm和粒徑38-74μm組成；所述粒徑由鐵礦尾泥經(jīng)烘干至含水率為1.0％以下，粉碎研磨，篩分得到。

4.如權(quán)利要求1所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚，其特征在于，所述煤矸石經(jīng)球磨機粉碎，篩分，粉體大小為0.5-1.5mm。

5.如權(quán)利要求1所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚，其特征在于，所述鎂黃長石和鎂堇青石粉碎，篩分，粉體粒度均為0.1-0.3mm。

6.如權(quán)利要求1所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：

7.如權(quán)利要求6所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為80-100rpm，時間為5-10min；所述熱壓處理是在150-200℃，2-5mpa下處理10-15min。

8.如權(quán)利要求6所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述預(yù)燒處理是先將溫度升至300-400℃處理5-10min，再將溫度降至100-200℃處理10-15min。

9.如權(quán)利要求6所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述磚坯烘干的溫度為90-110℃，使含水率控制為12％-14％。

10.如權(quán)利要求6所述的一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述燒制是先以5℃/min的升溫速率升至900-1000℃保溫3-4h，再隨爐降溫至500-600℃保溫1-2h，接著隨爐降至室溫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種含鐵礦尾泥的燒結(jié)磚及其制備方法，燒結(jié)磚按照重量份數(shù)包括：50?70份鐵礦尾泥，10?15份混凝土攪拌站污泥，10?15份煤矸石，6?10份粉煤灰，10?15份鎂黃長石，5?7份鎂堇青石，2?4份助劑。制備步驟包括：(1)鎂黃長石和鎂堇青石攪拌均勻，熱壓處理，得到第一熱壓混合料；(2)將鐵礦尾泥和混凝土攪拌站污泥預(yù)燒處理，得到預(yù)燒料；(3)將煤矸石，粉煤灰，第一熱壓混合料和預(yù)燒料攪拌均勻，加水至含水量為40?50wt％，陳化，得到混合料；(4)將助劑加入混合料中攪拌均勻，陳化，壓制成型，得到磚坯；(5)磚坯烘干，燒制，得到燒結(jié)磚。制備的燒結(jié)磚成品率高，實現(xiàn)對鐵礦尾泥的無害化和資源化利用，得到的燒結(jié)磚自重輕，抗壓強度高，抗風化性能好。

技術(shù)研發(fā)人員：曾宏,張蔭浩,鐘周云,黎文富,黃修哲,劉野,蔣鴻儒,黎吉輝
受保護的技術(shù)使用者：海南綠峰資源開發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9