CN104628416A - 一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述加气混凝土由以下组份质量百分比组成：20～50%炼铜水淬渣；14～17 生石灰粉；15～45%石英砂；10～15%水泥熟料；3～6%钛白渣；0.06～0.1%铝粉；0.05～0.1%稳泡剂；0.3～1%减水剂，1～2%改性剂以及上述组份总量0.3～0.5倍的水。本发明目的是将工业废渣炼铜水淬渣和钛白渣等工业废料成功应用于加气混凝土行业，从而在一定程度上解决了资源浪费和环境污染的问题。

Description

一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及工业废弃物综合利用生产建筑材料技术领域，具体涉及一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土及其制备方法。

背景技术

钛白渣是硫酸法生产钛白粉时，利用石灰中和钛白粉的副产品混合低浓度废硫酸，而产生的含铁硫酸钙。每产1吨钛白粉副产约10吨钛白渣，全国每年副产钛白渣近2000万吨，钛白渣与天然石膏相比Fe₂O₃ 含量和烧失量高而CaO 、MgO、SO₃较低，在建材产品水泥中作为缓凝剂使用时会凝结时间短、标准稠度用水量大、早期强度低，综合利用率低，基本上是用作填沟和堆放处理，污染环境；

在生产铜产品的过程中，也存在着大量尾矿和废铜渣，生产1吨铜大约产生2.2吨炼铜水淬渣，炼铜水淬渣是各种氧化物共熔物玻璃体，其主要化学成分是SiO₂ 和FeO其次是CaO、 Al₂O₃ 和MgO，一般铜渣表观密度较砂重在4.0t/m³左右，粗磨较易，细磨难。目前铜渣的利用有铜渣中铜的提取主要方法有火法贫化、湿法浸出、浮选富集，铜渣中铁元素的富集破碎磁选，此种回收铜和铁的方法成本较高，铜渣作为烧制水泥熟料原料及替代砂石作房屋基础和道路填埋；

综上所述，炼铜水淬渣、钛白渣在现有工业综合利用率低，回收利用成本高，而且还会对环境造成一定的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土及其制备方法，本发明目的是将工业废渣炼铜水淬渣和钛白渣等工业废料成功应用于加气混凝土行业，从而在一定程度上解决了资源浪费和环境污染的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述加气混凝土由以下组份质量百分比组成：20～50%炼铜水淬渣；14～17%生石灰粉；15～45%石英砂；10～15%水泥熟料；3～6%钛白渣；0.06～0.1%铝粉；0.05～0.1%稳泡剂；0.3～1%减水剂，1～2%改性剂以及上述组份总量0.3～0.5倍的水。

所述炼铜水淬渣的SiO₂含量＞ 35%，平均粒径≤5mm。

所述石英砂的SiO₂含量＞80%，采用筛孔细度为2mm的筛子过滤，其筛余量小于10％。

所述水泥熟料磨细至200目筛筛余＜8%。

所述钛白渣为工业上硫酸法生产钛石膏的副产品，钛白渣使用前需要经过如下处理：自然通风暴晒24h、150～250℃煅烧1小时、均化并粉碎至比表面积>350 m²/kg。

所述稳泡剂采用聚氧乙烯烷醇酰胺。

所述改性剂为水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠与三乙醇胺、三异丙醇胺的一种或两种混合而成，混合后水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠占改性剂总量的90～95%，三乙醇胺、或为三异丙醇胺、或为三乙醇胺与三异丙醇胺的混合物占改性剂总量的5～10%。

所述水玻璃的模数为2.2～2.5。

上述加气混凝土本发明通过以下制备工艺实现：

包括以下工艺步骤：

1）按组份质量百分比称取炼铜水淬渣、石英砂、水泥熟料、钛白渣、减水剂、改性剂加水混磨至0.08mm方孔筛筛余≤10%；

2）掺入磨细细度为0.08mm、方孔筛筛余量小于20%的生石灰粉，搅拌2～5分钟；

3）将铝粉和稳泡剂混合后加入上述料浆中搅拌30～60秒；

4）搅拌后浇注，浇注温度为40～45℃，料浆扩散度23～27cm；

5) 推入静停室发泡硬化，发泡硬化温度50～55℃、稠化时间4～6小时；

6）然后根据需要的规格尺寸进行切割；

7）经过编组入蒸压釜蒸压，蒸压时间10～11小时，经升温后，恒温200～210℃，温度压力达到1.25MPa，降温出釜。

本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

1、本发明利用水玻璃、苛性钠及石灰、熟料作为激发剂激发炼铜水淬渣的活性，并利用水玻璃弥补部分因炼铜水淬渣缺少的硅，并且水玻璃在苛性钠存在条件下与石灰乳可直接反应生成托贝莫来石，改性剂中三乙醇胺、三异丙醇胺等助磨剂成分提高炼铜水淬渣的粉磨效率。

2、本发明利用暴晒、煅烧改性钛白渣，降低需水量，并利用骨胶来改变钛白渣对凝结时间的影响。

3、聚氧乙烯烷醇酰胺稳泡剂，可以提高气泡的黏度，降低液体表面张力，对泡沫起到较好的修复保护作用。羧甲基纤维素钠也具有良好的增稠保水作用，可以有效避免加气混凝土干缩两大、连通孔多等现象。

4）利用炼铜水淬渣和钛白渣生产加气混凝土，节能利废环保。

附图说明

图1、为本发明性能考核指标，本指标按照GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》、GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》以及GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》执行；

图2、为本发明实施例一性能测试结果，本结果依据标准JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》和DGJ32/TJ107-2010《蒸压加气混凝土砌块自保温系统应用技术规程》执行。

具体实施方式

本发明加气混凝土由以下组份质量百分比组成：20～50%炼铜水淬渣；14～17%生石灰粉；15～45%石英砂；10～15%水泥熟料；3～6%钛白渣；0.06～0.1%铝粉；0.05～0.1%稳泡剂；0.3～1%减水剂，1～2%改性剂以及上述组份总量0.3～0.5倍的水。

所述炼铜水淬渣的SiO₂含量＞ 35%，平均粒径≤5mm。

所述石英砂的SiO₂含量＞80%，采用筛孔细度为2mm的筛子过滤，其筛余量小于10％。

所述水泥熟料磨细至200目筛筛余＜8%。

所述钛白渣为工业上硫酸法生产钛石膏的副产品，钛白渣使用前需要经过如下处理：自然通风暴晒24h、150～250℃煅烧1小时、均化并粉碎至比表面积>350 m²/kg。

所述稳泡剂采用聚氧乙烯烷醇酰胺。

所述改性剂为水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠与三乙醇胺、三异丙醇胺的一种或两种混合而成，混合后水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠占改性剂总量的90～95%，三乙醇胺、或为三异丙醇胺、或为三乙醇胺与三异丙醇胺的混合物占改性剂总量的5～10%。

所述水玻璃的模数为2.2～2.5。

其制备包括以下工艺步骤：

1、按组份质量百分比称取炼铜水淬渣、石英砂、水泥熟料、钛白渣、减水剂、改性剂加水混磨至0.08mm方孔筛筛余≤10%；

2、掺入磨细细度为0.08mm、方孔筛筛余量小于20%的生石灰粉，搅拌2～5分钟；

3、将铝粉和稳泡剂混合后加入上述料浆搅拌30～60秒；

4、搅拌后浇注，浇注温度为40～45℃，料浆扩散度23～27cm；

5、推入静停室发泡硬化，发泡硬化温度50～55℃、稠化时间4～6小时；

6、然后根据需要的规格尺寸进行切割；

7、经过编组入蒸压釜蒸压，蒸压时间10～11小时，经升温后，恒温200～210℃，温度压力达到1.25MPa，降温出釜。

实施例一、

加气混凝土由下列原料组分及其重量百分比组成：炼铜水淬渣20%，生石灰粉14%，石英砂45%，水泥熟料15%，钛白渣6%，及以上物质总量0.06%铝粉， 0.05%聚氧乙烯烷醇酰胺稳泡剂， 0.3%减水剂， 1%改性剂和上述总量0.5倍的水，钛白渣使用前需要经过如下处理：自然通风暴晒24h、150～250℃煅烧1小时、均化并粉碎至比表面积>350 m²/kg。

其中，所述改性剂中水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠比例为1:2:2:3，三乙醇胺、三异丙醇胺比例为1:1，混合后前者占改性剂总量的95%，后者占改性剂总量的5%。

利用炼铜水淬渣和钛白渣生产加气加气混凝土步骤如下：

1、按比例称取炼铜水淬渣、石英砂、水泥熟料、钛白渣、减水剂、改性剂加水混磨至0.08mm方孔筛筛余≤10%；

2、掺入磨细细度为0.08mm、方孔筛筛余量小于20%的生石灰粉，搅拌2分钟；

3、将铝粉和稳泡剂混合后加入料浆搅拌30秒；

4、搅拌后浇注，浇注温度40℃、料浆扩散度23～27cm；

5、推入静停室发泡硬化，发泡硬化温度50℃、稠化时间4小时；

6、然后根据需要的规格切割

7、 经过编组入蒸压釜蒸压，蒸压时间10.5小时，经升温后，恒温210℃，温度压力达到1.25MPa，降温出釜。

实施例二、

加气混凝土由下列原料组分及其重量百分比组成：炼铜水淬渣50%，生石灰粉15%，石英砂15%，水泥熟料15%，钛白渣5%，及以上物质总量0.1%铝粉， 0.1%聚氧乙烯烷醇酰胺稳泡剂， 1%减水剂， 2%改性剂和上述总量0.3倍的水，钛白渣使用前需要经过如下处理：自然通风暴晒24h、150～250℃煅烧1小时、均化并粉碎至比表面积>350 m²/kg。

其中，所述改性剂中水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠比例为2:1:2:3，三乙醇胺、三异丙醇胺比例为1:2，混合后前者占改性剂总量的90%，后者占改性剂总量的10%。

利用炼铜水淬渣和钛白渣生产加气加气混凝土步骤如下：

1、按比例称取炼铜水淬渣、石英砂、水泥熟料、钛白渣、减水剂、改性剂加水混磨至0.08mm方孔筛筛余≤10%

2、掺入磨细细度为0.08mm、方孔筛筛余量小于20%的生石灰粉，搅拌5分钟

3、将铝粉和稳泡剂混合后加入料浆搅拌60秒；

4、搅拌后浇注，浇注温度45℃、料浆扩散度23～27cm；

5、推入静停室发泡硬化，发泡硬化温度55℃、稠化时间6小时；

6、然后根据需要的规格切割；

7、经过编组入蒸压釜蒸压，蒸压时间10.5小时，经升温后，恒温210℃，温度压力达到1.25MPa，降温出釜。

实施例三、

加气混凝土由下列原料组分及其重量百分比组成：炼铜水淬渣30%，生石灰粉17%，石英砂40%，水泥熟料10%，钛白渣3%，及以上物质总量0.08%铝粉，0.09%聚氧乙烯烷醇酰胺稳泡剂，0.6%减水剂，2%改性剂和上述总量0.4倍的水，钛白渣使用前需要经过如下处理：自然通风暴晒24h、150～250℃煅烧1小时、均化并粉碎至比表面积>350 m²/kg。

其中，所述改性剂中水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠比例为1:1:1:1，三乙醇胺、三异丙醇胺比例为1:2，混合后前者占改性剂总量的90%，后者占改性剂总量的10%。

利用炼铜水淬渣和钛白渣生产加气加气混凝土步骤如下：

1）按比例称取炼铜水淬渣、石英砂、水泥熟料、钛白渣、减水剂、改性剂加水混磨至0.08mm方孔筛筛余≤10%；

2）掺入磨细细度为0.08mm、方孔筛筛余量小于20%的生石灰粉，搅拌5分钟；

3）将铝粉和稳泡剂混合后加入料浆搅拌50秒；

4）搅拌后浇注，浇注温度45℃、料浆扩散度23～27cm；

5) 推入静停室发泡硬化，发泡硬化温度50℃、稠化时间6小时；

6）然后根据需要的规格切割；

7）经过编组入蒸压釜蒸压，蒸压时间10.5小时，经升温后，恒温210℃，温度压力达到1.25MPa，降温出釜。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述加气混凝土由以下组份质量百分比组成：20～50%炼铜水淬渣；14～17%生石灰粉；15～45%石英砂；10～15%水泥熟料；3～6%钛白渣；0.06～0.1%铝粉；0.05～0.1%稳泡剂；0.3～1%减水剂，1～2%改性剂以及上述组份总量0.3～0.5倍的水。

2.根据权利要求1所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述炼铜水淬渣的SiO₂含量＞ 35%，平均粒径≤5mm。

3.根据权利要求1所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述石英砂的SiO₂含量＞80%，采用筛孔细度为2mm的筛子过滤，其筛余量小于10％。

4.根据权利要求1所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述水泥熟料磨细至200目筛筛余＜8%。

5.根据权利要求1所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述钛白渣为工业上硫酸法生产钛石膏的副产品，钛白渣使用前需要经过如下处理：自然通风暴晒24h、150～250℃煅烧1小时、均化并粉碎至比表面积>350 m²/kg。

6.根据权利要求1所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述稳泡剂采用聚氧乙烯烷醇酰胺。

7.根据权利要求1所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述改性剂为水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠与三乙醇胺、三异丙醇胺的一种或两种混合而成，混合后水玻璃、骨胶、羧甲基纤维素钠、苛性钠占改性剂总量的90～95%，三乙醇胺、或为三异丙醇胺、或为三乙醇胺与三异丙醇胺的混合物占改性剂总量的5～10%。

8.根据权利要求7所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土，其特征在于：所述水玻璃的模数为2.2～2.5。

9.制备如权利要求1至8任一所述的一种利用炼铜水淬渣和钛白渣制备的加气混凝土的方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

1）按组份质量百分比称取炼铜水淬渣、石英砂、水泥熟料、钛白渣、减水剂、改性剂加水混磨至0.08mm方孔筛筛余≤10%；

2）掺入磨细细度为0.08mm、方孔筛筛余量小于20%的生石灰粉，搅拌2～5分钟；

3）将铝粉和稳泡剂混合后加入上述料浆中搅拌30～60秒；

4）搅拌后浇注，浇注温度为40～45℃，料浆扩散度23～27cm；

5) 推入静停室发泡硬化，发泡硬化温度50～55℃、稠化时间4～6小时；

6）然后根据需要的规格尺寸进行切割；

7）经过编组入蒸压釜蒸压，蒸压时间10～11小时，经升温后，恒温200～210℃，温度压力达到1.25MPa，降温出釜。