CN103232210A - 选矿废渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种选矿废渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法，属于轻质建筑材料领域，本混凝土砌块，由废矿渣17～29%、河沙40～55%、生石灰12～15%、水泥12～15%、外加剂1～4%以及加水制备而成，其制备方法包括磨制、称量、混合水磨、混合搅拌、注模、静养、切割、蒸压等步骤，解决了传统混凝土砌块原料成本高、稳定性不好的问题。由于在制备蒸压加气混凝土砌块过程中，采用废矿渣中的钙成份代替制备所需的部分钙质材料，采用废矿渣、河沙中的硅成份代替制备所需的硅质材料，节约资源，降低生产成本，同时具有优良的保温隔热、防噪音、高强、低碳等性能优点，该产品的生产方法工艺要求低，能耗低，能满足建筑节能需求，实现了废物的回收、循环利用。
Description
选矿废渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于一种新型轻质建筑材料技术领域，特别是涉及一种选矿废渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
[0002] 传统的墙体建筑材料都为实心砖材料，占墙体材料总量70%以上，然而大量生产实心粘土砖要挖土毁田，破坏植被，消耗宝贵的国土资源，严重破坏生态环境，多年来国家有关部门禁止生产和使用实心粘土砖。随着墙材革新工作的不断推进，为了减少制砖行业对粘土的用量，随之就出现了蒸压加气混凝土砌块，从而满足建筑材料的需求。蒸压加气混凝土砌块作为一种轻质、隔声、保温性能好的新型建筑墙材，对降低粘土使用起到了很好的抑制作用。
[0003] 蒸压加气混凝土砌块主要是将70%左右的粉煤炭与定量的水泥、生石灰胶结料、铝粉、水石膏等按配比混合均匀，加入一定量的水，经搅拌成浆后注入模具发气成型，待静停固化后切割成胚体，再经高温、高压养护固化而制成的轻质保温隔热的新型建筑材料。在我国已有60余年的生产和应用历史，由于具有重量轻、保温性能好的特点，被广泛应用于工业和民用建筑中，逐渐取代传统实心砖，应用前景良好。但是在实际生产中受技术和质量因素的限制，粘土使用量还很高，无法彻底根除制砖行业对耕地的破坏。
[0004] 我国是一个矿产资源丰富的国家，每年选矿场选矿中遗弃的废矿渣很多。选矿场在生产过程中把矿石破碎经水磨成浆再加入化学物搅拌选取有用的矿物后，把剩余的废浆排到沉降池，待其废物沉降后再打捞上来堆放，这些沉降物就是废矿渣，有的选矿场废矿渣堆积如山占用了不少土地。而且这些废矿渣含有有害的化学物质，遇到刮风下雨天时这些废矿渣被风吹散到各处或被雨水冲刷到四周土地，对水资源及周边环境造成污染。目前废矿渣除小部分水泥企业用作添加剂使用外，几乎没有得到利用，日积月累这些废矿渣无法得到妥善的处理，泛滥成灾。所以，这些废矿渣不仅占用了大量土地放置，还会对水资源及周边环境造成严重的污染，其 治理工作正日益受到人们的重视。
[0005] 专利文献CN200710105971.2公开了一种“采选矿废渣页岩模数多孔砖烧结制品及其制备方法”，经过粗破、细破以及过筛使原料细度达到全部粒径小于0.5mm〜0.25mm应占65%以上；将采选矿废渣和页岩按重量比为70-85%: 15-30%进行配料，并加水搅拌均匀，加入的水量过量，送入存化库存化；将存化后的料送入成型机进行半硬塑挤出成型；控制最高温度为1000-1080°C的条件下烧结8-16小时；烧成时间为:28-36小时；出窑分检后下水消解，该技术虽然采用了选矿废渣，但是此方法由于烧结和保温时间要求比较长，生产工艺要求高，生产效率比较低；而且烧结过程中由于钙、镁离子不容易能够充分进行化学反应，导致稳定的化合物不容易固定；又因为采选矿废渣矿物含量波动较大，在未添加任何物质的情况下，某种物质的量可能不足，容易导致成型塑性达不到基本要求，即粘合强度不够，成型时就可能会酥散掉，形成不了坯体。
[0006] 专利文献CN200910304521.5公开了 “一种磷渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法”，按照重量份计算，它是由磷洛I〜65份、娃砂15〜20份、生石灰10〜35份、水泥5〜10份、石膏2〜8份、和铝粉0.1〜0.3份加水制备而成，该技术虽然能够利用磷渣废弃物，但是在生产的过程中还需要加入硅粉，成本比较高，而且此制备方法用于磷渣，没有达到充分利用各种选矿场选矿后遗弃的废矿渣资源的效果。
[0007] 因此，如何才能更好地降低蒸压加气混凝土砌块的制备成本，如何避免选矿废渣带来的环境污染，如何变废为宝，将这些选矿废渣变成有用的再生资源，创造更多的经济效益和社会效益，是一个亟待解决的社会难题。
发明内容
[0008] 本发明提供一种高性能的、能够充分利用各种选矿废渣资源的新型轻质蒸压加气混凝土砌块及其制备方法，解决传统混凝土切块原料成本高、稳定性不好的问题。
[0009] 本发明的选矿废渣蒸压加气混凝土砌块，按重量比计算，它是由废矿渣17〜29%、河沙40〜55%、生石灰12〜15%、水泥12〜15%、外加剂I〜4%以及加水制备而成，其中:
[0010] 所述废矿渣由石粉及少量粘土组成，其所含钙百分比为45〜47%、含硅百分比为18〜20%，钙硅化学成分百分比为C/S=0.71〜0.75，废矿渣水分含量为25〜30% ;河沙含娃量为90〜92%,含泥量I〜3% ;生石灰为中速石灰，I丐含量为85〜90% ；
[0011] 所述外加剂为铝粉和石膏，铝粉中金属铝含量百分比为98〜99%，石膏为化工厂制造磷酸时的废料(磷石膏)，三氧化硫含量为35〜40%。
[0012] 本发明另外公开了一种选矿废渣蒸压加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤:
[0013] I)磨制:将生石灰分别经破碎后磨成粉状，磨细筛分细度直至干筛法0.080mm方孔标准筛筛余10〜15% ；
[0014] 2)称量:按配方的质量配合比称量出废矿渣、河沙、生石灰、水泥、外加剂；
[0015] 3)混合水磨:将废矿渣、河沙、石膏按原料组份的配比质量混合，并加水磨成沙浆；
[0016] 4) 一次混合搅拌:经电脑计量砂浆重量，在步骤3)所得的沙浆中按各原料组份的量加入生石灰、水泥，加水混合均匀搅拌成料浆，同时也将已称量好的铝粉独立加水消解、搅拌成稀糊状；
[0017] 5) 二次混合搅拌:在步骤4)料浆搅拌均匀后，对其进行扩散度检测，扩散度达到20〜22cm，再将稀糊状铝粉倒入料浆中一起混合，继续搅拌均匀；
[0018] 6)注模、静养、切割:然后把料浆浇筑入模框发气膨胀，再静养硬化成可切割胚体后，脱掉模框，切割成各种规格砖胚；
[0019] 7)蒸压:最后将砖胚进行高温蒸压处理，即可得到蒸压加气混凝土砌块。
[0020] 本制备方法步骤4)的生石灰消解速度8〜15分钟；水泥采用标号为42.5的普通水泥，初凝结时间大于45分钟，终凝结时间小于6小时。
[0021] 本制备方法步骤5)的稀糊状铝粉倒入料浆中一起混合后搅拌的时间为30〜60秒，发气率> 99%。
[0022] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
[0023] (I)该产品具有优良的保温隔热、防噪音、高强、低碳等性能优点，该产品的生产方法工艺要求低，能耗低，能满足建筑节能需求。
[0024] (2)在制备蒸压加气混凝土砌块过程中，采用废矿渣中的钙成份代替制备所需的部分钙质材料，采用废矿渣、河沙中的硅成份代替制备所需的硅质材料，变废为宝，减少砂资源的耗用，节约资源，原材料取材更加广泛，既降低生产成本，又能解决废矿渣占用土地及污染环境问题，具有显著的经济意义和社会意义，应用前景非常广泛。
[0025] 所以，本发明产品及制备方法不仅解决了废矿渣占用土地及污染环境问题，而且所生产的蒸压加气混凝土砌块又能达到建筑材料的要求，大大降低了生产成本，实现了废物的回收、循环利用。
具体实施方式
[0026] 下面结合具体的实施案例来进一步说明本发明:
[0027] 实施例1
[0028] 下面以制备本发明选矿废渣蒸压加气混凝土砌块为例进行说明，蒸压加气混凝土砌块采用以下配方，各组分及质量百分比含量如下:
[0029] 1)废矿渣:25%，具体为铅锌矿选矿场废渣，主要由石粉及少量粘土组成，石粉及少量粘土含量24%，钙、硅比为C/S=0.71〜0.75，两者占矿废渣成分的63〜65%，废矿渣水分含量小于30% ；
[0030] 2)河沙:45%，具体为疏通河道打捞上来的沉积沙，硅含量大于90%，泥含量小于3% ；
[0031] 3)生石灰:14%,具体为中速石灰,消解速度8-15分钟,I丐含量大于85% ；
[0032] 4)水泥:13%，具体为普通42.5水泥，水泥强度符合GB175-2007标准，凝结时间:初凝大于45分钟,终凝小于6小时；
[0033] 5)外加剂:3%，具体为铝粉和石膏，铝粉要求金属铝含量不小于98%，发气率大于99% ;石膏为化工厂制造磷酸时的废料(磷石膏)，三氧化硫含量为35-40%。
[0034] 具体的选矿废渣蒸压加气混凝土砌块的制备方法如下:
[0035] (1)磨制:将废矿渣、河沙材料、生石灰分别经破碎后磨成粉状，磨细筛分直至满足细度至干筛法0.080mm方孔标准筛筛余量10-15% ；
[0036] (2)称量:按上面配方所列的质量配合比称量出废矿渣、河沙、生石灰、水泥、外力口剂；
[0037] (3)混合水磨:将步骤(2)称量好的废矿渣、河沙、石膏混合，并加水磨成沙浆；
[0038] (4) 一次混合搅拌:经电脑计量砂浆重量，在步骤(3)所得的沙浆中按各原料组份的量加入生石灰、水泥，加水混合均匀搅拌成料浆，同时也将已称量好的铝粉独立加水搅拌成稀糊状；
[0039] (5) 二次混合搅拌:在步骤(4)料浆搅拌均匀后，对其进行扩散度检测，扩散度达到20〜22cm，再将稀糊状铝粉倒入料浆中一起混合，继续搅拌40秒，使铝粉均匀分散在料浆中，确保蒸压加气混凝土砌块的粘度；
[0040] (6)注模、静养:将步骤(5)得到的料浆浇筑入模框，经发气膨胀，静养硬化。
[0041] (7)切割:将步骤(6)静养发气稠化凝结后已具有一定的强度的坯体，脱掉模框，把胚体输送到切割机，切割成个钟规格砖胚；[0042] (7)蒸压:最后将砖胚进行高温蒸压处理，即可得到本发明的蒸压加气混凝土砌块。
[0043] 本发明采用的废矿渣可以是其它选矿场选矿后遗弃的废矿渣，比如磷、银、金、铁等选矿场废矿渣，只要矿废渣所含化学成分钙、硅比例适合生产蒸压加气混凝土砌块。这个配方及方法制成的本发明蒸压加气混凝土砌块抗压强度平均达到5.8MPA，单块最低值为
5.0MPA,干燥收缩性，0.42，抗冻性，4.7MPA，导热系数0.2，均达到级别A5.0B07的要求。
[0044] 实施例2
[0045] 本发明选矿废渣蒸压加气混凝土砌块采用以下配方，各组分及质量百分比含量如下:
[0046] I)废矿渣:17%，具体为铅锌矿选矿场废渣，主要由石粉及少量粘土组成，石粉及少量粘土含量24%，钙、硅比例为C/S=0.71〜0.75，废矿渣水分含量小于30% ；
[0047] 2)河沙:55%,具体为疏通河道打捞上来的沉积沙,娃含量大于90%,泥含量小于3% ；
[0048] 3)生石灰:12%，具体为中速石灰，消解速度8-15分钟，钙含量大于85% ；
[0049] 4)水泥:15%，具体为普通42.5水泥，水泥强度符合GB175-2007标准，凝结时间:初凝大于45分钟,终凝小于6小时；
[0050] 5)外加剂:1%，具体为铝粉和石膏，铝粉要求金属铝含量不小于98%，发气率大于99% ;石膏为化工厂制造磷酸时的废料(磷石膏)，三氧化硫含量为35-40%。
[0051] 制备上述配方蒸压加气混凝土砌块的方法与实施例制备的过程的相同。
[0052] 实施例3
[0053] 以废矿渣、河沙、生石灰、水泥、外加剂的质量百分比含量为21%、50%、13%、14%、2%为配方，采用实施例1的制备方法，即可得到此配方的蒸压加气混凝土砌块。
[0054] 实施例4
[0055] 以废矿渣、河沙、生石灰、水泥、外加剂的质量百分比含量为29%、40%、15%、12%、4%为配方，采用实施例1的制备方法，即可得到此配方的蒸压加气混凝土砌块。
[0056] 按上述实施例制得的产品，具有优良的保温隔热、防噪音、高强、低碳等性能优点，该产品的生产方法工艺要求低，能耗低，能满足建筑节能需求。产品以GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》为检验标准，经认定证检验，各项指标均达到级别A5.0B07的要求，具体情况如下表: [0057] 表I选矿废渣混合物蒸压加气混凝土砌块技术配方原材料配比表
[0059] 表2选矿废渣混合物蒸压加气混凝土砌块测试结果表
[0061] 从上两个表可以看出，蒸压加气混凝土砌块各项指标均达到级别A5.0B07的要求，但是产品配方不同，各项指标也会有所不同，因此我们可以根据产品性能的需要，选择不同的配方来生产。
Claims (4)
1.一种选矿废渣蒸压加气混凝土砌块，其特征在于:按重量比计算，它是由废矿渣17〜29%、河沙40〜55%、生石灰12〜15%、水泥12〜15%、外加剂I〜4%以及加水制备而成，其中: 所述废矿渣由石粉及少量粘土组成，其所含钙百分比为45〜47%、含硅百分比为18〜20%，钙硅化学成分百分比为C/S=0.71〜0.75，废矿渣水分含量为25〜30% ;河沙含硅量为90〜92%，含泥量I〜3% ;生石灰为中速石灰，钙含量为85〜90% ； 所述外加剂为铝粉和石膏，铝粉中金属铝含量百分比为98〜99%，石膏为化工厂制造磷酸时的废料(磷石膏)，三氧化硫含量为35〜40%。
2.一种制备如权利要求1所述的选矿废渣蒸压加气混凝土砌块的方法，其特征在于包括以下步骤: O磨制:将生石灰分别经破碎后磨成粉状，磨细筛分细度直至干筛法0.080mm方孔标准筛筛余10〜15% ； 2)称量:按配方的质量配合比称量出废矿渣、河沙、生石灰、水泥、外加剂； 3)混合水磨:将废矿渣、河沙、石膏按原料组份的配比质量混合,并加水磨成沙浆； 4) 一次混合搅拌:经电脑计量砂浆重量，在步骤3)所得的沙浆中按各原料组份的量加入生石灰、水泥，加水混合均匀搅拌成料浆，同时也将已称量好的铝粉独立加水消解、搅拌成稀糊状； 5) 二次混合搅拌:在步骤4)料浆搅拌均匀后，对其进行扩散度检测，扩散度达到20〜22cm,再将稀糊状铝粉倒入料浆中一起混合，继续搅拌均匀； 6)注模、静养、切割:·然后把料浆浇筑入模框发气膨胀，再静养硬化成可切割胚体后，脱掉模框，切割成各种规格砖胚； 7)蒸压:最后将砖胚进行高温蒸压处理，即可得到蒸压加气混凝土砌块。
3.根据权利要求2所述的选矿废渣蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于:所述步骤4)的生石灰消解速度8〜15分钟；水泥采用标号为42.5的普通水泥，初凝结时间大于45分钟，终凝结时间小于6小时。
4.根据权利要求2所述的选矿废渣蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于:所述步骤5)的稀糊状铝粉倒入料浆中一起混合后搅拌的时间为30〜60秒，发气率> 99%。
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