CN104446363A - 一种碳酸锰渣制备陶粒的方法 - Google Patents

一种碳酸锰渣制备陶粒的方法 Download PDF

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向晓东
王福君
李灿华
常玉锋
陈昆先
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Abstract

本发明公开了一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,按质量计称取50~70份碳酸锰渣、20~30份粘土、10~20份粉煤灰,0~6份锯末,在研磨机中混磨成100~150目粉末,然后在搅拌机里搅拌15~18min,均匀后称取水8~10份加入,在搅拌机中再混合搅拌18~22min,搅拌速度为200~250r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为2~10mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至60~70℃后,再进行烘干,烘干炉温度110~180℃,烘干时间100~200min。然后进入回转窑进行450~550℃生烧10~30min,最后在1050~1200℃高温焙烧10~30min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。

Description

一种碳酸锰渣制备陶粒的方法
技术领域
本发明属于有色冶金处理及资源化利用技术领域,尤其涉及一种利用碳酸锰渣生产保温砌块用陶粒的生产方法。
背景技术
一般来说,陶粒的制备方法有烧结型、高温热胀型和免烧型。专利201210115005.X报道了一种大掺量粉煤灰陶粒及制备空心砌块的方法,专利201310123385.6报道了一种用硼泥/黄土制作陶粒混凝土空心保温砌块,专利201310123432.7报道了一种用煤矸石/高岭土制备陶粒混凝土空心保温砌块的方法。这些专利文献突破原有的页岩原料的限制,使用粉煤灰等工业废渣替代粘土或页岩,但是其生产出陶粒具有干缩开裂的不足,究其原因,主要是这些无机工业废渣主要是充当填料,活性低,经高温反应后再次水化形成钙矾石等物相较难。
近年来,我国电解锰行业快速发展,电解锰产品在多个领域获得了广泛应用。我国电解锰生产主要采用湿法冶金工艺,95%的企业主要以菱锰矿(MnCO3)为原料,经酸浸、净化、电解沉积后生产金属锰。然而每生产1吨电解金属锰会排放6~10吨锰渣,全国堆存在电解锰厂附近的锰渣达到6000万吨以上,仅有很少一部分得到综合利用。碳酸锰渣的堆放会占用大量土地,此外长期放置会污染水体,破坏生态环境。而以碳酸锰渣为主要原料烧制的陶粒产品在工程应用中不仅不会对环境造成污染,还可以对其中含有的重金属产生很好的固化作用。因而碳酸锰渣是生产陶粒十分理想的材料。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,用该碳酸锰渣陶粒生产的空心砌块具有保温、抗震、抗冻、耐火等性能,同时解决了目前碳酸锰渣堆积和污染环境的问题,提高锰渣利用的附加值。
为达上述目的,本发明的一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,是按质量计称取碳酸锰渣50~70份、粘土20~30份、粉煤灰10~20份,锯末0~6份,在研磨机中混磨成100~150目粉末,然后在搅拌机里搅拌15~18min,均匀后称取水8~10份加入,在搅拌机中再混合搅拌18~22min,搅拌速度为200~250r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为2~10mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至60~70℃后,再进行烘干,烘干炉温度110~180℃,烘干时间100~200min。然后进入回转窑进行450~550℃生烧10~30min,最后在1050~1200℃高温焙烧10~30min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
更进一步地,上述步骤所述的碳酸锰渣尾渣为碳酸锰渣经过磁选后的尾渣,其化学成分 为SiO2、Al2O3、S、TFe、Fe2O3、Mn,金属锰含量小于5%。
更进一步地,所述的粘土塑性指数高于8,主要化学成分是Al2O3、SiO2、H2O,粘土为白云母、高岐石、蒙脱石、伊利石中的一种或几种的组合。
更进一步地,所述的粉煤灰为燃煤电厂中煤燃烧后的副产物,其化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、C。
更进一步地,所述的锯末的粒度在0.1~1.0mm之间。
本发明的有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有以下显著效果:
(1)本发明将大掺量地利用了碳酸锰渣作为合成陶粒的部分原料,使得碳酸锰渣得以回收利用,而且有效降低了砌块用陶粒的生产成本,同时使碳酸锰渣得到资源化利用;
(2)本发明制备碳酸锰渣堆积密度小于600kg/m3,抗压强度大于3.5MPa,适合于生产轻质墙板。
(3)本发明采用的主要原料碳酸锰渣中含有铁的氧化物,在高温焙烧时可以降低焙烧温度,从而相对节省了能源。
(4)本发明制备碳酸锰渣陶粒使碳酸锰渣中的重金属产生很好的固化作用,有效地防止了碳酸锰渣产生的环境污染,有利于生态文明建设。
具体实施例
本申请实施例通过提供一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,能够在使用碳酸锰渣生产保温陶粒时,提高锰渣的使用率,降低生产成本。
下面对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
实施例一: 
本发明实施例一提出了一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,该方法具体处理过程如下:按质量计称取50份碳酸锰渣、粘土30份、粉煤灰16份,锯末4份,在研磨机中混磨成150目粉末,然后在搅拌机里搅拌15min,均匀后称取水10份加入,在搅拌机中再混合搅拌20min,搅拌速度为250r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为5mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至70℃后,再进行烘干,烘干炉温度120℃,烘干时间120min。然后进入回转窑进行500℃生烧10min,最后在1100℃高温焙烧12min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
所述的电解硫酸锰渣尾渣为电解硫酸锰渣经过磁选后的尾渣,其化学成分为SiO2、Al2O3、 S、TFe、Fe2O3、Mn,金属锰含量小于5%。所述的粉煤灰为燃煤电厂中煤燃烧后的副产物,其化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、C。所述的粘土为高岐石,塑性指数为10。所述的锯末的粒度为0.1~0.5mm。
具体的,在获取所述碳酸锰渣保温陶粒之后,对所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度、抗压强度和1h吸水率等性能指标进行测量,测量获取所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度为456kg/m3,抗压强度为4.8MPa,1h吸水率为3.58%,各项性能指标优良。
本发明有益效果如下:
本发明实施例中,本申请技术方案是按质量比计将按质量计称取50份碳酸锰渣、30份粘土、16份粉煤灰,4份锯末,进行搅拌、成球、烘干、生烧和焙烧,冷却即得保温陶粒,由于使用了50份的碳酸锰渣尾渣,使得碳酸锰渣尾渣的使用率得以提高,从而能够有效降低陶粒生产成本,而且生产出的陶粒性能优良,保温性能好。
实施例二: 
本发明实施例一提出了一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,该方法具体处理过程如下:按质量计称取56份碳酸锰渣、粘土24份、粉煤灰20份,在研磨机中混磨成150目粉末,然后在搅拌机里搅拌17min,均匀后称取水8份加入,在搅拌机中再混合搅拌22min,搅拌速度为200r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为5mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至65℃后,再进行烘干,烘干炉温度150℃,烘干时间100min。然后进入回转窑进行500℃生烧10min,最后在1070℃高温焙烧10min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
所述的粘土塑性指数为15,主要化学成分是Al2O3、SiO2、H2O。所述的锯末的粒度为0.3~0.8mm。
具体的,在获取所述碳酸锰渣保温陶粒之后,对所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度、抗压强度和1h吸水率等性能指标进行测量,测量获取所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度为507kg/m3,抗压强度为4.5MPa,1h吸水率为2.39%,各项性能指标优良。
本发明有益效果如下:
本发明实施例中,本申请技术方案是按质量比计将按质量计称取56份碳酸锰渣、24份粘土、20份粉煤灰,进行搅拌、成球、烘干、生烧和焙烧,冷却即得保温陶粒,由于使用了56份的碳酸锰渣尾渣,使得碳酸锰渣尾渣的使用率得以提高,从而能够有效降低陶粒生产成本,而且生产出的陶粒性能优良,保温性能好。
实施例三: 
本发明实施例一提出了一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,该方法具体处理过程如下:按质 量计称取60份碳酸锰渣、粘土20份、粉煤灰18份,锯末2份,在研磨机中混磨成150目粉末,然后在搅拌机里搅拌15min,均匀后称取水10份加入,在搅拌机中再混合搅拌18min,搅拌速度为220r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为8mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至65℃后,再进行烘干,烘干炉温度130℃,烘干时间150min。然后进入回转窑进行450℃生烧20min,最后在1100℃高温焙烧10min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
所述的粘土塑性指数为12,主要化学成分是Al2O3、SiO2、H2O。所述的锯末的粒度为0.5~1.0mm。
具体的,在获取所述碳酸锰渣保温陶粒之后,对所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度、抗压强度和1h吸水率等性能指标进行测量,测量获取所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度为536kg/m3,抗压强度为3.9MPa,1h吸水率为2.78%,各项性能指标优良。
本发明有益效果如下:
本发明实施例中,本申请技术方案是按质量比计将按质量计称取60份碳酸锰渣、20份粘土、18份粉煤灰,2份锯末,进行搅拌、成球、烘干、生烧和焙烧,冷却即得保温陶粒,由于使用了60份的碳酸锰渣尾渣,使得碳酸锰渣尾渣的使用率得以提高,从而能够有效降低陶粒生产成本,而且生产出的陶粒性能优良,保温性能好。
实施例四: 
本发明实施例一提出了一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,该方法具体处理过程如下:按质量计称取65份碳酸锰渣、粘土20份、粉煤灰11份,锯末4份,在研磨机中混磨成200目粉末,然后在搅拌机里搅拌17min,均匀后称取水12份加入,在搅拌机中再混合搅拌22min,搅拌速度为2500r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为5mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至70℃后,再进行烘干,烘干炉温度150℃,烘干时间150min。然后进入回转窑进行500℃生烧15min,最后在1130℃高温焙烧12min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
所述的粘土塑性指数为15,主要化学成分是Al2O3、SiO2、H2O。所述的锯末的粒度为0.5~1.0mm。
具体的,在获取所述碳酸锰渣保温陶粒之后,对所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度、抗压强度和1h吸水率等性能指标进行测量,测量获取所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度为491kg/m3,抗压强度为5.4MPa,1h吸水率为3.64%,各项性能指标优良。
本发明有益效果如下:
本发明实施例中,本申请技术方案是按质量比计将按质量计称取65份碳酸锰渣、20份粘 土、11份粉煤灰,4份锯末,进行搅拌、成球、烘干、生烧和焙烧,冷却即得保温陶粒,由于使用了65份的碳酸锰渣尾渣,使得碳酸锰渣尾渣的使用率得以提高,从而能够有效降低陶粒生产成本,而且生产出的陶粒性能优良,保温性能好。
实施例五: 
本发明实施例一提出了一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,该方法具体处理过程如下:按质量计称取70份碳酸锰渣、粘土15份、粉煤灰12份,锯末3份,在研磨机中混磨成150目粉末,然后在搅拌机里搅拌15min,均匀后称取水8份加入,在搅拌机中再混合搅拌22min,搅拌速度为250r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为8mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至60℃后,再进行烘干,烘干炉温度150℃,烘干时间100min。然后进入回转窑进行550℃生烧12min,最后在1150℃高温焙烧10min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
所述的粘土塑性指数为14,主要化学成分是Al2O3、SiO2、H2O。所述的锯末的粒度为0.3~0.8mm。
具体的,在获取所述碳酸锰渣保温陶粒之后,对所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度、抗压强度和1h吸水率等性能指标进行测量,测量获取所述碳酸锰渣保温陶粒的堆积密度为449kg/m3,抗压强度为5.1MPa,1h吸水率为4.12%,各项性能指标优良。
本发明有益效果如下:
本发明实施例中,本申请技术方案是按质量比计将按质量计称取70份碳酸锰渣、15份粘土、12份粉煤灰,3份锯末,进行搅拌、成球、烘干、生烧和焙烧,冷却即得保温陶粒,由于使用了70份的碳酸锰渣尾渣,使得碳酸锰渣尾渣的使用率得以提高,从而能够有效降低陶粒生产成本,而且生产出的陶粒性能优良,保温性能好。

Claims (5)

1.一种碳酸锰渣制备陶粒的方法,其特征在于,所述方法包括:按质量计称取碳酸锰渣50~70份、粘土20~30份、粉煤灰10~20份,锯末0~6份,在研磨机中混磨成100~150目粉末,然后在搅拌机里搅拌15~18min,均匀后称取水8~10份加入,在搅拌机中再混合搅拌18~22min,搅拌速度为200~250r/min,混匀得混合物;然后高压对辊压球机上造球得到球形粒状生料,粒径为2~10mm;将所得球形生料进入干燥系统,提升球团温度至60~70℃后,再进行烘干,烘干炉温度110~180℃,烘干时间100~200min。然后进入回转窑进行450~550℃生烧10~30min,最后在1050~1200℃高温焙烧10~30min,经冷却后即得碳酸锰渣陶粒。
2.如权利要求1所述的碳酸锰渣陶粒,其特征在于:所述的碳酸锰渣尾渣为碳酸锰渣经过磁选后的尾渣,其化学成分为SiO2、Al2O3、S、TFe、Fe2O3、Mn,金属锰含量小于5%。
3.如权利要求1所述的碳酸锰渣陶粒,其特征在于:所述的粘土塑性指数高于8,主要化学成分是Al2O3、SiO2、H2O,粘土为白云母、高崚石、蒙脱石、伊利石中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的碳酸锰渣陶粒,其特征在于:所述的粉煤灰为燃煤电厂中煤燃烧后的副产物,其化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、C。
5.如权利要求1所述的碳酸锰渣陶粒,其特征在于:所述的锯末的粒度在0.1~1.0mm之间。
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