CN103819218B - 一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：1)将铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粉料；2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合的混合料；3)将步骤2)所得混合料与水搅拌，混匀，调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；4)将步骤3)所得坯体经静停预养、翻转切割、高温蒸压养护，即得所述加气混凝土砌块。本发明以铁尾矿为主要原料，添加适当的助剂，制成轻质、节能、环保的加气混凝土砌块，解决了磁铁矿尾矿冶金固废大宗利用的问题，为冶金矿山固废变废为宝、化害为利开辟了新的利用途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种加气混凝土砌块的生产方法，尤其涉及一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法。
背景技术
加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、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。加气混凝土砌块一般重量为500-700千克/立方米，只相当于粘土砖和灰砂砖的1/4-1/3，普通混凝土的1/5，是混凝土中较轻的一种，适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙。使用这种材料，可以使整个建筑的自重比普通砖混结构建筑的自重降低40%以上。由于建筑自重减轻，地震破坏力小，所以还可大大提高建筑物的抗震能力。
目前，用于生产加气混凝土砌块的主要原料是粉煤灰等轻质尾矿，国内蒸压粉煤灰加气混凝土材料得到了重点推广与应用。如CN101570415A公开了一种蒸压加气混凝土砌块，由石灰、水泥、粉煤灰、石膏、铝粉、外加剂组成；其每立方米重量配比是:石灰112.5-125kg、水泥15.75-17.5kg、粉煤灰432-480kg、石膏74.7-83kg、铝粉0.03895-0.004305kg、外加剂0.0095-0.0105kg。CN1624267A公开了一种多孔混凝土砌块，它是由下述重量百分比的原料制成：水泥55～65％、煤灰34～45％、发泡剂0.2～0.6％、添加剂0.2～0.5％。
但是，粉煤灰资源有限，开发其他的生产加气混凝土砌块的方法很有必要。而近年以矿山尾矿生产建材的研究逐渐增多，如CN101713229A公开了一种蒸压加气混凝土砌块，它使用铜矿尾砂为主要原料，将铜矿尾砂用球磨机磨细制成浆体然后与水泥、磨细的生石灰、脱硫石膏经过配料搅拌后制成特定浓度的料浆，然后加入一定量的预先制好的特定浓度的铝浆，在搅拌均匀后首先对浇注入模后的料浆用气孔整理机进行气孔整理，然后进行静养发气，之后由翻转行车进行脱模操作，脱模后的模框依次经过重新组模、清理涂油、浇注；脱模后的坯体由小车送至切割机按要求进行纵、横六面切割，切割好的坯体由行车吊运至蒸压釜前的蒸养小车上进行编组，然后送入蒸压釜进行高温蒸压养护，蒸压养护结束后进行出釜搬运，搬运后小车返回釜前进行编组，侧板返回切割段进行组模，成品送入成品仓库进行存放。
而在冶金矿山矿物加工过程中产出的铁尾矿量占其总量的70%～90%以上，对这些尾砂的处理当前大多采取的是尾矿充填、干排干堆和制备新型建材，尾矿充填、干排干堆不仅在占用大量土地的同时，需耗用大量人力、物力对尾砂进行转移，同时还因为存在尾砂库堤坝溃坝的危险而给环境和安全带来了极大的隐患。而制备新型建材则存在诸多目前难以解决的问题如尾矿比重较大、粒度较粗，制备出的产品强度低，有时不能满足节能建材产品的需要等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，本发明的方法用铁尾矿尤其是低贫钒钛生产出加气混凝土砌块，可大宗利用冶金矿山固废和提供符合国家标准的轻质、节能、隔音、环保的建材产品。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低贫钒钛铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
1)将低贫钒钛铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合的混合料；
3)将步骤2)所得混合料与水搅拌，混匀，调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养、翻转切割、高温蒸压养护，即得所述加气混凝土砌块。
采用预先脱泥，研磨分级技术，可提高低贫钒钛铁尾矿中的硅铝含量，降低尾矿粒度，改善尾矿粒度组成，并添加助剂提高制品的早期强度，从而实现利用低贫钒钛铁尾矿制备符合国家标准要求的加气混凝土砌块。
本发明所述的方法中，步骤1)所述铁尾矿为低贫钒钛铁尾矿。
本发明所述的方法中，步骤1)所述粉料的粒度小于0.2mm，例如为0.1-0.15mm，0.12-0.18mm、0.05-012mm等，优选小于0.080mm。
本发明所述的方法中，步骤2)中所述混合料中粉料50wt%～80wt%，例如为53%、58%、65%、71%、77%等，水泥5wt%～25wt%，例如为7%、11%、15%、19%、24%等，石灰10wt%～35wt%，例如为13%、18%、25%、30%、34%等；优选为粉料60wt%～70wt%，水泥10wt%～15wt%，石灰15wt%～25wt%。达到原料中硅、铝与钙铁等元素匹配，形成水化产物的化学配比。
本发明所述的方法中，步骤3)中水与混合料的比为0.4～0.8，例如为0.5、0.58、0.62、0.66、0.71、0.76、0.79等，优选为0.56～0.64。
本发明所述的方法中，步骤3)中以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为0.3wt%～5wt%，例如为0.6%、1.2%、2.0%、2.5%、3.3%、4.5%等，发气剂为0.02wt%～0.25wt%，例如为0.05%、0.09%、0.15%、0.19%、0.23%等，优选缓凝剂为1wt%～3wt%，发气剂为0.05wt%～0.10wt%。
其中，缓凝剂可以使用石膏，纯碱等，发气剂可以使用铝粉膏等。
本发明所述的方法中，步骤4)中所述静停预养的时间为1h以上，例如为1.3h、1.8h、2.5h、3h、4.5h、6h等，优选为2～4h。
本发明所述的方法中，步骤4)中所述高温蒸压养护的时间为5h以上，例如为5.5h、7h、9h、10.5h、12h等，优选为8～10h。
本发明所述的方法中，步骤4)中所述高温蒸压养护的温度为150～250℃，例如为155℃、170℃、190℃、210℃、235℃、246℃等，优选为180～200℃；高温蒸压养护的压力为0.5-2.0MPa，例如为0.7MPa、1.1MPa、1.5MPa、1.9MPa等，优选为0.8-1.2MPa。
制备蒸压加气混凝土制品时，在常压下，石灰在水中溶解后，和水泥中的各种矿物如：C3S、C2S、C3A、C4AF先发生水化反应，生成Ca(OH)2，各种类型的C-S-H胶凝物质以及少量的水化硫铝酸钙晶体。C3S水化时析出Ca(OH)2提高料浆碱度有利于铝粉发气，C3A水化加速料浆初塑性强度的增长，水化硅铝酸钙晶体的形成有利于提高坯体强度。采用高压釜蒸压的生产工艺增加制品的强度，在高温高压蒸养下石灰与活性成分SiO2、A12O3反应获得坯体的强度，水泥与SiO2、A12O3水化反应后的生成物为C-S-H凝胶和托贝莫来石，未参与反应的成分胶结一起。
本发明以铁尾矿，尤其为承德地区低贫钒钛磁铁矿的选铁尾矿为主要原料，配以生石灰粉、水泥等主要胶结料，掺入铝粉、添加剂为发气剂与助剂，经发泡静养后，制备出加气混凝土砌块。通过本发明的制备方法形成的多功能加气混凝土砌块，实现了铁尾矿建筑墙体材料轻质、利废、节能、健康的发展目标。
作为优选技术方案，本发明所述的方法，包括如下步骤：
1)将低贫钒钛铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粒度小于0.080mm的粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合得到混合料，其中粉料60wt%～70wt%，水泥10wt%～15wt%，石灰15wt%～25wt%；
3)将步骤2)所得混合料与水调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；水与混合料的比为0.56～0.64；以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为1wt%～3wt%，发气剂为0.05wt%～0.10wt%；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养2～4h、翻转切割、180～200℃、0.8-1.2MPa下高温蒸压养护8～10h，即得所述加气混凝土砌块。
本发明的制备方法具有如下有益效果：
1)本发明的方法可大宗利用冶金矿山固废，制得轻质、节能建材产品；
2)本发明方法制得的加气混凝土砌块的干密度为590kg/m3～610kg/m3，平均抗压强度为3.6MPa以上，冻后强度达到2.9MPa以上，干燥收缩系数值为0.39mm/m以下，导热系数0.14W/(m·k)以下，符合GB11968-2006中A3.5B06的质量等级要求；
3)本发明方法制得的加气混凝土砌块的其它指标，如尺寸偏差，平面弯曲，表面疏松情况均符合国标要求，可用于建筑行业中的工业与民用建筑的框架隔墙和围墙等建筑材料；
4)本发明方法制得的加气混凝土砌块具有轻质、节能、隔音、环保的特点。
附图说明
图1为本发明的低贫钒钛铁尾矿生产加气混凝土砌块的工艺流程示意图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
1）选用铁尾矿为原料，经过预先脱泥，然后进行研磨分级和高浓度粒级匹配，即在较高浓度(如：35%～65%)条件下进行分级过程，得到粒度小于0.2mm的低贫钒钛铁尾矿粉料；
2）按重量配比：取经处理后的低贫钒钛铁尾矿50wt%～80wt%，配加水泥5wt%～25wt%，石灰10wt%～35wt%，达到原料中硅、铝与钙铁等元素匹配，形成水化产物的化学配比；
3）将物料按水料比0.4～0.8调浆，搅拌、混匀；添加缓凝剂0.5wt%～5wt%，发气剂0.02wt%～0.25wt%；添加发气剂后，0.5min～2min注模发泡，经水泥与缓凝剂微泡稳固而成加气混凝土坯体；
4）经静停、预养1h以上，将坯体翻转、按成品大小要求切割；入高温蒸压釜，150～250℃、0.5-2.0MPa下蒸压养护5h以上，蒸养过程为程序智能控制，最后即得轻质节能的加气混凝土砌块成品。
实施例1
一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
1)将低贫钒钛铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粒度小于0.080mm的粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合得到混合料，其中粉料52wt%，水泥25wt%，石灰23wt%；
3)将步骤2)所得混合料与水调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；水与混合料的比为0.5；以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为4.5wt%，发气剂为0.15wt%；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养2h、翻转切割、200℃、0.7MPa下高温蒸压养护7h，即得所述加气混凝土砌块。
实施例2
一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
1)将低贫钒钛铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粒度小于0.015mm的粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合得到混合料，其中粉料78wt%，水泥5wt%，石灰17wt%；
3)将步骤2)所得混合料与水调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；水与混合料的比为0.8；以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为0.5wt%，发气剂为0.05wt%；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养4h、翻转切割、150℃、2.0MPa下高温蒸压养护10h，即得所述加气混凝土砌块。
实施例3
一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
1)将低贫钒钛铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粒度小于0.20mm的粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合得到混合料，其中粉料65wt%，水泥10wt%，石灰25wt%；
3)将步骤2)所得混合料与水调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；水与混合料的比为0.64；以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为2wt%，发气剂为0.8wt%；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养1.5h、翻转切割、190℃、1.0MPa下高温蒸压养护9h，即得所述加气混凝土砌块。
按照GB11968-2006测试实施例1-3制得的加气混凝土砌块的性能。结果如下：干密度为590kg/m3～610kg/m3，抗压强度为3.6MPa以上，冻后强度达到2.9MPa以上，干燥收缩系数值为0.39mm/m以下，导热系数0.14W/(m·k)以下；尺寸偏差，平面弯曲，表面疏松情况均符合国标要求。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (7)
1.一种铁尾矿生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
1)将铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合的混合料；
3)将步骤2)所得混合料与水搅拌，混匀，调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养、翻转切割、高温蒸压养护，即得所述加气混凝土砌块；
步骤2)中所述混合料中粉料60wt％～70wt％，水泥10wt％～15wt％，石灰15wt％～25wt％；
步骤3)中水与混合料的比为0.4～0.8；
步骤1)所述铁尾矿为低贫钒钛铁尾矿；
步骤1)所述粉料的粒度小于0.2mm；
步骤3)中以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为0.3wt％～5wt％，发气剂为0.02wt％～0.25wt％；
步骤4)中所述静停预养的时间为1h以上，步骤4)中所述高温蒸压养护的时间为5h以上，步骤4)中所述高温蒸压养护的温度为150～250℃；高温蒸压养护的压力为0.5-2.0MPa。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述粉料的粒度小于0.080mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中水与混合料的比为0.56～0.64。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，缓凝剂为1wt％～3wt％，发气剂为0.05wt％～0.10wt％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述静停预养的时间为2～4h。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述高温蒸压养护的时间为8～10h。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将低贫钒钛铁尾矿预先脱泥，然后研磨得到粒度小于0.080mm的粉料；
2)将步骤1)所得粉料与水泥、石灰混合得到混合料，其中粉料60wt％～70wt％，水泥10wt％～15wt％，石灰15wt％～25wt％；
3)将步骤2)所得混合料与水调浆后加入缓凝剂、发气剂注模发泡成为坯体；水与混合料的比为0.56～0.64；以混合料与缓凝剂、发气剂的总量为基准，所述缓凝剂为1wt％～3wt％，发气剂为0.05wt％～0.10wt％；
4)将步骤3)所得坯体经静停预养2～4h、翻转切割、180～200℃、0.8-1.2MPa下高温蒸压养护8～10h，即得所述加气混凝土砌块。
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