CN102775116A - 一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，包括步骤：步骤一、预处理：收集电解二氧化锰废渣，进行破碎、分散和干燥；步骤二、球磨：将预处理后的物料放入球磨机，加入助磨剂和矿渣硅酸盐水泥后进行球磨；步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂或石屑和水进行搅拌；步骤四、轮碾：添加普通砖酸盐水泥并加水轮碾；步骤五、压制成型：将物料装入标砖模具中，并放入压力试验机保压后脱模，得到砖坯；步骤六、静养：将砖坯放置于水泥标准养护箱中静养；步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯高温恒压蒸压养护，得到产品。本发明所述方法解决了电解二氧化锰废渣引发的生态环境问题，且利废为宝，具有一定经济价值。

Description

一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法
技术领域
本发明涉及资源循环再生利用及建材领域，具体涉及一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法。
背景技术
电解二氧化锰是优良的电池的去极化剂，它与天然放电二氧化锰生产的干电池相比，具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长等特点，因此电解二氧化锰成为电池工业的一种非常重要的原料，但在电解二氧化锰行业高速发展的同时，也引发了其他的生态破坏和环境污染问题，其中电解二氧化锰废渣的污染问题显得尤为突出。
电解二氧化锰主要生产国家包括日本、美国、南非、澳大利亚和中国，目前，我国电解二氧化锰的生产能力和实际产量均居世界第一，是世界最大的电解二氧化锰出口国，我国已成为世界电解二氧化锰生产大国。电解二氧化锰废渣是电解二氧化锰废渣生产过程中产生的酸浸压滤渣，其化学成分复杂，除含SiO2、Al2O3、Fe2O3等成分外，还含有氟化物以及Mn、Cd、Cu、Ni、Pb等金属成分。目前，电解二氧化锰废渣基本都采用直接堆放在渣库中的处理方式，但绝大部分渣库选址不科学、建设不规范，安全、防渗等措施达不到国家相关要求，极易出现垮坝溃坝的问题，同时渣中的重金属离子等污染物极易通过渗滤液等进入电解二氧化锰废渣库周边的土壤、地表水和地下水中，远远超过当地生态环境容量，导致河流水质功能下降、居民饮用水被污染等问题的出现，严重影响当地社会经济的和谐、稳定发展，也影响和制约着电解二氧化锰废渣行业的持续、健康发展。
针对电解二氧化锰废渣引发的生态环境问题，如何妥善处理处置电解二氧化锰废渣成为业内关注的重点，其中电解二氧化锰废渣的资源化处理尤其是研究和关注的热点。根据电解二氧化锰废渣的特性，一些机构或单位在电解二氧化锰废渣的资源化处理及利用上做了许多相关研究，如利用锰渣生产全价肥等，但这些处理方式要么消耗的量太少(添加比例小)，要么技术不成熟，企业或社会实际应用得比较少，难以推广应用。
发明内容
本发明的目的是为妥善处理处置电解二氧化锰废渣，对电解二氧化锰废渣的综合资源化利用提供一种切实可行、简单实用、具有一定经济价值的处理技术。
为了解决现有技术存在的困难，达到上述目的，本发明提供了一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
步骤一、预处理：将电解法生产的二氧化锰废渣收集后，进行破碎、分散和干燥处理；
步骤二、球磨：将预处理后的电解二氧化锰废渣放入球磨机，运行10～15min后加入助磨剂，继续运行15-20min，再加入矿渣硅酸盐水泥，运行10～15min；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂或石屑进行预搅拌8～10min，缓慢加水润湿，控制水分含量为10％～13％，搅拌10～15min；
步骤四、轮碾：将搅拌后的物料输送到轮碾机中，添加普通硅酸盐水泥并缓慢加水，控制轮碾机中的物料水分为13％～14％，轮碾6～10min；
步骤五、压制成型：将轮碾后的物料装入标砖模具中，并放入压力试验机保压后脱模，得到砖坯；
步骤六、静养：将压制成型后的砖坯放置于水泥标准养护箱中静养2～3h；
步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯放置到蒸压釜中，通入蒸汽，高温恒压蒸压养护6～8h，降压2～3h，然后自然降温、出釜，得到电解二氧化锰废渣蒸压砖。
优选的是，步骤二中所述的助磨剂为三乙醇胺，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的0.02％～0.1％。
优选的是，步骤二中所述矿渣硅酸盐水泥的添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的2％～4％。
优选的是，步骤三中所述河砂的添加量为球磨后物料质量的20％～25％，粒度为0.5～2.0mm，且其二氧化硅含量大于70％，泥含量小于2％；所述石屑的添加量为球磨后物料质量的5％～8％，粒度为2.5～5.0mm。
优选的是，步骤四中所述普通硅酸盐水泥的添加量为搅拌后物料质量的8％～15％。
优选的是，在步骤三和步骤四中采用湿度传感器精确控制水分含量。
优选的是，步骤五中所述压力试验机的保压压力为20～25MPa，保压时间为2～3s。
优选的是，步骤六中所述的静养温度为50％～60℃，湿度为99％。
优选的是，步骤七中所述的蒸汽在2h内升温到180～200℃，压力为0.8～1.2MPa。
本发明的有益效果是：本发明所述的方法通过物理作用和化学作用将电解二氧化锰废渣的活性激活，并将其制作成新型建筑材料。一方面可以有效地消耗电解二氧化锰废渣，从根本上解决电解二氧化锰废渣在堆放过程中引发的生态环境隐患，缓解电解二氧化锰废渣行业对周边生态环境的压力；另外一方面在减少电解二氧化锰废渣企业电解二氧化锰废渣堆放场建设和运行费用的同时，制作的高品质的电解二氧化锰废渣蒸压砖可以推广到当地的市场，为企业带来可观的经济收入。利用电解二氧化锰废渣生产蒸压砖符合循环经济的理念和思路，具有良好的社会、经济和环境效益。
附图说明
图1为本发明所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。
如图1所示，本发明所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法包括如下步骤：
步骤一、预处理：将电解法生产的二氧化锰废渣收集后，进行破碎、分散和干燥处理；
步骤二、球磨：将预处理后的电解二氧化锰废渣放入球磨机，运行10～15min后加入助磨剂，继续运行15-20min，再加入矿渣硅酸盐水泥，运行10～15min。所述助磨剂为三乙醇胺，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的0.0％2～0.1％，所述三乙醇胺具有防团聚和防黏结衬板的作用；所述矿渣硅酸盐水泥的添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的2％～4％；试验证明：经球磨处理后的电解二氧化锰废渣活性提高了5％，加入矿渣硅酸盐水泥后活性又提高了12％，其他种类的水泥对电解二氧化锰废渣活性的提高没有矿渣砖酸盐显著。
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂和石屑进行预搅拌8～10min，缓慢加水润湿，控制水分含量为10％～13％，搅拌10～15min。添加河砂或石屑的作用是在制备的蒸压砖中起骨架结构，再通过水泥的胶凝作用形成强度。所述河砂的添加量为球磨后物料质量的20％～25％，粒度为0.5-2.0mm，其二氧化硅含量大于70％，泥含量小于2％；所述石屑的添加量为球磨后物料质量的5％～8％，粒度为2.5-5.0mm；采用湿度传感器控制水分，将水分含量精确控制在10％～13％，传统方法大多通过经验判断水分是否合适，相比之下此方法更加科学可靠。
步骤四、轮碾：将搅拌后的物料输送到轮碾机中，添加普通硅酸盐水泥并缓慢加水，精确控制轮碾机中的物料水分为13％～14％，轮碾6～10min。所述普通硅酸盐水泥的添加量为搅拌后物料质量的8％～15％；采用湿度传感器控制水分，将水分含量精确控制在13％～14％；传统方法大多通过经验判断水分是否合适，相比之下此方法更加科学可靠。轮碾可以使物料密度增加，可塑性增强。
步骤五、压制成型：将轮碾后的物料装入标砖模具中，并放入压力试验机保压后脱模，得到砖坯。所述压力试验机的保压压力为20～25MPa，保压时间为2～3s。
步骤六、静养：将压制成型后的砖坯放置于水泥标准养护箱中静养2～3h。所述的静养温度为50～60℃，湿度为99％，静养可以提高蒸压砖的早期强度。
步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯放置到蒸压釜中，通入蒸汽，所述的蒸汽在2h内升温到180～200℃，压力为0.8～1.2Mpa，在此条件下高温恒压蒸压养护6～8h，降压2～3h，然后自然降温、出釜，得到电解二氧化锰废渣蒸压砖，即得产品。
以下为依据本发明所述方法的具体实施例：
实施例一
一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
步骤一、预处理：将电解法生产的二氧化锰废渣收集后，进行破碎、分散和干燥处理；
步骤二、球磨：将预处理后的电解二氧化锰废渣放入球磨机，运行10min后加入三乙醇胺，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的0.02％，继续运行15min，再加入矿渣硅酸盐水泥，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的2％，运行10min；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂和石屑进行预搅拌8min，缓慢加水润湿，控制水分含量为10％，搅拌10min；所述河砂的添加量为球磨后物料质量的20％，粒度为0.5mm，且其二氧化硅含量大于70％，泥含量小于2％；所述石屑的添加量为球磨后物料质量的5％，粒度为2.5mm。
步骤四、轮碾：将搅拌后的物料输送到轮碾机中，添加普通硅酸盐水泥并缓慢加水，精确控制轮碾机中的物料水分为13％，轮碾6min；所述普通硅酸盐水泥的添加量为搅拌后物料质量的8％。
步骤五、压制成型：将轮碾后的物料装入标砖模具中，并放入压力试验机，调节成型压力20MPa，保压2s，然后脱模，得到砖坯；
步骤六、静养：将压制成型后的砖坯放置于水泥标准养护箱中，在50℃温度、99％的湿度下静养2h；
步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯放置到蒸压釜中，通入蒸汽，在2h内升温到180℃，压力为0.8MPa，高温恒压蒸压养护6h，降压2h，然后自然降温、出釜，得到电解二氧化锰废渣蒸压砖。
利用上述方法制备的蒸压砖强度满足MU 20等级，满足国家标准对于墙体承受材料的要求。整个制备过程原材料来源广泛、切实可行、工艺技术简单实用，解决了电解二氧化锰废渣引发的生态环境问题，将电解二氧化锰废渣进行资源化处理，以使之能够应用于建材行业，节约能耗，利废为宝，具有一定经济价值，砖体质量好，减少了电解二氧化锰废渣引起的环境污染。
实施例二
一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
步骤一、预处理：将电解法生产的二氧化锰废渣收集后，进行破碎、分散和干燥处理；
步骤二、球磨：将预处理后的电解二氧化锰废渣放入球磨机，运行15min后加入三乙醇胺，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的0.1％，继续运行20min，再加入矿渣硅酸盐水泥，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的4％，运行15min；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂和石屑进行预搅拌10min，缓慢加水润湿，控制水分含量为13％，搅拌15min；所述河砂的添加量为球磨后物料质量的25％，粒度为2.0mm，且其二氧化硅含量大于70％，泥含量小于2％；所述石屑的添加量为球磨后物料质量的8％，粒度为5.0mm。
步骤四、轮碾：将搅拌后的物料输送到轮碾机中，添加普通硅酸盐水泥并缓慢加水，精确控制轮碾机中的物料水分为14％，轮碾10min；所述普通硅酸盐水泥的添加量为搅拌后物料质量的15％。
步骤五、压制成型：将轮碾后的物料装入标砖模具中，并放入压力试验机，调节成型压力25MPa，保压3s，然后脱模，得到砖坯；
步骤六、静养：将压制成型后的砖坯放置于水泥标准养护箱中，在60℃温度、99％的湿度下静养3h；
步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯放置到蒸压釜中，通入蒸汽，在2h内升温到200℃，压力为1.2MPa，高温恒压蒸压养护8h，降压3h，然后自然降温、出釜，得到电解二氧化锰废渣蒸压砖。
利用上述方法制备的蒸压砖强度满足MU 20等级，满足国家标准对于墙体承受材料的要求。整个制备过程原材料来源广泛、切实可行、工艺技术简单实用，解决了电解二氧化锰废渣引发的生态环境问题，将电解二氧化锰废渣进行资源化处理，以使之能够应用于建材行业，节约能耗，利废为宝，具有一定经济价值，砖体质量好，减少了电解二氧化锰废渣引起的环境污染。
实施例三
一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，包括如下步骤：
步骤一、预处理：将电解法生产的二氧化锰废渣收集后，进行破碎、分散和干燥处理；
步骤二、球磨：将预处理后的电解二氧化锰废渣放入球磨机，运行12min后加入三乙醇胺，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的0.06％，继续运行17min，再加入矿渣硅酸盐水泥，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的3％，运行13min；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂和石屑进行预搅拌9min，缓慢加水润湿，控制水分含量为11％，搅拌13min；所述河砂的添加量为球磨后物料质量的23％，粒度为1.7mm，且其二氧化硅含量大于70％，泥含量小于2％；所述石屑的添加量为球磨后物料质量的7％，粒度为4.0mm。
步骤四、轮碾：将搅拌后的物料输送到轮碾机中，添加普通硅酸盐水泥并缓慢加水，精确控制轮碾机中的物料水分为13％，轮碾8min；所述普通硅酸盐水泥的添加量为搅拌后物料质量的11％。
步骤五、压制成型：将轮碾后的物料装入标砖模具中，并放入压力试验机，调节成型压力23MPa，保压3s，然后脱模，得到砖坯；
步骤六、静养：将压制成型后的砖坯放置于水泥标准养护箱中，在55℃温度、99％的湿度下静养2.5h；
步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯放置到蒸压釜中，通入蒸汽，在2h内升温到190℃，压力为1MPa，高温恒压蒸压养护7h，降压3h，然后自然降温、出釜，得到电解二氧化锰废渣蒸压砖。
利用上述方法制备的蒸压砖强度满足MU 20等级，满足国家标准对于墙体承受材料的要求。整个制备过程原材料来源广泛、切实可行、工艺技术简单实用，解决了电解二氧化锰废渣引发的生态环境问题，将电解二氧化锰废渣进行资源化处理，以使之能够应用于建材行业，节约能耗，利废为宝，具有一定经济价值，砖体质量好，减少了电解二氧化锰废渣引起的环境污染。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、预处理：将电解法生产的二氧化锰废渣收集后，进行破碎、分散和干燥处理；
步骤二、球磨：将预处理后的电解二氧化锰废渣放入球磨机，运行10～15min后加入助磨剂，继续运行15-20min，再加入矿渣硅酸盐水泥，运行10～15min；
步骤三、搅拌：将球磨后的物料加入搅拌机，添加河砂或石屑进行预搅拌8～10min，缓慢加水润湿，控制水分含量为10％～13％，搅拌10～15min；
步骤四、轮碾：将搅拌后的物料输送到轮碾机中，添加普通硅酸盐水泥并缓慢加水，控制轮碾机中的物料水分为13％～14％，轮碾6～10min；
步骤五、压制成型：将轮碾后的物料装入标砖模具中，并放入压力试验机保压后脱模，得到砖坯；
步骤六、静养：将压制成型后的砖坯放置于水泥标准养护箱中静养2～3h；
步骤七、蒸压养护：将静养后的砖坯放置到蒸压釜中，通入蒸汽，高温恒压蒸压养护6～8h，降压2～3h，然后自然降温、出釜，得到电解二氧化锰废渣蒸压砖。
2.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤二中所述的助磨剂为三乙醇胺，添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的0.02％～0.1％。
3.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤二中所述矿渣硅酸盐水泥的添加量为预处理后电解二氧化锰废渣质量的2％～4％。
4.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤三中所述河砂的添加量为球磨后物料质量的20％～25％，粒度为0.5～2.0mm，且其二氧化硅含量大于70％，泥含量小于2％；所述石屑的添加量为球磨后物料质量的5％～8％，粒度为2.5～5.0mm。
5.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤四中所述普通硅酸盐水泥的添加量为搅拌后物料质量的8％～15％。
6.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，在步骤三和步骤四中采用湿度传感器精确控制水分含量。
7.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤五中所述压力试验机的保压压力为20～25MPa，保压时间为2～3s。
8.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤六中所述的静养温度为50～60℃，湿度为99％。
9.如权利要求1所述的利用电解二氧化锰废渣制备蒸压砖的方法，其特征在于，步骤七中所述的蒸汽在2h内升温到180～200℃，压力为0.8～1.2MPa。
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