CN102531667A - 建筑保温墙体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用工业废渣赤泥、铁尾矿、长石和黄沙,通过高温发泡法制备建筑保温墙体材料的方法。该建筑保温墙体材料的原料主要由以下原料组成:赤泥20%~40%,铁尾矿15%~30%,长石20%~30%,黄沙12%~20%,发泡剂2%~8%,均为质量百分比。该建筑保温墙体材料的制备方法包括混料、坯体制备、高温发泡等步骤。本发明对于高效利用工业废渣、减少工业废渣对环境的污染、降低生产成本具有重要的意义;同时,生产的建筑保温墙体材料轻质、多孔、强度较高,具有较好的保温、隔热、隔音功能等。

Description

建筑保温墙体材料及其制备方法
技术领域
 本发明涉及建筑保温材料领域,具体涉及一种利用工业废渣赤泥、铁尾矿制备建筑保温墙体材料的方法。
背景技术
赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的颗粒极细、强碱性固体废渣,每生产1吨氧化铝,大约产生赤泥0.8~1.5吨。我国是氧化铝生产大国,2009年生产氧化铝2378万吨,约占世界总产量的30%,产生的赤泥近3000万吨。目前,我国赤泥综合利用率仅为4%,累积堆存量达到2亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低,赤泥的年产生量还将不断增加。预计到2015年,赤泥累计堆放量将达到3.5亿吨。赤泥的大量堆放,既占用土地,浪费资源,又易造成环境污染和安全隐患。
在公开号CN101468905A中,其公开处理赤泥的方法是:“将一定比例的干赤泥、粉煤灰、碎石粉、石灰、石膏和硫酸镁混合后,用轮碾搅拌的方式搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水之后搅拌均匀,压制成型,再蒸压、存放后得免烧砖产品”。
铁尾矿是铁选厂在特定经济技术条件下,将铁矿石磨细,选取“有用组分”后排放的废弃物。据不完全统计,目前我国发现的矿产有150多种,开发建立8000多座矿山,累计生产尾矿59.7亿吨。其中,堆存铁尾矿量高达十几亿吨,占全部尾矿堆存总量的近1/3,而且,每年排出铁尾矿近3亿吨,综合利用率还不到20%。大量的铁尾矿一般采用堆填处置,不仅浪费资源,同时挤占土地,工厂还得支付土地征用费、运费和填埋费等,增加了钢铁的生产成本,同时还造成环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种建筑保温材料及其制备方法,其采用赤泥、铁尾矿、长石、黄沙为原料,加入发泡剂球磨、干燥,制得粉体后在15MPa压力下压制成型,在自然状态或干燥箱中80℃干燥12h;再将干燥的坯体置于窑炉中烧成,烧成制度为:得到轻质、多孔、强度较高,具有较好的保温、隔热、隔音功能的建筑保温材料,该建筑保温材料符合国家标准要求。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
本发明提供的建筑保温材料,其主要原料为:赤泥20%~40%,铁尾矿15%~30%,长石20%~30%,黄沙12%~20%,发泡剂2%~5%,均为质量百分比,各原料按比例混合。
所述的赤泥的主要组成为:SiO220.56%、CaO41.83%、Fe2O39.62%、Al2O37.9%、Na2CO37.8%和多种微量成分,均为质量百分比。
所述的铁尾矿的主要组成为SiO275.91%、CaO1.82%、TFe11.69%、Al2O30.65%、MgO1.51%及杂质,均为质量百分比。
所述的长石的主要组成为SiO266.71%,Al2O319.79%,CaO1.25%,Fe2O30.28%,Na2O10.26%及杂质,均为质量百分比。
本发明提供的上述建筑保温材料,其利用赤泥和铁尾矿来制备,该制备包括以下步骤: 
(1)原料的制备: 
将赤泥、铁尾矿、黄沙、长石和发泡剂按比例混合,加入20%左右的水球磨4小时,将球磨后的浆料烘干,制得粒径小于74um的粉体。
(2)坯体的制备:
将制得的粉体加入适量的5%PVA交联剂混合均匀,在15MPa压力下压制成型。
(3)干燥:
将成型的坯体置于自然状态或干燥箱中80℃干燥12h,得到干燥后的坯体。
(4)烧成:
将干燥后的坯体置于窑炉中,室温→120℃,升温速率为2℃/min保温60min,;120℃→650℃,升温速率为2℃/min,保温120min;650℃→900℃,升温速率为10℃/min,保温60min;900℃→1200℃左右,升温速率为10℃/min,保温240min~480min;最后随炉冷却至室温,即得建筑保温墙体材料。
所述原料可由以下原料混合后,加水球磨4~6小时后干燥制粉体制成:赤泥30%,铁尾矿25%,长石22%,黄砂18%,发泡剂5%,均为质量百分比。
本发明与现有技术相比具有的优点主要是:使得工业废渣赤泥与铁尾矿得到有效利用,使赤泥与铁尾矿对环境的污染减小,有利于资源的循环利用。该建筑保温材料的生产具有周期短,成本低,无放射性污染,密度较低,强度高的优点。经检验:气孔率、抗压强度达到GB 13544-2011的要求;密度、导热系数达到JC/T 1062-2007的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述
实施例1:
1.配料:
原料配比按以下重量百分比计:赤泥38%,铁尾矿20%,长石22%,黄沙15%,发泡剂5%;加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2.成型:将制得的粉体在15MPa下压制成型,得到坯体。
3.干燥:置于自然状态或干燥箱中80℃干燥24h。
4.烧成:室温→120℃,升温速率为2℃/min,保温60min;120℃→650℃,升温速率为2℃/min,保温120min;650℃→900℃,升温速率为10℃/min,保温60min;900℃→1200℃左右,升温速率为10℃/min,保温240min~480min;最后随炉冷却至室温,即得建筑保温墙体材料。
经测试,建筑保温材料的密度为0.73g/cm3,符合JC/T 1062-2007的要求;气孔率为44.2%,抗压强度为23.7MPa,符合GB 13544-2011的要求;导热系数为0.18 w/(m·k),符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例2:
1.配料:
原料配比按以下重量百分比:赤泥35%,铁尾矿22%,长石20%,黄沙18%,发泡剂5%;加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2.其他同实施例1
经测试,建筑保温材料的密度为0.81g/cm3,符合JC/T 1062-2007的要求;气孔率为42.6%,抗压强度为25.2MPa,符合GB 13544-2011的要求;导热系数为0.17 w/(m·k),符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例3:
1.配料:
原料配比按以下重量百分比:赤泥30%,铁尾矿25%,长石25%,黄沙14%,发泡剂6%;加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2.其它同实施例1
经测试,建筑保温材料的密度为0.75g/cm3,符合JC/T 1062-2007的要求;气孔率为46.8%,抗压强度为23.9MPa,符合GB 13544-2011的要求;导热系数为0.15 w/(m·k),符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例4:
1.配料:
原料配比按以下重量百分比:赤泥28%,铁尾矿25%,长石24%,黄沙16%,发泡剂7%;加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2.其它同实施例1
经测试,建筑保温材料的密度为0.79g/cm3,符合JC/T 1062-2007的要求;气孔率为46.1%,抗压强度为25.1MP,符合GB 13544-2011的要求; 导热系数为0.17 w/(m·k),符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例5:
 1.配料:
原料配比按以下重量百分比:赤泥25%,铁尾矿26%,长石28%,黄沙15%,发泡剂7%;加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2.其它同实施例1
经测试,建筑保温材料的密度为0.72g/cm3,符合JC/T 1062-2007的要求;气孔率为46.9%,抗压强度为23.6MP,符合GB 13544-2011的要求;导热系数为0.19 w/(m·k),符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例6:
 1.配料:
原料配比按以下重量百分比:赤泥23%,铁尾矿28%,长石26%,黄沙18%,发泡剂5%;加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2.其它同实施例1
经测试,建筑保温材料的密度为0.78g/cm3,符合JC/T 1062-2007的要求;气孔率为43.7%,抗压强度为24.0MP,符合GB 13544-2011的要求;导热系数为0.14 w/(m·k),符合 JC/T 1062-2007的要求。

Claims (9)

1.一种建筑保温墙体材料,其特征是材料原料主要组分质量百分比为:赤泥20%~40%,铁尾矿15%~30%,长石20%~30%,黄沙12%~20%,发泡剂2%~5%;各原料按比例球磨混合均匀,然后造粉、压制成型,再经高温烧结发泡,得到建筑保温墙体材料制品。
2.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料,其特征在于赤泥的主要组成为质量百分比的SiO220.56%、CaO41.83%、Fe2O39.62%、Al2O37.9%、Na2CO37.8%和多种微量成分。
3.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料,其特征在于铁尾矿的主要组成为质量百分比的SiO275.91%、CaO1.82%、TFe11.69%、Al2O30.65%、MgO1.51%及杂质。
4.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料,其特征在于长石的主要组成为质量百分比的SiO266.71%,Al2O319.79%,CaO1.25%,Fe2O30.28%,Na2O10.26%及杂质。
5.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料,其特征在于所使用的发泡剂为CaCO3、CaSO4、SiC。
6.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料,其特征在发泡剂的粒径小于44um。
7.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料,其特征在于用5%PVA溶液作为交联剂。
8.一种建筑保温墙体材料的制备方法,其特征包括以下步骤:
(1)浆料的制备: 
先将赤泥、铁尾矿、长石、黄沙、和发泡剂按比例混合,得到混合的物料;
(2)混合料的处理
将混合好的物料加入适量的水,球磨4~6小时,干燥后制成粉体;
(3)坯体的制备:
将制得的粉体压制成型;
(4)干燥:
将成型的坯体置于自然状态或干燥箱中干燥;
(5)烧制
将干燥好的坯体置于窑炉中烧制。
9.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料的制备方法,其特征在于干燥箱中的温度不低于80℃,干燥时间为12h,再置于窑炉中在1200℃左右烧制。
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