CN103896543B - 以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒及其制备方法，该免烧陶粒的原料组分为预处理褐煤提锗尾渣、水泥、生石灰、水、外加剂；通过将预处理褐煤提锗尾渣、生石灰、水泥干混后，加入水和外加剂继续搅拌均匀后，将所得混合料陈化造球，静养，然后在0.75Mpa~1.05Mpa条件下蒸压养护，自然降温的过程制得褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒；本发明能耗小、尾矿利用率较高、产品性能较好。

Description

以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒及其制备方法
技术领域
本发明属于免烧陶粒技术领域，具体涉及一种以褐煤提锗尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法。
背景技术
近年来，陶粒以其质轻、价廉及良好的保温隔热性能广泛用于建材、耐火保温材料等部门，特别是免烧陶粒，因其能耗小，工艺简单，而得到广泛关注。当前制作陶粒的主要原料是粘土，页岩或粉煤灰为原料制备陶粒且传统工艺中水泥用量较高，如“页岩免烧陶粒”(CN201268430Y，2008)，使用褐煤提锗尾渣为原料制备陶粒的研究未见报道。
在提锗的过程中，先将褐煤焙烧，再采用大量的含酸溶液处理含锗烟尘，将其中的四价锗转移到溶液中，过滤洗涤后，滤渣经碱石灰中和后即为褐煤提锗尾渣。目前褐煤提锗尾渣主要采取堆放处理，容易造成占地、污染环境等问题，考虑到其主要成分为Si，并且经过焙烧，活性较好，可以作为制备陶粒的基础材料。本研究采用褐煤提锗尾渣为基质制备陶粒，以实现二次资源回收利用和环保的目的。本发明工艺简单、能耗小、尾渣利用率较高、产品性能好。
发明内容
本发明旨在克服已有的技术缺陷，提供一种工艺简单，能耗较小的褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒，该免烧陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比为褐煤提锗尾渣50wt%~65wt%、水泥10wt%~15wt%、生石灰10wt%~20wt%、水5wt%~15wt%、添加量为水泥重量2.0%~2.06%的外加剂；各组分的重量百分比之和为100%。
其中所述外加剂为硫酸钠和/或三乙醇胺，两者混合时按任意比混合。
本发明另一目的是提供以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒的制备方法，具体操作步骤如下：
（1）将预处理褐煤提锗尾渣、生石灰、水泥倒入搅拌机内干混4min~5min后，加入水和外加剂继续搅拌3~5min；
（2）将步骤（1）所得混合料陈化1h~2h后置于圆盘造球机中造球；
（3）将步骤（2）所得成品球静养24h后放入蒸养釜内，在0.75Mpa~1.05Mpa条件下蒸压养护5h~8h，自然降温，即得以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒。
所述预处理提锗尾渣是先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%，即得预处理提锗尾渣。
本发明中所述褐煤提锗尾渣是指将含锗褐煤筛分、制煤球后加入链条炉冶炼，对炉内产生的含锗烟尘采用旋风收烟器、布袋收尘器进行收集，然后采用8～9mol/L盐酸溶液对含锗烟尘加温浸出，加热温度为是80~90℃，浸出时间4h-8h，锗以四氯化锗的形式转移到浸出溶液中，将溶液过滤，滤渣洗涤后经碱石灰中和至中性即得到褐煤提锗尾渣；制得的褐煤提锗尾渣粒度较粗，粒径大于3mm的尾渣>80%，需经过粉磨才能成球；其塑性指数为12%~14%，可塑性中等；含锗褐煤的冶炼采用常规方法进行，如参照申请号93121175.1中方法实施。
由于采用了上述技术方案，本发明有以下有益效果：
1、本发明以褐煤提锗尾渣为原料制备免烧陶粒，为该类尾矿提供了有效的利用途径，解决了尾矿堆存造成的安全隐患，环境污染等问题；
2、本发明不需要添加粘土或者粉煤灰，成本低，减少了对土地资源的破坏；
3、成品陶粒只需要蒸压养护而不需要高温焙烧，节约了生产成本，有效地降低了能耗；
4、用该方法制备的免烧免蒸陶粒外形美观，并且具有良好的后期强度，其抗压性及吸水率都能达到GB/T17431.1-1998要求。
因此，本发明具有环境友好，能耗小的优点，拓宽了免烧陶粒的原料来源，开拓了褐煤提锗尾渣综合利用的新途径，其产品性能均能达到国家标准。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容，本实施例中所用试剂如无特殊说明，均为常规市售试剂。
实施例中所述褐煤提锗尾渣均来自云南某选矿公司，其是由含锗褐煤筛分、制煤球后加入链条炉冶炼，对炉内产生的含锗烟尘采用旋风收烟器、布袋收尘器进行收集，然后采用8～9mol/L盐酸溶液对含锗烟尘加温浸出，加热温度为是80~90℃，浸出时间4h~8h，锗以四氯化锗的形式转移到浸出溶液中，将溶液过滤，滤渣洗涤后经碱石灰中和至中性即得到褐煤提锗尾渣。
实施例1：以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比为：预处理褐煤提锗尾渣50wt%、水泥15wt%、生石灰20wt%、水14.7wt%、添加量为水泥重量2.0wt%的外加剂硫酸钠。
该褐煤提锗尾渣免烧陶粒的制备步骤是：
（1）先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%，即得预处理提锗尾渣；
（2）将预处理褐煤提锗尾渣50kg、生石灰20kg、水泥15kg倒入搅拌机内干混4min后，加入14.7kg水和0.3kg外加剂硫酸钠继续搅拌3min；
（3）将步骤（2）所得混合料陈化1h后置于圆盘造球机中造球；
（4）将步骤（3）所得成品球静养24h后放入蒸养釜内，在0.75Mpa条件下蒸压养护8h，自然降温，即得以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒。
本实施例所制备的免烧陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度；吸水率为6.21%，抗压强度为3.10MPa，其它标准均能达到用该方法制备的免烧陶粒其抗压性及吸水率都能达到GB/T17431.1-1998要求。
实施例2：以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比为：预处理褐煤提锗尾渣60wt%、水泥10wt%、生石灰15wt%、水14.794wt%、添加量为水泥重量2.06wt%的外加剂三乙醇胺。
该褐煤提锗尾渣免烧陶粒的制备步骤是：
（1）先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%，即得预处理提锗尾渣；
（2）将预处理褐煤提锗尾渣60kg、生石灰15kg、水泥10kg倒入搅拌机内干混5min后，加入14.794kg水和0.206kg外加剂三乙醇胺继续搅拌4min；
（3）将步骤（2）所得混合料陈化2h后置于圆盘造球机中造球；
（4）将步骤（3）所得成品球静养24h后放入蒸养釜内，在1.0Mpa条件下蒸压养护6h，自然降温，即得以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒。
本实施例所制备的免烧免蒸陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度。吸水率为6.22%，抗压强度为3.20MPa，其它标准均能达到用该方法制备的免烧陶粒其抗压性及吸水率都能达到GB/T17431.1-1998要求。
实施例3：以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比为：预处理褐煤提锗尾渣65wt%、水泥12wt%、生石灰10wt%、水12.758wt%、添加量为水泥重量2.02wt%的外加剂（三乙醇胺和硫酸钠按质量比1:1混合制得）。
该褐煤提锗尾渣免烧陶粒的制备步骤是：
（1）先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%，即得预处理提锗尾渣；
（2）将预处理褐煤提锗尾渣65kg、生石灰10kg、水泥12kg倒入搅拌机内干混4.5min后，加入12.758kg水和0.242kg外加剂继续搅拌5min；
（3）将步骤（2）所得混合料陈化1.5h后置于圆盘造球机中造球；
（4）将步骤（3）所得成品球静养24h后放入蒸养釜内，在1.05Mpa条件下蒸压养护5h，自然降温，即得以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒。
本实施例所制备的免烧免蒸陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度。吸水率为6.31%，抗压强度3.32MPa，其它标准均能达到用该方法制备的免烧陶粒其抗压性及吸水率都能达到GB/T17431.1-1998要求。
实施例4：以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比为：预处理褐煤提锗尾渣54.797wt%、水泥10wt%、生石灰20wt%、水15wt%、添加量为水泥重量2.03wt%的外加剂（三乙醇胺和硫酸钠按质量比1:2混合制得）。
该褐煤提锗尾渣免烧陶粒的制备步骤是：
（1）先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%，即得预处理提锗尾渣；
（2）将预处理褐煤提锗尾渣54.797kg、生石灰20kg、水泥10kg倒入搅拌机内干混4min后，加入15kg水和0.203kg外加剂继续搅拌5min；
（3）将步骤（2）所得混合料陈化2h后置于圆盘造球机中造球；
（4）将步骤（3）所得成品球静养24h后放入蒸养釜内，在0.95Mpa条件下蒸压养护7h，自然降温，即得以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒。
本实施例所制备的免烧免蒸陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度。吸水率为6.09%，抗压强度3.22MPa，其它标准均能达到用该方法制备的免烧陶粒其抗压性及吸水率都能达到GB/T17431.1-1998要求。

Claims (2)

1.一种以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒，其特征在于免烧陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比为：预处理褐煤提锗尾渣50wt%~65wt%、水泥10wt%~15wt%、生石灰10wt%~20wt%、水5wt%~15wt%、添加量为水泥重量2.0wt%~2.06wt%的外加剂；
所述外加剂为硫酸钠和/或三乙醇胺；
所述预处理褐煤提锗尾渣是先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%而制得。
2.权利要求1所述的以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
（1）将预处理褐煤提锗尾渣、生石灰、水泥倒入搅拌机内干混4min~5min后，加入水和外加剂继续搅拌3~5min；
（2）将步骤（1）所得混合料陈化1h~2h后置于圆盘造球机中造球；
（3）将步骤（2）所得成品球静养24h后放入蒸养釜内，在0.75Mpa~1.05Mpa条件下蒸压养护5h~8h，自然降温，即得以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒；
所述预处理褐煤提锗尾渣是先将褐煤提锗尾渣烘干至含水率小于1wt%，再破碎至粒径小于0.074mm的尾渣>80%，即得预处理褐煤提锗尾渣。
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