CN103496933B - 高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：一、高硅铁尾矿粉的制备A．将浓度为20%～70%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置1～5天；B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖。
Description
技术领域
本发明涉及到建筑材料和环保领域，具体涉及到一种高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法。
背景技术
铁尾矿是铁矿石经过选取铁精矿后剩余的固体废弃物。随着我国钢铁工业的迅速发展，铁矿石的开采量不断增加，铁矿厂排出的尾矿越来越多。据中国资源综合利用协会发展报告，2009年我国尾矿总产生量达到了 11.92 亿吨，占全国工业固体废弃物的 45% 以上，而综合利用率只 13.3%，且目前已累积堆存100 多亿吨。铁尾矿的排放和处置，一直是困扰选矿业发展的大问题。堆置尾矿不仅挤占农田，而且危害环境，主要表现在：尾矿粒度小、体重轻、堆放时易流动和塌漏，破坏植被；尾矿粉尘在大风的推动下四处飞扬，造成土壤污染，土地退化和空气含尘量增高；尾矿成分及残留选矿药剂对生态环境破坏加剧，使农作物、地面水和地下水源受到污染。尾矿的堆置还需耗用大量的维护资金。因此解决尾矿困扰的根本出路，是将尾矿作为二次资源的开发和利用，以铁尾矿制备建筑材料，可以减少铁尾矿的库容，减少环境污染，保护土地资源，具有重要的社会和环保意义。
目前，已经有人研究以铁尾矿制备建筑材料。申请号为201110428538.9的发明专利公布了一种采用铁尾矿制备混凝土免烧砖的方法，该方法采用了从铁尾矿中筛分出的粗颗粒作为细骨料，所得的免烧砖的抗压前强度达到了15Mpa。申请号为200910023127.4的发明专利公布了一种采用铁尾矿制备多孔保温板材的方法，该方法要将铁尾矿磨细至的细度小于75微米。而申请号为201110370131.5的专利公布了一种利用铁尾矿为原料制备自保温功能的节能墙体材料，该方法也需要将铁尾矿磨成粉状。如上所述，现有利用铁尾矿的技术要筛分或者采用机械的方法将铁尾矿磨成粉，能源消耗大，生产过程中具有较大的噪声和粉尘污染，因此不容易推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为20%～70%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置1～5天；
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入60～65℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；
C．将尾矿浆倒入模具中，在温度20～30℃静置1天。
D．脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1.25～1.35 MPa、温度180 ～190℃条件下恒温恒压8 ～8.5小时，烘干后，即得压蒸砖成品。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的铁尾矿由鞍山铁矿提供，其SiO2质量含量大于70%，其典型化学成分如下表所示：
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 | LOI | S |
| （%） | 76.18 | 0.61 | 17.86 | 2.75 | 1.16 | 0.70 | 0.09 | 0.10 | 0.03 | 0.51 | 99.3 |
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
由于铁均匀分布于SiO2的晶体中，本发明采用硫酸浸泡高硅铁尾矿，硫酸和其中的铁发生原位反应，生成硫酸铁，从而产生体积膨胀，并放出大量的热量，从而使铁尾矿变成微细粉体，其粉体的比表面积随硫酸浸泡的时间增长及硫酸浓度的增大而增大，粉体的比表面积达810m2/Kg。
本发明的优点是：高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，所需的高硅铁尾矿粉来源于采用高硅铁尾矿制备硫酸铁的副产品，减少了粉磨工序，设备投资少，减少了粉尘及噪音污染；成本低廉。
具体实施方式
下面通过具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为20%～70%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置1～5天；
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
| 原料 | 水泥 | 石灰 | 石膏 | 铝粉 | 水 | 高硅铁尾矿粉 |
| 质量比 | 1 | 1 | 0.21 | 0.0057 | 0.6 | 4～10 |
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入60～65℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；
C．将尾矿浆倒入模具中，在温度20～30℃静置1天。
D．脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1. 25～1.35 MPa、温度180 ～190℃条件下恒温恒压8 ～8.5小时，烘干后，即得压蒸砖成品。
所述的铁尾矿由鞍山铁矿提供，其SiO2质量含量大于70%，其典型化学成分如下表所示：
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 | LOI | S |
| （%） | 76.18 | 0.61 | 17.86 | 2.75 | 1.16 | 0.70 | 0.09 | 0.10 | 0.03 | 0.51 | 99.3 |
所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
实施例1
高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为20%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置1天；
所述的铁尾矿由鞍山铁矿提供，其SiO2质量含量大于70%，其典型化学成分如下表所示：
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 | LOI | S |
| （%） | 76.18 | 0.61 | 17.86 | 2.75 | 1.16 | 0.70 | 0.09 | 0.10 | 0.03 | 0.51 | 99.3 |
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，测得粉体的比表面积达410m2/Kg，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
| 原料 | 水泥 | 石灰 | 石膏 | 铝粉 | 水 | 高硅铁尾矿粉 |
| 质量比 | 1 | 1 | 0.21 | 0.0057 | 0.6 | 10 |
所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入60℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；
C．将尾矿浆倒入模具中，在温度25℃静置1天。
D．脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1.25MPa、温度190℃条件下恒温恒压8小时，烘干后，即得压蒸砖成品，得到压蒸砖干密度为850 kg/m3，抗压强度为1.80MPa。
实施例2
高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为20%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置5天；
所述的铁尾矿由鞍山铁矿提供，其SiO2质量含量大于70%，其典型化学成分如下表所示：
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 | LOI | S |
| （%） | 76.18 | 0.61 | 17.86 | 2.75 | 1.16 | 0.70 | 0.09 | 0.10 | 0.03 | 0.51 | 99.3 |
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，测得粉体的比表面积达605m2/Kg，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
| 原料 | 水泥 | 石灰 | 石膏 | 铝粉 | 水 | 高硅铁尾矿粉 |
| 质量比 | 1 | 1 | 0.21 | 0.0057 | 0.6 | 4 |
所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入65℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；
C．将尾矿浆倒入模具中，在温度25℃静置1天。
D．脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1.35MPa、温度180℃条件下恒温恒压8.5小时，烘干后，即得压蒸砖成品，得到压蒸砖干密度为460 kg/m3，抗压强度为4.85MPa。
实施例3
高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为70%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置1天；
所述的铁尾矿由鞍山铁矿提供，其SiO2质量含量大于70%，其典型化学成分如下表所示：
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 | LOI | S |
| （%） | 76.18 | 0.61 | 17.86 | 2.75 | 1.16 | 0.70 | 0.09 | 0.10 | 0.03 | 0.51 | 99.3 |
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，测得粉体的比表面积达505m2/Kg，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
| 原料 | 水泥 | 石灰 | 石膏 | 铝粉 | 水 | 高硅铁尾矿粉 |
| 质量比 | 1 | 1 | 0.21 | 0.0057 | 0.6 | 10 |
所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入60℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；
C．将尾矿浆倒入模具中，在温度25℃静置1天。
D．脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1.25MPa、温度190℃条件下恒温恒压8小时，烘干后，即得压蒸砖成品，得到压蒸砖干密度为590kg/m3，抗压强度为2.40MPa。
实施例4
高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为70%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置5天；
所述的铁尾矿由鞍山铁矿提供，其SiO2质量含量大于70%，其典型化学成分如下表所示：
| 成分 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 | LOI | S |
| （%） | 76.18 | 0.61 | 17.86 | 2.75 | 1.16 | 0.70 | 0.09 | 0.10 | 0.03 | 0.51 | 99.3 |
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，测得粉体的比表面积达810m2/Kg，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
| 原料 | 水泥 | 石灰 | 石膏 | 铝粉 | 水 | 高硅铁尾矿粉 |
| 质量比 | 1 | 1 | 0.21 | 0.0057 | 0.6 | 4 |
所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入65℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；
C．将尾矿浆倒入模具中，在温度25℃静置1天。
D．脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1.35MPa、温度180℃条件下恒温恒压8.5小时，烘干后，即得压蒸砖成品，得到压蒸砖干密度为290kg/m3，抗压强度为3.80MPa。
Claims (3)
1.高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、高硅铁尾矿粉的制备
A．将浓度为20%～70%的硫酸慢慢加入到未处理的铁尾矿，直至硫酸完全浸没铁尾矿，放置1～5天；
B．将试样慢慢搅拌，用漏斗过滤，再加水过滤到无硫酸附着，取出干燥,得到高硅铁尾矿粉，过滤液可按常用方法制备硫酸铁；
二、用上述高硅铁尾矿粉为主要原料，经压蒸制得高硅铁尾矿压蒸砖
A．选用如下质量比的原料
B．按上述配比，将各种原料混合搅拌均匀，加入60～65℃的温水继续搅拌，达到粘稠状态；C．将尾矿浆倒入模具中，在温度20～30℃静置1天；D.脱模，将试件放入压蒸釜中，蒸压养护条件: 在压力 1.25～1.35 MPa、温度180 ～190℃条件下恒温恒压8 ～8.5小时，烘干后，即得压蒸砖成品。
2.按照权利要求1所述的高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，其特征在于：所述的水泥符合国家标准《GB175—2007通用硅酸盐水泥》中对 P·O42. 5水泥的质量要求。
3.按照权利要求1所述的高硅铁尾矿压蒸砖的制备方法，其特征在于：所述的石灰消解温度为 67℃，消解时间为14min，0. 08mm方孔筛筛余量小于15% ，符合国家标准《JC/T 621—2009 硅酸盐建筑制品用生石灰》要求。
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