CN101767972B - 一种尾矿砂砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种尾矿砂砖及其制备方法。一种尾矿砂砖,其特征在于它由钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料制备而成,各原料所占重量百分比为:钢渣1~10%、石灰石1~10%、矿渣10~40%、磷石膏5~20%、尾矿砂25~70%、水9~13%,各原料所占重量百分比之和为100%。本发明具有成本低廉、强度较高、尾矿利用率大的特点。

Description

CN 101767972 B
说明书
1/6页
一种尾矿砂砖及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种利用工业废渣和尾矿砂制备的建筑用砖。
背景技术
[0002] 尾矿,是矿山资源开发的副产品,是指矿山开采后排放的未加以充分利用的固体废料。按照尾矿的产生途径一般可分为矿山尾矿和选矿厂尾矿。其中矿山尾矿包括已开采出的伴生尾岩和中途剔除的低品位矿石;而选矿厂尾矿则包括经过一定工艺洗矿之后排放的矿物废料。许多研究工作者常常根据排放尾矿的主要矿种,将尾矿分为铁尾矿、铜尾矿、 金尾矿、铅锌尾矿、磷尾矿、石棉尾矿等等。由于通常选矿厂的磨矿与选别工序,是在矿浆状态下进行的,因此,刚刚从选矿厂排出的尾矿一般是呈流体状态的尾矿浆,这些浆体先用浓缩设备初步脱水后用管道输送至尾矿库中,经过一段时间后水分逐渐被淋失,即形成尾矿砂堆积。随着现代工业的快速发展,富矿资源的日益枯竭,贫矿资源开采比重的不断增大, 矿山选矿厂的数目的日益增多和规模的日益扩大,排出的尾矿量则是急剧增加。这些尾矿处理多以自然堆积法储存于尾矿库中,不仅要耗费建库资金,侵占土地,破坏植被,污染环境,而且还容易诱发滑坡、泥石流等地质灾害,引发安全事故。所以开发利用尾矿资源不仅可以节约资源、保护环境,而且还可以带来巨大的经济效益,促进采矿工业的和谐发展。
[0003] 我国利用尾矿工作起步较晚,但进展较快。在利用尾矿研制生产墙体材料方面,目前研究较多的是用尾矿砂生产烧结砖、蒸压砖、混凝土砌块、免烧砖。尾矿免烧免蒸砖具有生产工艺简单,投资少见效快的特点。利用尾矿砂生产免烧砖方面的专利文献主要有:1) 中国专利文献CN87101501. 3公布了铁矿尾矿粉制造建筑制品的方法,其组分为:铁矿尾矿粉30〜60%、砂30〜60%、水泥7〜12%、水7〜12%和外加剂0. 5〜5% ;2)中国专利文献CN200510087030. 1公布的铁矿尾矿砂免烧免蒸承重砌块或砖的组分为:粒径0. 3〜 2. Omm的铁矿尾矿砂20〜40 %、粒径为0. 3〜2. Omm的碎石40〜60 %、粉煤灰10〜30 %、 硅酸盐水泥9. 9〜20%和混凝土减水剂0. 1〜配料后外加原料总重40〜60%的水, 振动成型后自然养护可得成品;3)中国专利文献CN1M8696A公布的石膏尾矿砖的组分为: 石膏尾矿60〜80 %,水硬性材料(水泥、水淬矿渣、粉煤灰)10〜30 %,水10〜20 %组成; 4)中国专利文献CN200610070035. 8公布的尾矿砂砖的组分为:水泥10〜15%,石子30〜 40%,尾矿砂30〜40%和水10〜15% (或者5〜10%水、5〜15%粉煤灰、1〜2%砂浆晶)。上述方法中所用的胶凝材料都为水泥(或者加入外加剂),用碎石/石子/砂的比例较大,生产成本较高。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种成本低廉、尾矿利用率大的尾矿砂砖及其制备方法。
[0005] 为了实现上述目的,本发明的技术方案是:一种尾矿砂砖,其特征在于它由钢渣、 石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料制备而成,各原料所占重量百分比为:钢渣1〜10%、石灰石1〜10%、矿S 10〜40%、磷石膏5〜20%、尾矿砂25〜70%、水9〜13%, 各原料所占重量百分比之和为100%。
[0006] 所述钢渣、石灰石、矿渣可分别粉磨至:钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg。
[0007] 或者采用所述钢渣、石灰石、矿渣中任意两种以上(含任意两种)混合粉磨至:混合物的比表面积大于200m2/kg;任意两种混合粉磨时,落单(剩余)的一种单独粉磨至: 钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于
200m2/kgo
[0008] 所述磷石膏为未处理过的磷石膏。
[0009] 所述尾矿砂主要起骨料(集料)作用,为各种非金属尾矿、金属尾矿,如:磷尾矿砂、铁尾矿砂、铜尾矿砂、金尾矿砂、铅锌尾矿砂等都可以使用;尾矿砂的粒径小于2mm。
[0010] 如上所述的一种尾矿砂砖的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:
[0011] 1)配料:按各原料所占重量百分比为:钢渣1〜10%、石灰石1〜10%、矿渣10〜 40%、磷石膏5〜20%、尾矿砂25〜70%、水9〜13%,各原料所占重量百分比之和为 100%,选取钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料,备用;
[0012] 2)采用下述二种方法之一粉磨:
[0013] ①将钢渣、石灰石、矿渣分别粉磨至:钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg ;
[0014] ②将钢渣、石灰石、矿渣中任意两种以上(含任意两种)混合粉磨至:混合物的比表面积大于200m2/kg ;任意两种混合粉磨时,落单的一种单独粉磨至:钢渣的比表面积大于 250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg ;
[0015] 3)先将钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏和尾矿砂混合搅拌,再加入水搅拌,得到混合料;
[0016] 4)成型:将上述混合料在成型设备中压制成型,成型压强为15〜30MPa,得砖坯;
[0017] 5)养护:对砖坯进行养护,得到尾矿砂砖。
[0018] 所述养护为自然养护观天或者蒸汽养护后再自然养护观天;蒸汽养护的制度为: 静停时间大于或等于0小时,升温速度不超过20°C/h,恒温温度为45〜70°C,恒温时间2〜 6小时,自然降温后自然养护至观天。可采用M小时低温蒸汽养护后自然养护的方法,蒸汽养护可以明显提高制品的早期强度,对后期强度影响不大。
[0019] 本发明的有益效果是:尾矿砂砖以尾矿砂为主要原料,同时还直接利用了未经处理的工业废渣磷石膏,为尾矿资源和磷石膏再利用提供了新的途径;具有成本低廉、强度较高、尾矿利用率大的特点。本发明所用的胶凝材料为钢渣、磷石膏、石灰石、矿渣,原料大部分来自工业废料,节能环保,且生产工艺简单,产品性能可以满足JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的要求。
具体实施方式
[0020] 为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0021] 实施例1 :[0022] 一种尾矿砂砖,它由钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料制备而成,各原料所占重量百分比见表1。
[0023] 表1 :各原料配比及产品的抗压强度(表中的配比为重量百分比):
[0024]
序 配比% 28天抗压号 钢渣 石灰石 矿渣 磷石膏 尾矿砂 水 强度MPa1 6.0 4.0 32.0 20.0 25.0 13.0 26.42 4.0 5.0 40.0 13.0 25.0 13.0 25.43 10.0 10.0 36.0 6.0 25.0 13.0 26.64 5.0 7.0 22.0 14.0 40.0 12.0 25.85 3.0 3.0 16.0 10.0 57.0 11.0 23.46 2.0 3.0 10.0 6.0 70.0 9.0 19.97 2.0 2.0 12.0 5.0 70.0 9.0 20.48 1.0 1.0 13.0 6.0 70.0 9.0 21.8
[0025] 尾矿砂选用磷尾矿砂(磷矿尾矿砂),磷尾矿砂的粒径小于2mm。
[0026] 尾矿砂砖的28天抗压强度结果见表1,产品(尾矿砂砖)其它性能也都可以满足 JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的要求。
[0027] 上述一种尾矿砂砖的制备方法,它包括如下步骤:
[0028] 1)配料:按表1选取钢渣、石灰石、磷石膏、矿渣、尾矿砂和水原料,所述的钢渣、石灰石、矿渣分别为100°c烘干后的钢渣、石灰石、矿渣,备用;
[0029] 2)粉磨:将钢渣粉磨至勃氏比表面积498m2/kg ;石灰石粉磨至勃氏比表面积 378m2/kg ;矿渣粉磨至勃氏比表面积387m2/kg ;所述磷石膏为未处理过的磷石膏;尾矿砂选用磷尾矿砂(磷矿尾矿砂),磷尾矿砂的粒径小于2mm ;
[0030] 3)先将钢渣、石灰石、磷石膏、矿渣和尾矿砂混合搅拌,再加入水搅拌均勻,得到混合料;
[0031] 4)成型:将上述混合料在成型设备中压制成型,成型压强为20MPa,得砖坯;
[0032] 5)养护:砖坯采用自然养护28天,得到尾矿砂砖。
[0033] 实施例2 :
[0034] 一种尾矿砂砖,它由钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料制备而成,所占重量百分比按照实施例1中第八个配方(序号为8)进行配料,见表1。
[0035] 制备方法与实施例1基本相同,与实施例1不同之处在于:依次改变例1中钢渣、 石灰石、矿渣原料中一种原料的比表面积,保持其余两种原料的比表面积同实施例1,原料改变的比表面积以及尾矿砂砖的观天抗压强度结果见表2,产品其它性能也都可以满足 JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的要求。
[0036] 表2 :原料单独粉磨至不同比表面积的产品抗压强度对比(单位:MPa)[0037]
Figure CN101767972BD00061
[0038] 实施例3 :
[0039] 一种尾矿砂砖,它由钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料制备而成,所占重量百分比按照实施例1中第八个配方(序号为8)进行配料,见表1。
[0040] 制备方法与实施例1基本相同,与实施例1不同之处在于:钢渣、石灰石、矿渣任意两种以上(含任意两种)混合粉磨,各混合物的成分、比表面积以及尾矿砂砖的观天抗压强度结果见表3,产品其它性能也都可以满足JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的要求。
[0041] 表3 :部分原料混合粉磨的产品抗压强度对比(单位:MPa)
[0042]
Figure CN101767972BD00062
[0043] 实施例4 :
[0044] 一种尾矿砂砖,它由钢渣、石灰石、磷石膏、矿渣、尾矿砂和水原料制备而成,各原料所占重量百分比按照实施例1中第八个配方(序号为8)进行配料,见表1。
[0045] 原料与实施例1不同之处在于:用铁尾矿砂、铜尾矿砂、金尾矿砂或铅锌尾矿砂代替磷尾矿砂,铁尾矿砂、铜尾矿砂、金尾矿砂或铅锌尾矿砂的粒径小于2mm。
[0046] 制备方法与实施例1基本相同,与实施例1不同之处在于:用铁尾矿砂、铜尾矿砂、 金尾矿砂或铅锌尾矿砂代替磷尾矿砂。尾矿砂砖的28天抗压强度结果见表4,产品其它性能也都可以满足JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的要求。
[0047] 表4 :不同种类尾矿的产品抗压强度对比(单位:MPa)
[0048]
Figure CN101767972BD00071
[0049] 表4说明:本发明尾矿砂砖的抗压强度较高。
[0050] 实施例5 :
[0051] 一种尾矿砂砖,它由钢渣、石灰石、磷石膏、矿渣、尾矿砂和水原料制备而成,各原料所占重量百分比按照实施例1中第八个配方(序号为8)进行配料,见表1。
[0052] 制备方法与实施例1基本相同,与实施例1不同之处在于:变化了成型压力。不同的成型压强所得尾矿砂砖的观天抗压强度结果见表5,产品其它性能也都可以满足JC/T
[0053] 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准的要求。
[0054] 表5 :不同成型压强的产品抗压强度对比(单位:MPa)
[0055]
Figure CN101767972BD00072
[0056] 实施例6 :
[0057] 尾矿砂砖按实施例1中的各组配比,并按实施例1的方法制备。制备方法不同在于:进行低温蒸汽养护后再自然养护。与自然养护观天抗压强度对比,结果见表6。
[0058] 采用如下蒸汽养护制度:静停时间为1小时,升温速度不超过20°C/h,恒温温度为 45〜70°C,恒温时间2〜6小时,自然降温后自然养护至观天。适宜的蒸汽养护制度及观天抗压强度结果见表6,产品其它性能也都可以满足JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》 标准的要求。
[0059] 表6 :不同养护制度的抗压强度对比(单位:MPa)
[0060]
Figure CN101767972BD00081

Claims (4)

1. 一种尾矿砂砖,其特征在于它由钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料制备而成,各原料所占重量百分比为:钢渣ι〜10%、石灰石1〜10%、矿渣10〜40%、磷石膏 5〜20%、尾矿砂25〜70%、水9〜13%,各原料所占重量百分比之和为100% ;所述钢渣、石灰石、矿渣分别粉磨至:钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg ;所述钢渣、石灰石、矿渣中任意两种以上混合粉磨至:比表面积大于200m2/kg ;任意两种混合粉磨时,落单的一种单独粉磨至:钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg。
2.根据权利要求1所述的一种尾矿砂砖,其特征在于:所述磷石膏为未处理过的磷石膏。
3.根据权利要求1所述的一种尾矿砂砖,其特征在于:所述尾矿砂为磷尾矿砂、铁尾矿砂、铜尾矿砂、金尾矿砂或铅锌尾矿砂;尾矿砂的粒径小于2mm。
4.如权利要求1所述的一种尾矿砂砖的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:1)配料:按各原料所占重量百分比为:钢渣1〜10%、石灰石1〜10%、矿渣10〜 40%、磷石膏5〜20%、尾矿砂25〜70%、水9〜13 %,各原料所占重量百分比之和为 100%,选取钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏、尾矿砂和水原料;2)采用下述二种方法之一粉磨:①将钢渣、石灰石、矿渣分别粉磨至:钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg ;②将钢渣、石灰石、矿渣中任意两种以上混合粉磨至:比表面积大于200m2/kg ;任意两种混合粉磨时,落单的一种单独粉磨至:钢渣的比表面积大于250m2/kg,石灰石的比表面积大于200m2/kg,矿渣的比表面积大于200m2/kg ;3)先将钢渣、石灰石、矿渣、磷石膏和尾矿砂混合搅拌,再加入水搅拌,得到混合料;4)成型:将上述混合料在成型设备中压制成型,成型压强为15〜30MPa,得砖坯;5)养护:对砖坯进行养护,得到尾矿砂砖。
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黄世伟
黄世伟;李妍妍;程麟;严生.用梅山铁尾矿制备免烧免蒸砖.《金属矿山》.2007,1-3. *

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CN101767972A (zh) 2010-07-07

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