CN101864823A - 利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块及其制造方法，其加气混凝土砌块组分重量百分比如下：去除重金属后的碳酸锰尾渣10-70，砂0-70，石灰5-25，水泥4-20，铝粉0.0005-0.1。其优点是：根据本发明的上述配方及方法，回收了碳酸锰渣中的可以达到入矿品位的碳酸锰精矿，节约了矿产资源；同时利用去除重金属后的二次碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块符合国家标准(GB11968)，并可以达到标准中规定的各级别合格品或优等品标准。
Description
技术领域
本发明涉及工业尾渣处理技术领域，具体的说是一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块及其制造方法。
背景技术
我国的电解锰工业主要采用碳酸锰为原料，每提取1吨金属锰将产生7-8吨的碳酸锰渣，目前我国碳酸锰渣年排放量超过200万吨，利用率极低。长期以来，对锰渣的处理均没有找到综合有效的途径，基本上采用堆积或填埋的方式，由此占用的土地资源逐年增加，污染地下水源，不利于发展循环经济、提高资源利用率。
CN1837120A公开名称为“利用电解锰渣生产的水泥”的发明专利申请、CN1830865A公开名称为“利用电解锰渣生产生态型胶凝材料的方法”的发明专利申请、CN1080950A公开名称为“以电解金属锰废渣为组分的型煤”的发明专利申请，都是对电解锰渣作了部分利用尝试。三个专利都只是把电解锰渣作为原料，生产水泥、生态型胶凝材料、型煤，均未对电解锰渣中含有的碳酸锰精矿进行回收利用，从而没有完全综合利用锰渣，不能彻底解决重金属对环境的污染，也不能实现碳酸锰渣的零排放。
CN101543829A公开名称为“碳酸锰渣回收的综合利用方法”的发明专利是本公司发明的一种能较好地实现碳酸锰渣零排放的措施，它通过综合分选技术回收碳酸锰精矿，尾渣再生产水泥缓凝剂或免烧砖或矿渣水泥，从市场需求和经济效益角度看，还可以进一步生产其他附加值较高的产品。
加气混凝土砌块作为墙体材料革新与建筑节能的重要组成部分，是一种轻质多孔、保温隔热、消音隔音、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，是近十年中大力发展的一种新型轻质建筑材料，经过多年实践应用证明，它是一种替代粘土砖的理想墙体材料，在各种墙体材料中具有较强的竞争力。
发明内容
本发明的目的是研制一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块及其制造方法，该方法利用综合分选技术回收碳酸锰渣中20％左右能达到入矿品位(金属锰含量≥17％)的碳酸锰精矿以及铁等重金属物质，然后，再将综合分选剩下的二次碳酸锰尾渣与配方中的其他矿物质原料一起生产加气混凝土砌块，从根本上解决碳酸锰渣对环境的污染问题，使碳酸锰渣中的资源得到充分、合理的利用，节约土地，提高碳酸锰渣的综合回收利用价值，实现碳酸锰渣的零排放。
本发明是在对碳酸锰渣进行化验分析的基础上提出的，据分析数据表明，本碳酸锰渣中含有：氧化镁(MgO)约2.1％、三氧化二铝(Al2O3)约9.3％、二氧化硅(SiO2)约33.1％、三氧化硫(SO3)约23.6％、氧化钙(CaO)约8.2％、二氧化钛(TiO2)约0.5％、三氧化二铁(Fe2O3)约4.8％、氧化锰(MnO)约6.8％、五氧化二磷(P2O5)约1.8％、氧化钾(K2O)约2.2％；其中二氧化硅和三氧化硫含量较多，其次是金属锰、铁、铝、镁等的化合物。
一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块，其原料组分重量百分比如下：
去除重金属后的碳酸锰尾渣 10-70
砂 0-70
石灰 5-25
水泥 4-20
铝粉 0.0005-0.1。
一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产加气混凝土砌块的制造方法，其步骤如下：
(1)对电解碳酸锰渣依次进行筛分、稀释搅拌、利用碳酸锰尾渣中各类物质比磁化率系数的差异进行综合分选、精矿脱水干燥、精矿包装步骤，得到入矿品位的精矿和去除重金属后的碳酸锰二次尾渣；
(2)混合一次反应
将步骤(1)得到的去除重金属后的碳酸锰二次尾渣、砂、石灰、水泥和水按组分重量百分比进行料浆混合一次反应，其水料比为0.5-0.7；在物料浇注前约1分钟按组分重量百分比加入铝粉悬浮液进行发气反应；
(3)浇注及静停初养
将步骤(2)得到的反应后的混合物浇注入模框内，浇注后模具用输送链推入初养室进行发气初凝，室温为50～70℃，初养时间为1.5～2小时；
(4)切割成形
经步骤(3)初养后将模框及坯体一同吊到预先放好釜底板的切割台上，脱去模框，切割机即对坯体进行横切、纵切、铣面包头，切好后的坯体连同釜底板用天车吊到釜车上码放；
(5)蒸压二次反应
打开要出釜的蒸压釜釜门，先拉出釜内的成品釜车，然后再将准备蒸压的釜车送入蒸压釜进行蒸压二次反应及养护，养护压力1.0～1.3MPa，温度180～185℃，时间6～10h，釜车上的制成品送至成品库。
步骤(1)中所述的利用碳酸锰尾渣中各类物质比磁化率系数的差异进行综合分选步骤，系采用本公司申请并获得授权的两个发明专利设备，即专利号为200910061407.4的“永磁弧形槽内表面轴向分选方法及设备”；专利号为200910061341.9的“永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备”。
碳酸锰渣中含有少量硫酸铵(NH4)2SO4，在进行步骤(2)的混合一次反应和步骤(3)的静停初养的过程中，硫酸铵与氧化钙反应后会有氨气析出，将这些氨气收集后，通入硫酸溶液中，反应后生成硫酸铵。
本发明利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块及其制造方法的优点是：
(1)根据本发明的上述配方及方法，回收了碳酸锰渣中的可以达到入矿品位的碳酸锰精矿，节约了矿产资源；同时利用去除重金属后的二次碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块符合国家标准(GB11968)，并可以达到标准中规定的各级别合格品或优等品标准；
(2)利用本发明的方法，从根本上解决了碳酸锰渣对环境的污染问题，使碳酸锰渣中的资源得到充分、合理的利用，提高了碳酸锰渣的综合回收利用价值，实现了碳酸锰渣的变废为宝和零排放，节约了土地资源，有利于发展循环经济；
(3)硅质材料是加气混凝土砌块生产中是必不可少的原材料之一，其主要成分是二氧化硅(SiO2)，碳酸锰尾渣中含有约33.1％的二氧化硅，可作为良好的硅质材料，并可以部分或完全取代砂石；
(4)石膏的主要化学成分为CaSO4·2H2O，在加气混凝土砌块的生产工艺中作为发气过程的调节剂，其作用为：调节水泥的凝结时间；抑制石灰的消解，延长其消化时间，并降低石灰的最终消化温度；参与铝粉的放气反应；提高抷体和制品强度，减少收缩率；碳酸锰尾渣中SO3含量约为20％，利用碳酸锰尾渣可以完全代替石膏；
(5)将生产过程中的氨气回收，可作为电解锰辅助用料的补充，同时保护操作人员的身体健康，既保护环境，又节约资源。
附图说明
图1为利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块及其制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一
根据图1所示，一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块，其原料组分重量百分比如下：
去除重金属后的碳酸锰尾渣 30
砂 46
石灰 16
水泥 8
铝粉 0.003。
一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产加气混凝土砌块的制造方法，其步骤如下：
(1)对电解碳酸锰渣依次进行筛分、稀释搅拌、利用碳酸锰尾渣中各类物质比磁化率系数的差异进行综合分选、精矿脱水干燥、精矿包装步骤，得到入矿品位的精矿和去除重金属后的碳酸锰二次尾渣；
(2)混合一次反应
将步骤(1)得到的去除重金属后的碳酸锰二次尾渣、砂、石灰、水泥和水按组分重量百分比进行料浆混合一次反应，其水料比为0.6；在物料浇注前约1分钟按组分重量百分比加入铝粉悬浮液进行发气反应；
(3)浇注及静停初养
将步骤(2)得到的反应后的混合物浇注入模框内，浇注后模具用输送链推入初养室进行发气初凝，室温为60℃，初养时间为1.5小时；
(4)切割成形
经步骤(3)初养后将模框及坯体一同吊到预先放好釜底板的切割台上，脱去模框，切割机即对坯体进行横切、纵切、铣面包头，切好后的坯体连同釜底板用天车吊到釜车上码放；
(5)蒸压二次反应
打开要出釜的蒸压釜釜门，先拉出釜内的成品釜车，然后再将准备蒸压的釜车送入蒸压釜进行蒸压二次反应及养护，养护压力1.0MPa，温度180℃，时间8h，釜车上的制成品送至成品库。
实施例二
根据图1所示，一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块，其原料组分重量百分比如下：
去除重金属后的碳酸锰尾渣 50
砂 28
石灰 13
水泥 9
铝粉 0.01
一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产加气混凝土砌块的制造方法，其步骤如下：
(1)对电解碳酸锰渣依次进行筛分、稀释搅拌、利用碳酸锰尾渣中各类物质比磁化率系数的差异进行综合分选、精矿脱水干燥、精矿包装步骤，得到入矿品位的精矿和去除重金属后的碳酸锰二次尾渣；
(2)混合一次反应
将步骤(1)得到的去除重金属后的碳酸锰二次尾渣、砂、石灰、水泥和水按组分重量百分比进行料浆混合一次反应，其水料比为0.62；在物料浇注前约1分钟按组分重量百分比加入铝粉悬浮液进行发气反应；
(3)浇注及静停初养
将步骤(2)得到的反应后的混合物浇注入模框内，浇注后模具用输送链推入初养室进行发气初凝，室温为60℃，初养时间为2小时；
(4)切割成形
经步骤(3)初养后将模框及坯体一同吊到预先放好釜底板的切割台上，脱去模框，切割机即对坯体进行横切、纵切、铣面包头，切好后的坯体连同釜底板用天车吊到釜车上码放；
(5)蒸压二次反应
打开要出釜的蒸压釜釜门，先拉出釜内的成品釜车，然后再将准备蒸压的釜车送入蒸压釜进行蒸压二次反应及养护，养护压力1.1MPa，温度185℃，时间6h，釜车上的制成品送至成品库。
实施例三
根据图1所示，一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块，其原料组分重量百分比如下：
去除重金属后的碳酸锰尾渣 70
石灰 17
水泥 13
铝粉 0.02
一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产加气混凝土砌块的制造方法，其步骤如下：
(1)对电解碳酸锰渣依次进行筛分、稀释搅拌、利用碳酸锰尾渣中各类物质比磁化率系数的差异进行综合分选、精矿脱水干燥、精矿包装步骤，得到入矿品位的精矿和去除重金属后的碳酸锰二次尾渣；
(2)混合一次反应
将步骤(1)得到的去除重金属后的碳酸锰二次尾渣、石灰、水泥和水按组分重量百分比进行料浆混合一次反应，其水料比为0.65；在物料浇注前约1分钟按组分重量百分比加入铝粉悬浮液进行发气反应；
(3)浇注及静停初养
将步骤(2)得到的反应后的混合物浇注入模框内，浇注后模具用输送链推入初养室进行发气初凝，室温为70℃，初养时间为1.5小时；
(4)切割成形
经步骤(3)初养后将模框及坯体一同吊到预先放好釜底板的切割台上，脱去模框，切割机即对坯体进行横切、纵切、铣面包头，切好后的坯体连同釜底板用天车吊到釜车上码放；
(5)蒸压二次反应
打开要出釜的蒸压釜釜门，先拉出釜内的成品釜车，然后再将准备蒸压的釜车送入蒸压釜进行蒸压二次反应及养护，养护压力1.0MPa，温度180℃，时间10h，釜车上的制成品送至成品库。
本发明不限于以上实施例，可以根据不同配比和不同的反应条件组成多个实施例。
Claims (2)
1.一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产的加气混凝土砌块，其特征在于：其原料组分重量百分比如下：
去除重金属后的碳酸锰尾渣 10-70
砂 0-70
石灰 5-25
水泥 4-20
铝粉 0.0005-0.1。
2.一种利用去除重金属后的碳酸锰尾渣生产加气混凝土砌块的制造方法，其特征在于：其步骤如下：
(1)对电解碳酸锰渣依次进行筛分、稀释搅拌、利用碳酸锰尾渣中各类物质比磁化率系数的差异进行综合分选、精矿脱水干燥、精矿包装步骤，得到入矿品位的精矿和去除重金属后的碳酸锰二次尾渣；
(2)混合一次反应
将步骤(1)得到的去除重金属后的碳酸锰二次尾渣、砂、石灰、水泥和水按组分重量百分比进行料浆混合一次反应，其水料比为0.5-0.7；在物料浇注前约1分钟按组分重量百分比加入铝粉悬浮液进行发气反应；
(3)浇注及静停初养
将步骤(2)得到的反应后的混合物浇注入模框内，浇注后模具用输送链推入初养室进行发气初凝，室温为50～70℃，初养时间为1.5～2小时；
(4)切割成形
经步骤(3)初养后将模框及坯体一同吊到预先放好釜底板的切割台上，脱去模框，切割机即对坯体进行横切、纵切、铣面包头，切好后的坯体连同釜底板用天车吊到釜车上码放；
(5)蒸压二次反应
打开要出釜的蒸压釜釜门，先拉出釜内的成品釜车，然后再将准备蒸压的釜车送入蒸压釜进行蒸压二次反应及养护，养护压力1.0～1.3MPa，温度160～185℃，时间6～10h，釜车上的制成品送至成品库。
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