一種燒結(jié)磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于資源環(huán)境和建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燒結(jié)磚及其制備方法，尤其 涉及一種以鐵尾礦為原料的燒結(jié)磚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 粘土磚是一種傳統(tǒng)的建筑材料，具有較長的使用歷史，深受民眾喜愛，但國家為了 保護(hù)珍貴的土地資源，要求切實(shí)做好節(jié)能減排，保護(hù)我們的生存環(huán)境，我國在建筑行業(yè)施工 中禁止使用普通黏土燒結(jié)磚，大力提倡發(fā)展粘土燒結(jié)磚替代產(chǎn)品和新型墻體材料。
[0003] 礦產(chǎn)資源發(fā)展過程中產(chǎn)生了大量的尾礦，如：在冶金礦山礦物加工過程中產(chǎn)出的 鐵尾礦量占其總量的70%以上，對這些尾礦砂的處理主要是采取尾礦充填、干排干堆和制 備新型建材等方式，尾礦充填、干排干堆在占用大量土地的同時(shí)，需耗用大量人力、物力對 尾砂進(jìn)行轉(zhuǎn)移、處置，同時(shí)還因?yàn)榇嬖谖采皫鞚蔚奈ｋU(xiǎn)而給環(huán)境和安全帶來了極大的隱 患。而制備新型建材有的存在諸多目前難以解決的問題，如尾礦比重較大、粒度較粗、可塑 性差，制備出的產(chǎn)品強(qiáng)度低、能耗高，有時(shí)不能滿足節(jié)能建材產(chǎn)品的需要等等。
[0004] CN 1126721C公開了一種微晶玻璃裝飾磚的制備方法及其產(chǎn)品，其特點(diǎn)是利用粉 煤灰、釩鈦鐵尾礦、鐵尾石、金紅石、鉻渣、高爐渣、銅礦尾渣和黃金尾礦等工業(yè)廢渣為原料， 通過熔融、澆鑄成型、核化和晶化等步驟制得主晶相為e_CaSi0 3、CA(Mg.Fe)Si206、CaO. Al2O 3. 2Si02、Ca. Mg. 2Si02、2Mg0和2A1203. 5Si02的微晶玻璃裝飾磚。該裝飾磚原料來源廣 泛，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)越、成本低廉，能夠充分利用工業(yè)廢渣二次資源，減少環(huán)境污染，具有重要的 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。劉露等人在"鐵尾礦制磚研宄與利用現(xiàn)狀"中簡述了鐵尾礦的資源狀 況，在對其成分性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上介紹了利用鐵尾礦制作各種磚的研宄現(xiàn)狀與成果，說明 了利用鐵尾礦制磚是實(shí)現(xiàn)資源二次開發(fā)利用，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的有效途徑（礦業(yè)快報(bào)， 2008年10月第10期，14-17) ;CN 101786859A公開了一種鐵尾礦燒結(jié)磚及其制備方法，該 鐵尾礦燒結(jié)磚由按重量份計(jì)算的鐵尾礦44~85份、塑性原料1~56份為原料并加水混合 后制備成燒結(jié)磚，能有效地利用Si(V#量高于45%、CaO含量低于12%的鐵尾礦作為燒結(jié) 磚的主原料，并能有效地利用粘土、煤矸石、高嶺土、膨潤土、伊利石、硅藻土、綠泥石作為塑 性原料。
[0005] 但是，目前利用鐵尾礦制得的磚，其性能如抗壓強(qiáng)度、抗風(fēng)化性能等還不能滿足需 要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)磚及其制備方法，所 述燒結(jié)磚以冶金礦山固廢為原料，可充分利用工業(yè)廢渣，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，并且其抗壓 強(qiáng)度高，抗風(fēng)化性能、放射性核素含量、尺寸偏差、平面彎曲和表面條面情況均符合國標(biāo)要 求。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種燒結(jié)磚，所述燒結(jié)磚按重量份數(shù)主要由如下原料 制備得到：
[0009]
[0010] 所述鐵尾礦和煤矸石的重量份數(shù)之和為100份，所述助劑為污泥和/或尾礦泥。
[0011] 所述燒結(jié)磚的原料中含有40~80份的鐵尾礦，如42、45、48、50、52、55、60、65、70、 75或78份等；含有20~60份的煤矸石，如22、25、30、35、40、45、50、55或58份等；含有 1~10份的助劑，如2、3、4、5、6、7、8或9份等；含有7~25份的水，如10、12、15、17、19、 20、22或24份等；所述鐵尾礦和所述煤矸石的重量份數(shù)之和為100份。
[0012] 本發(fā)明提供的燒結(jié)磚主要以鐵尾礦、煤矸石、污泥和/尾礦泥以及水為原料制備 得到，所述污泥和/或尾礦泥的加入，一是有助于提高鐵尾礦坯料的可塑性或坯料的塑性 指數(shù)；二是有助于污泥或尾礦泥的循環(huán)高效利用，即固體廢棄物的資源化利用；三是在制 備燒結(jié)磚過程中，煤矸石中的殘?zhí)恳约拔勰嗪?或尾礦泥均可提供一定的熱量，該熱量能 用于燒結(jié)磚的燒結(jié)，因此能夠大大減少燃料的消耗。
[0013] 本發(fā)明提供的燒結(jié)磚可大宗利用冶金礦山固廢，充分利用工業(yè)廢渣，制得新型尾 礦建材產(chǎn)品，有利于充分利用資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，保護(hù)環(huán)境。
[0014] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燒結(jié)磚按重量份數(shù)主要由如下原料制備得到：
[0015]
[0016] 所述鐵尾礦和煤矸石的重量份數(shù)之和為100份，所述助劑為污泥和/或尾礦泥。
[0017] 作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燒結(jié)磚按重量份數(shù)主要由如下原料制備得到：
[0018]
[0019] 所述助劑為污泥和/或尾礦泥。
[0020] 所述鐵尾礦為磁鐵礦尾礦、超貧釩鈦磁鐵礦或赤鐵礦尾礦中的一種或至少兩種的 組合物，典型但非限制性的組合物如：磁鐵礦尾礦與超貧釩鈦磁鐵礦的組合物，磁鐵礦尾礦 與赤鐵礦尾礦的組合物，超貧軌鈦磁鐵礦與赤鐵礦尾礦的組合物，磁鐵礦尾礦、超貧軌鈦磁 鐵礦與赤鐵礦尾礦的組合物等。
[0021] 優(yōu)選地，所述鐵尾礦的粒度不大于10. 0mm，如粒度為I. 0mm、2. 0mm、3. 0mm、4. 0mm、 5. 0mm.6. 0mm、7. 0mm.8. 0mm、9. Omm 或 10.0 mm 等，優(yōu)選為不大于 6. 0mm。
[0022] 優(yōu)選地，所述煤矸石的粒度不大于5. 0mm，如粒度為I. 0mm、2. 0mm、3. 0mm、4. Omm或 5. Omm等，優(yōu)選為不大于3. 0mm。
[0023] 所述污泥為生活污泥和/或細(xì)泥。
[0024] 優(yōu)選地，所述生活污泥為污水處理廠產(chǎn)生的污泥。
[0025] 優(yōu)選地，所述細(xì)泥為鐵礦選礦廠產(chǎn)生的細(xì)泥。
[0026] 優(yōu)選地，所述尾礦泥為鐵礦選礦廠沉淀池中的尾礦泥。
[0027] 優(yōu)選地，所述助劑為污泥和尾礦泥的混合物，且污泥在所述混合物中的質(zhì)量百分 數(shù)為20~70%，如30%、40%、50%、60%或65%等。
[0028] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種如上所述燒結(jié)磚的制備方法，所述制備方法包括 以下步驟：
[0029] (1)將配方量的鐵尾礦和煤矸石混合，向其中加入配方量的污泥和/或尾礦泥以 及水，得到混合料，混合料經(jīng)處理，得到燒結(jié)磚原料；
[0030] (2)將燒結(jié)磚原料制成坯體，再烘干，得到干坯體；
[0031] (3)將干坯體燒結(jié)，得到燒結(jié)磚，燒結(jié)產(chǎn)生的尾氣用于步驟（2)中坯體的烘干。
[0032] 步驟（1)所述鐵尾礦和煤矸石在混合前進(jìn)行粉碎。
[0033] 優(yōu)選地，步驟⑴所述鐵尾礦的粒度不大于10. 0mm，如粒度為I. 0mm、2. 0mm、 3. 0mm、4. Ctam、5. Ctam、6. Ctam、7. 0mm、8. Ctam、9. Ctam 或 10. Ctam 等，優(yōu)選為不大于 6. (torn。
[0034] 優(yōu)選地，步驟（1)所述煤矸石的粒度不大于5. 0mm，如粒度為I. 0mm、2. 0mm、3. 0mm、 4. Omm或5. Omm等，優(yōu)選為不大于3. 0mm。
[0035] 優(yōu)選地，步驟（1)所述處理為將混合料潤濕，預(yù)混后，再混勻，攪拌，練泥。
[0036] 優(yōu)選地，步驟（1)所述混勻，攪拌和練泥在練泥機(jī)中進(jìn)行。
[0037] 步驟⑵所述坯體在制磚機(jī)中經(jīng)真空擠壓制成。
[0038] 優(yōu)選地，所述真空擠壓的真空度度小于0. 15MPa，如真空度為0. 14MPa、0. 12MPa、 0? lMPa、0. 09MPa 或 0? 05MPa 等，擠出壓力為 I. 0 ~4. OMPa，如 I. 5MPa、2. 0MPa、2. 5MPa、 3. 0MPa、3. 5MPa 或 4. OMPa 等。
[0039] 優(yōu)選地，所述坯體的外形為長方體，內(nèi)部含有或不含有空心，所述空心可為不同的 形狀。
[0040] 優(yōu)選地，步驟⑵所述烘干的溫度為180~200°C，如182°C、185°C、188°C、190°C、 192°〇、195°〇或198°〇等。
[0041] 優(yōu)選地，步驟（2)所述烘干的時(shí)間為2h以上，如211、311、411、511、611、811或1011等，優(yōu) 選為4~6h。
[0042] 優(yōu)選地，步驟（2)所述坯體經(jīng)剪切和堆碼后再烘干。
[0043] 優(yōu)選地，步驟（2)所述烘干產(chǎn)生的尾氣經(jīng)凈化后排空。所述尾氣的凈化方式選擇 常規(guī)的廢氣凈化方式即可。
[0044] 優(yōu)選地，步驟（2)所述烘干在軌道窯中進(jìn)行。
[0045]步驟（3)所述燒結(jié)的溫度為 1000 ~1150°C，如 1010°C、1030°C、1050°C、1080°C、 1100°C、1120°C或 1140°C等，優(yōu)選為 1050 ~1100°C。
[0046] 優(yōu)選地，步驟⑶所述燒結(jié)的時(shí)間為6~10h，6h、7h、8h、9h或IOh等。所述燒結(jié) 時(shí)間的長短對燒結(jié)磚的性能有很大的影響，燒結(jié)時(shí)間短，制得的燒結(jié)磚容易開裂，磚坯燒不 透，產(chǎn)生黑心磚，抗壓強(qiáng)度低；燒結(jié)時(shí)間長，燒結(jié)磚液相過多，容易引起磚還變形或造成磚還 坍塌，釀成塌窯事故，并且浪費(fèi)燃料，降低生產(chǎn)能力。
[0047] 優(yōu)選地，步驟（3)所述燒結(jié)在輪窯中進(jìn)行。
[0048] 步驟（3)所述燒結(jié)過程中，煤矸石中的殘?zhí)恳约拔勰嗪?或尾礦泥也會(huì)燃燒，其 產(chǎn)生的熱量也能用于燒結(jié)磚的燒結(jié)，能夠大大減少燃料的消耗。燒結(jié)產(chǎn)生的尾氣用于步驟 (2)中坯體的烘干，使用燒結(jié)尾氣烘干坯體有利于節(jié)約燃料，充分利用資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)， 保護(hù)環(huán)境。
[0049] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制備方法包括以下步驟：
[0050] (1)將配方量的粒度不大于10.0 mm的鐵尾礦和粒度不大于5. Omm的煤矸石混合， 向其中加入配方量的污泥和/或尾礦泥以及水，得到混合料，混合料經(jīng)處理，得到燒結(jié)磚原 料；
[0051] (2)將燒結(jié)磚原料制成坯體，再在180~200°C條件下烘干4~6h，得到干坯體；
[0052] (3)將干坯體在1000~1150°C燒結(jié)6~10h，得到燒結(jié)磚，燒結(jié)產(chǎn)生的尾氣用于步 驟⑵中坯體的烘干。
[0053] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0054] 1、本發(fā)明提供的燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度為15. OMPa以上，密度等級(jí)為1100~1200級(jí) (多孔），抗風(fēng)化性能、放射性核素含量均符合GB13544-2011的質(zhì)量等級(jí)要求，并且所述燒 結(jié)磚的尺寸偏差、平面彎曲和表面條面情況均符合國標(biāo)要求，可用于建筑行業(yè)中的工業(yè)與 民用建筑的低層建筑承重或高層非承重墻體的建筑材料。
[0055] 2、本發(fā)明提供的燒結(jié)磚可大宗利用冶金礦山固廢，充分利用工業(yè)廢渣，制得新型 尾礦建材產(chǎn)品，有利于節(jié)約燃料，充分利用資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，保護(hù)環(huán)境。
【附圖說明】
[0056]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的利用超貧釩鈦鐵尾礦生產(chǎn)燒結(jié)磚的工藝流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0058] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā) 明