CN104496514B - 一种利用稀土尾砂制备的渗水砖及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；所述基料的组成为稀土尾砂40～65wt％、稀土废渣29～54wt％、低温砂3～10wt％、黑泥3～7wt％，其中，所述稀土废渣为所述稀土尾砂提取高岭土后的废渣；以基料计，粘结剂的用量为0.1～0.15wt％，水的用量为19～21wt％。此外还公开了上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法。本发明在废弃资源得到充分利用的同时，以较低的成本实现渗水砖的生产，从而以稀土尾砂为原料获得强度高、渗水率高、适用于城市广场和人行道等场合的绿色环保建筑材料，同时也有利于促进稀土尾砂的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种利用稀土尾砂制备的渗水砖及其制造方法。
背景技术
渗水砖是一种新型的路面建设材料，可广泛用于住宅、人行道、公园、广场、植物园、工厂区、停车场、球场、花房等承载力较小的路面上。与普通的墙地砖不同，渗水砖没有致密的坯体，而是有着大量相互连通的孔隙，因而在雨天能使雨水迅速地渗入地下，不致产生路面积水；而在地面湿度较高时，渗水砖又可以像绿色植物一样从地表蒸发水分，既提高了空气湿度，又减弱了城市的“热导效应”，因而具有广阔的应用前景。随着渗水砖的广泛使用，对其制造生产以及强度、渗水率等性能也有了更高的要求。
稀土尾砂是提取稀土、高岭土后剩余的尾砂，由于主要是采取堆积或填埋的方式进行处理，因此不仅占地面积增大，对环境造成严重的污染并存在极大的安全隐患，而且造成大量的资源浪费，给企业和地区经济的发展带来很多不利的影响。对稀土尾砂的资源再生利用，不仅是我国稀土产区发展的战略需求，也是我国建立资源、能源节约型社会的迫切要求。如能利用稀土尾砂制备渗水砖，将大大降低渗水砖的成本、以及尾砂掩埋治理的费用，从而减少企业压力和环境污染，具有显著的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，在废弃资源得到充分利用的同时，以较低的成本实现渗水砖的生产，从而以稀土尾砂为原料获得强度高、渗水率高、适用于城市广场和人行道等场合的绿色环保建筑材料，同时促进稀土尾砂的资源化利用。本发明的另一目的在于提供上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；所述基料的组成为稀土尾砂40～65wt％、稀土废渣29～54wt％、低温砂3～10wt％、黑泥3～7wt％，其中，所述稀土废渣为所述稀土尾砂提取高岭土后的废渣；以基料计，粘结剂的用量为0.1～0.15wt％，水的用量为19～21wt％。
进一步地，本发明所述稀土尾砂的粒度为20目筛下。所述稀土尾砂其化学组成含有SiO276.54～77.10wt％、Al2O317.5～18.06wt％、Fe2O31.98～2.11wt％、TiO20.38～0.46wt％、K2O1.21～1.58wt％、Na2O0.43～0.49wt％、CaO0.22～0.28wt％、MgO1.18～1.33wt％；其矿物组成含有高岭土42.29～43.82wt％、石英48.16～49.69wt％、长石3.9～4.1wt％、白云母0.68～0.76wt％、黑云母1.36～1.42wt％、钛磁铁矿及含铁矿物1.65～1.72wt％、其它0.43～0.54wt％。
上述方案中，本发明所述粘结剂为羧甲基纤维素钠。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法如下：
将所述基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐后，重复进行真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1200～1250℃温度下烧成，保温0.5～1h，获得渗水砖产品。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明渗水砖以大量稀土尾砂为原料，不仅大大降低了渗水砖的生产成本，而且充分利用了资源，减少了稀土尾砂对环境的危害，变废为宝，具有重大的经济效益和社会效益。
(2)本发明渗水砖其强度和渗水率较高，抗压强度达到20～35MPa，渗水率为100～150L/m2·min，可满足人行道和广场等场合对渗水砖的性能要求。
(3)本发明工艺简单，烧成温度较低，有利于节能减排和产业化的实现。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明实施例采用的稀土尾砂来源于江西赣南寻乌县稀土矿区，其粒度为20目筛下，化学组成含有SiO276.54～77.10wt％、Al2O317.5～18.06wt％、Fe2O31.98～2.11wt％、TiO20.38～0.46wt％、K2O1.21～1.58wt％、Na2O0.43～0.49wt％、CaO0.22～0.28wt％、MgO1.18～1.33wt％；其矿物组成含有高岭土42.29～43.82wt％、石英48.16～49.69wt％、长石3.9～4.1wt％、白云母0.68～0.76wt％、黑云母1.36～1.42wt％、钛磁铁矿及含铁矿物1.65～1.72wt％、其它0.43～0.54wt％。
本发明实施例以上述稀土尾砂、以及稀土废渣为主要原料制备渗水砖，该稀土废渣为上述稀土尾砂提取高岭土后的废渣。
实施例一：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂40wt％、稀土废渣50wt％、低温砂3wt％、黑泥7wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.15wt％，水的用量为20wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1250℃温度下烧成，保温0.5h，获得渗水砖产品。
实施例二：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂45wt％、稀土废渣47wt％、低温砂3wt％、黑泥5wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.12wt％，水的用量为21wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1230℃温度下烧成，保温1h，获得渗水砖产品。
实施例三：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂50wt％、稀土废渣42wt％、低温砂4wt％、黑泥4wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.12wt％，水的用量为21wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1230℃温度下烧成，保温1h，获得渗水砖产品。
实施例四：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂55wt％、稀土废渣37wt％、低温砂5wt％、黑泥3wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.1wt％，水的用量为21wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1230℃温度下烧成，保温1h，获得渗水砖产品。
实施例五：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂60wt％、稀土废渣32wt％、低温砂3wt％、黑泥5wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.1wt％，水的用量为21wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1240℃温度下烧成，保温0.8h，获得渗水砖产品。
实施例六：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂65wt％、稀土废渣29wt％、低温砂3wt％、黑泥3wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.1wt％，水的用量为21wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1250℃温度下烧成，保温0.5h，获得渗水砖产品。
实施例七：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂40wt％、稀土废渣47wt％、低温砂10wt％、黑泥3wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.15wt％，水的用量为19wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1200℃温度下烧成，保温1h，获得渗水砖产品。
实施例八：
1、本实施例一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，包括基料、粘结剂和水；其中基料的组成为稀土尾砂40wt％、稀土废渣54wt％、低温砂3wt％、黑泥3wt％；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.15wt％，水的用量为19wt％。
2、本实施例上述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其步骤如下：
将基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐装入塑料袋陈腐2天后，重复进行一次真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1250℃温度下烧成，保温0.6h，获得渗水砖产品。
性能测试：
本发明上述各实施例制备的渗水砖的性能测试如下：
1、抗压强度：采用电子万能试验机，按照公式抗压强度σ(MPa)＝试件破坏荷载F(N)/试件承压面积S(mm2)。
2、渗水率：采用测试机，按照公式渗水率K(L/m2·min)＝Q(L)/A(m2)×t(min)，其中，K为渗水率，Q为单位时间内单位面积上渗出的水量，A为渗水面积，t为渗水时间。
测试结果如表1所示。
表1本发明各实施例制备的渗水砖的性能指标
| 抗压强度(MPa) | 渗水率(L/m2·min) | |
| 实施例一 | 20 | 146 |
| 实施例二 | 22 | 138 |
| 实施例三 | 25 | 121 |
| 实施例四 | 28 | 118 |
| 实施例五 | 28.5 | 115 |
| 实施例六 | 30 | 100 |
| 实施例七 | 28 | 143 |
| 实施例八 | 26 | 150 |
本发明一种利用稀土尾砂制备的渗水砖及其制造方法，各组分用量及其工艺参数不局限于上述列举的实施例。
Claims (3)
1.一种利用稀土尾砂制备的渗水砖，其特征在于：包括基料、粘结剂和水；所述基料的组成为稀土尾砂40～65wt％、稀土废渣29～54wt％、低温砂3～10wt％、黑泥3～7wt％，其中，所述稀土废渣为所述稀土尾砂提取高岭土后的废渣；以基料计，粘结剂羧甲基纤维素钠的用量为0.1～0.15wt％，水的用量为19～21wt％；所述稀土尾砂其化学组成含有SiO2 76.54～77.10wt％、Al2O3 17.5～18.06wt％、Fe2O31.98～2.11wt％、TiO2 0.38～0.46wt％、K2O 1.21～1.58wt％、Na2O 0.43～0.49wt％、CaO 0.22～0.28wt％、MgO 1.18～1.33wt％，其矿物组成含有高岭土42.29～43.82wt％、石英48.16～49.69wt％、长石3.9～4.1wt％、白云母0.68～0.76wt％、黑云母1.36～1.42wt％、钛磁铁矿及含铁矿物1.65～1.72wt％、其它0.43～0.54wt％。
2.根据权利要求1所述的利用稀土尾砂制备的渗水砖，其特征在于：所述稀土尾砂的粒度为20目筛下。
3.权利要求1或2所述利用稀土尾砂制备的渗水砖的制造方法，其特征在于：将所述基料各组成配料混料均匀，并在捏合机中搅拌混合；然后加入粘结剂和水进行捏合而形成泥状；经真空练泥陈腐后，重复进行真空练泥；然后进行挤出成型，经自然干燥后，在1200～1250℃温度下烧成，保温0.5～1h，获得渗水砖产品。
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