CN105294017B - 一种石英尾渣保温砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石英尾渣用于建筑材料技术领域，尤其是一种石英尾渣保温砌块及其制备方法，通过对保温砌块采用空心砌块与填充材料进行组合制备，并且对空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为10％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为70％；再结合空心砌块与填充材料中的原料成分限定，进而使得各原料之间发生相互作用，尤其是石英尾渣粉与生石灰、铝粉或者水泥之间发生协同功效，降低了原料中的放射性物质的含量，进而降低放射性，提高了保温砌块的品质。

Description

一种石英尾渣保温砌块及其制备方法

技术领域

本发明涉及石英尾渣用于建筑材料技术领域，尤其是一种石英尾渣保温砌块及其制备方法。

背景技术

石英尾渣是化工厂从萤石矿中提取氟化钙排出的废渣，其大量的被作为废物堆放，不仅会造成环境污染严重，而且还会使得废渣中大量的有用成分得不到综合的利用，造成化工厂原料以及中间产物的浪费，使得地球上的资源得不到合理的开发与利用。

有研究者对化工厂排除的废渣进行综合分析与研究，将其利用与建筑行业，使得化工厂的废渣得到了较好的综合利用，不但解决了废渣的长期堆放所形成的对环境的威胁，而且还使废渣中的有用成分得到了综合利用，节约了原材料，使得资源得到了合理的开发与利用；但是，以上研究者将化工厂排除的废渣进行综合分析与研究后，利用于建筑行业的产品数不胜数，主要集中在使用废渣作为原材料生产传统的建筑砖领域。如申请号为201210518805.6的《一种利用黄金尾矿制备蒸压砖的方法》公开了一种将黄金尾矿氧化、加入料仓、加入破碎的石灰和石膏、加水搅拌混合、消化2-3h轮碾，压制成型、静养，蒸压养护5-10h，降温出釜，制得蒸压砖产品。

可见，以上工艺大量的利用了工业废弃物、尾渣来进行建筑砖的制备，为废渣的综合利用提供了可行的方案，但针对不同的尾渣需要具有不同的制备方案，进而才能够使其符合要求，并且本领域的技术人员，通过对现有技术中的技术方案进行大量的研究与探讨，发现其制备的建筑砖具有强度不稳定、易收缩的缺陷，并且其生产成本太高、生产周期太长、工艺粗糙。

除此之外，对于石英尾渣作为原料生产建筑产品时，由于其中含有大量的放射性物质以及石英尾渣本身的原料成分主要为二氧化硅所导致的产品的各项性能参数较差，使得制备的建筑材料产品难以满足国家标准的要求，使得建筑材料产品的品质较差；并且，现有技术中主要是将石英尾渣作为原料制备保温砖技术领域，并没有将石英尾渣作为原料制备保温砌块，尤其是由石英尾渣进行复合制备保温砌块技术领域。

基于此，本研究者将石英尾渣经过石英尾渣粉、生石灰等等原料进行混合改性处理后，再将其作为空心砌块的制备，再将以石英尾渣粉为原料制备的填充材料浇注到其中，使得制备的石英尾渣保温砌块的品质较优，各项性能参数均能满足国标要求，甚至部分性能指标优于国标中的要求，为石英尾渣应用于保温砌块技术领域提供了一种新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种石英尾渣保温砌块及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种石英尾渣保温砌块，该保温砌块由空心砌块和填充材料组成，其中空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为≤10％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为70～90％。

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣60-70份、石英尾渣粉10-20份、砂20-30份、水泥8-10份、生石灰4-7份、外加剂0-0.5份。

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣65份、石英尾渣粉15份、砂25份、水泥9份、生石灰5份、外加剂0.3份。

所述的填充材料，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣粉80-85份、生石灰12-20份、铝粉0.05-0.15份。

所述的填充材料，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣粉83份、生石灰17份、铝粉0.1份。

所述的生石灰，其细度为0.08mm孔径的方孔筛进行筛分处理后的筛余量为≤10％，其消解处理后的氧化钙的质量百分含量为≥65％；并且在消解过程中采用的温度为≥75℃，消解时间为15-30min。

所述的外加剂为氢氧化钠。

所述的石英尾渣保温砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)空心砌块制备：将石英尾渣与水泥进行混合后，再将其置于搅拌机中，采用搅拌速度为100-120r/min搅拌处理，并在搅拌处理过程中，采取边搅拌边加入砂和石英尾渣粉，持续搅拌速度搅拌处理3-5min后，再向其中加入生石灰、水和/或外加剂，加入水的量为使得物料的水料比为0.23～0.25，调整搅拌速度为150-180r/min搅拌处理5-10min后，静置处理20-30min，得到混合料，并将混合料置于砌块成型机上布料，并采用液压成型机进行成型处理，再将其置于25-35℃、湿度为70％的温棚内进行养护处理3天，并且每隔8h喷水处理一次，获得空心砌块；

(2)填充材料制备：将石英尾渣粉、生石灰混合均匀后，得到混合物料，向混合物料中加入水，调整水料质量比为1∶1，再向其中加入铝粉，调整搅拌速度为100-120r/min搅拌处理2-4min，再调整温度为45℃处理1-3min，静置，获得填充材料；

(3)浇注成型砌块：将步骤(2)获得的填充材料以浇注的方式浇注在步骤(1)制备的空心砌块中，再将浇注完成的砌块置于饱和蒸汽中，控制温度为80-100℃，养护处理24h后，获得石英尾渣保温砌块。

在上述制备空心砌块技术方案中，其原料石英尾渣中氧化硅含量高达91％，主要是利用其硅质和钙质等原料；在传统工艺中其潜在水凝性发挥较缓慢，其综合利用领域存在局限性；而通过添加少量外加剂激发石英尾渣潜在水凝性，在碱的作用下会生成部分凝胶，填充在水化产物中起到填充和骨架的作用，有效的增强了制作出来的石英尾渣空心砌块的抗压强度及其综合性能，提高了石英尾渣砌块的质量。采用本发明技术方案可以消化掉大量的工业固体废弃物(石英尾渣)，加强废渣的综合利用，减少土地占用和环境污染，还可节约水泥用量，降低成本，减少和避免水化反应产生的温度收缩和化学收缩，保证结构的稳定性。

所述的砂为机制砂，粒径不大于8mm，符合GB/T 8239-2014《普通混凝土小型砌块》中用砂技术要求。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

本发明通过对保温砌块采用空心砌块与填充材料进行组合制备，并且对空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为10％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为70％；再结合空心砌块与填充材料中的原料成分限定，进而使得各原料之间发生相互作用，尤其是石英尾渣粉与生石灰、铝粉或者水泥之间发生协同功效，降低了原料中的放射性物质的含量，进而降低放射性，提高了保温砌块的品质。

本发明尤其是对空心砌块和填充材料的原料配比进行限定，再结合制备工艺中的处理步骤，使得空心砌块与填充材料之间能够完美的记性结合在一起，并结合浇注，确保了保温砌块之间的空心度以及保温程度，提高了保温砌块的保温效果；同时，结合空心砌块中的制备工艺步骤，使得石英尾渣在石英尾渣粉、水泥、生石灰、砂和/或外加剂的作用下进行改善，提高了石英尾渣作为原料制备石英尾渣保温砌块的品质，使得保温砌块的抗压强度，抗冻融强度以及吸热系数、吸水性能和放射性等性能均得到了改善，并且该改善后的部分性能参数比国标JGT 407-2013《自保温混凝土复合砌块》、GB/T8239-2014《普通混凝土小型空心砌块》中的部分参数更优。

通过采用的原材料中掺入大量的石英尾渣，有力促进了石英尾渣的资源化利用，实现化工废渣清洁化高值综合利用，节约了处理成本，有效地解决了石英尾渣麻烦于处置的问题，减轻了环境污染；通过引入外加剂氢氧化钠，激发了石英尾渣潜在水凝性，能有效增强产品性能，节约了少量水泥用量；通过石英尾渣及其粉体在该石英尾渣复合保温砌块中的总掺量控制在80％以上，并添加外加剂，使得制备出来的石英尾渣复合保温砌块抗压强度及其综合性能得到保证，并符合国家废弃物资源综合利用产业政策，能够有效吃掉大量的镍铁矿渣，降低生产成本，降低了能耗，具有良好的经济效益和社会效益。

本发明的生产工艺简单，容易操作，原料易于获得，生产成本较低。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种石英尾渣保温砌块，该保温砌块由空心砌块和填充材料组成，其中空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为10％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为70％。

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量计为石英尾渣60kg、石英尾渣粉10kg、砂20kg、水泥8kg、生石灰4kg。

所述的填充材料，其原料成分以干基重量计为石英尾渣粉80kg、生石灰12kg、铝粉0.05kg。

所述的外加剂为氢氧化钠。

所述的石英尾渣保温砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)空心砌块制备：将石英尾渣与水泥进行混合后，再将其置于搅拌机中，采用搅拌速度为100r/min搅拌处理，并在搅拌处理过程中，采取边搅拌边加入砂和石英尾渣粉，持续搅拌速度搅拌处理3min后，再向其中加入生石灰、水，加入水的量为使得物料的水料比为0.23，调整搅拌速度为150r/min搅拌处理5min后，静置处理20min，得到混合料，并将混合料置于砌块成型机上布料，并采用液压成型机进行成型处理，再将其置于25℃、湿度为70％的温棚内进行养护处理3天，并且每隔8h喷水处理一次，获得空心砌块；

(2)填充材料制备：将石英尾渣粉、生石灰混合均匀后，得到混合物料，向混合物料中加入水，调整水料质量比为1∶1，再向其中加入铝粉，调整搅拌速度为100r/min搅拌处理2min，再调整温度为45℃处理1min，静置，获得填充材料；

(3)浇注成型砌块：将步骤(2)获得的填充材料以浇注的方式浇注在步骤(1)制备的空心砌块中，再将浇注完成的砌块置于饱和蒸汽中，控制温度为80℃，养护处理24h后，获得石英尾渣保温砌块。

实施例2

一种石英尾渣保温砌块，该保温砌块由空心砌块和填充材料组成，其中空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为9％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为90％。

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量计为石英尾渣70kg、石英尾渣粉20kg、砂30kg、水泥10kg、生石灰7kg、外加剂0.5kg。

所述的填充材料，其原料成分以干基重量计为石英尾渣粉85kg、生石灰20kg、铝粉0.15kg。

所述的生石灰，其细度为0.08mm孔径的方孔筛进行筛分处理后的筛余量为10％，其消解处理后的氧化钙的质量百分含量为65％；并且在消解过程中采用的温度为75℃，消解时间为15min。

所述的外加剂为氢氧化钠。

所述的石英尾渣保温砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)空心砌块制备：将石英尾渣与水泥进行混合后，再将其置于搅拌机中，采用搅拌速度为120r/min搅拌处理，并在搅拌处理过程中，采取边搅拌边加入砂和石英尾渣粉，持续搅拌速度搅拌处理5min后，再向其中加入生石灰、水和外加剂，加入水的量为使得物料的水料比为0.25，调整搅拌速度为180r/min搅拌处理10min后，静置处理30min，得到混合料，并将混合料置于砌块成型机上布料，并采用液压成型机进行成型处理，再将其置于35℃、湿度为70％的温棚内进行养护处理3天，并且每隔8h喷水处理一次，获得空心砌块；

(2)填充材料制备：将石英尾渣粉、生石灰混合均匀后，得到混合物料，向混合物料中加入水，调整水料质量比为1∶1，再向其中加入铝粉，调整搅拌速度为120r/min搅拌处理4min，再调整温度为45℃处理3min，静置，获得填充材料；

(3)浇注成型砌块：将步骤(2)获得的填充材料以浇注的方式浇注在步骤(1)制备的空心砌块中，再将浇注完成的砌块置于饱和蒸汽中，控制温度为100℃，养护处理24h后，获得石英尾渣保温砌块。

实施例3

一种石英尾渣保温砌块，该保温砌块由空心砌块和填充材料组成，其中空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为7％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为80％。

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量计为石英尾渣65kg、石英尾渣粉15kg、砂25kg、水泥9kg、生石灰5kg、外加剂0.3kg。

所述的填充材料，其原料成分以干基重量计为石英尾渣粉83kg、生石灰17kg、铝粉0.1kg。

所述的生石灰，其细度为0.08mm孔径的方孔筛进行筛分处理后的筛余量为7％，其消解处理后的氧化钙的质量百分含量为70％；并且在消解过程中采用的温度为80℃，消解时间为30min。

所述的外加剂为氢氧化钠。

所述的石英尾渣保温砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)空心砌块制备：将石英尾渣与水泥进行混合后，再将其置于搅拌机中，采用搅拌速度为110r/min搅拌处理，并在搅拌处理过程中，采取边搅拌边加入砂和石英尾渣粉，持续搅拌速度搅拌处理4min后，再向其中加入生石灰、水和外加剂，加入水的量为使得物料的水料比为0.24，调整搅拌速度为170r/min搅拌处理8min后，静置处理25min，得到混合料，并将混合料置于砌块成型机上布料，并采用液压成型机进行成型处理，再将其置于30℃、湿度为70％的温棚内进行养护处理3天，并且每隔8h喷水处理一次，获得空心砌块；

(2)填充材料制备：将石英尾渣粉、生石灰混合均匀后，得到混合物料，向混合物料中加入水，调整水料质量比为1∶1，再向其中加入铝粉，调整搅拌速度为110r/min搅拌处理3min，再调整温度为45℃处理2min，静置，获得填充材料；

(3)浇注成型砌块：将步骤(2)获得的填充材料以浇注的方式浇注在步骤(1)制备的空心砌块中，再将浇注完成的砌块置于饱和蒸汽中，控制温度为90℃，养护处理24h后，获得石英尾渣保温砌块。

实施例4

一种石英尾渣保温砌块，该保温砌块由空心砌块和填充材料组成，其中空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为3％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为70％。

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量计为石英尾渣60kg、石英尾渣粉20kg、砂25kg、水泥9kg、生石灰6kg、外加剂0.4kg。

所述的填充材料，其原料成分以干基重量计为石英尾渣粉83kg、生石灰17kg、铝粉0.1kg。

所述的生石灰，其细度为0.08mm孔径的方孔筛进行筛分处理后的筛余量为6％，其消解处理后的氧化钙的质量百分含量为75％；并且在消解过程中采用的温度为85℃，消解时间为25min。

所述的外加剂为氢氧化钠。

所述的石英尾渣保温砌块的制备方法，包括以下步骤：

(1)空心砌块制备：将石英尾渣与水泥进行混合后，再将其置于搅拌机中，采用搅拌速度为105r/min搅拌处理，并在搅拌处理过程中，采取边搅拌边加入砂和石英尾渣粉，持续搅拌速度搅拌处理4min后，再向其中加入生石灰、水和外加剂，加入水的量为使得物料的水料比为0.23，调整搅拌速度为160r/min搅拌处理9min后，静置处理27min，得到混合料，并将混合料置于砌块成型机上布料，并采用液压成型机进行成型处理，再将其置于29℃、湿度为70％的温棚内进行养护处理3天，并且每隔8h喷水处理一次，获得空心砌块；

(2)填充材料制备：将石英尾渣粉、生石灰混合均匀后，得到混合物料，向混合物料中加入水，调整水料质量比为1∶1，再向其中加入铝粉，调整搅拌速度为115r/min搅拌处理3min，再调整温度为45℃处理2min，静置，获得填充材料；

(3)浇注成型砌块：将步骤(2)获得的填充材料以浇注的方式浇注在步骤(1)制备的空心砌块中，再将浇注完成的砌块置于饱和蒸汽中，控制温度为95℃，养护处理24h后，获得石英尾渣保温砌块。

分别随机抽取实施例1-实施例4制备的石英尾渣保温砌块各250块，共计1000块，按照国家标准JGT 407-2013《自保温混凝土复合砌块》、GB/T8239-2014《普通混凝土小型空心砌块》的检测方法对上述石英尾渣保温砌块进行性能检测，其检测结果如表1、表2、表3所示：

表1石英尾渣空心砌块产品主要性能

表2石英尾渣制备复合保温砌块产品主要性能

表3石英尾渣及其复合保温砌块产品的放射性

由表1、表2、表3所示的数据显示可以得出，本发明的石英尾渣保温砌块经过原料的配比以及制备工艺参数的控制，尤其是经过对石英尾渣进行石英尾渣粉的制备，使得石英尾渣粉能够有效的与生石灰进行作用，进而达到改善石英尾渣物料内部的结构，进而增强了石英尾渣空心砌块的抗压强度和抗冻融强度以及干燥收缩性能；并且结合在填充材料的原料配比中进行石英尾渣粉的使用，使得制备的石英尾渣保温砌块的抗压强度、传热系数、吸水率、冻后抗压强度、干燥收缩率、干表观密度以及放射性均较优，并经过检测得出，其放射性相比石英尾渣原料的放射性指数要低。

Claims (6)

1.一种石英尾渣保温砌块，其特征在于，该保温砌块由空心砌块和填充材料组成，其中空心砌块和填充材料的原料中均包括有石英尾渣粉，石英尾渣粉是采用石英尾渣研磨而成的细粉，细度为采用孔径大小为45um的方孔筛进行筛分处理，其筛余量为≤10％；并且石英尾渣粉中的二氧化硅成分的含量为70～90％；

所述的空心砌块，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣60-70份、石英尾渣粉10-20份、砂20-30份、水泥8-10份、生石灰4-7份、外加剂0-0.5份；

所述的填充材料，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣粉80-85份、生石灰12-20份、铝粉0.05-0.15份。

2.如权利要求1所述的石英尾渣保温砌块，其特征在于，所述的空心砌块，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣65份、石英尾渣粉15份、砂25份、水泥9份、生石灰5份、外加剂0.3份。

3.如权利要求1所述的石英尾渣保温砌块，其特征在于，所述的填充材料，其原料成分以干基重量份计为石英尾渣粉83份、生石灰17份、铝粉0.1份。

4.如权利要求1或2所述的石英尾渣保温砌块，其特征在于，所述的生石灰，其细度为0.08mm孔径的方孔筛进行筛分处理后的筛余量为≤10％，其消解处理后的氧化钙的质量百分含量为≥65％；并且在消解过程中采用的温度为≥75℃，消解时间为15-30min。

5.如权利要求1或2所述的石英尾渣保温砌块，其特征在于，所述的外加剂为氢氧化钠。

6.如权利要求1-5任一项所述的石英尾渣保温砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)空心砌块制备：将石英尾渣与水泥进行混合后，再将其置于搅拌机中，采用搅拌速度为100-120r/min搅拌处理，并在搅拌处理过程中，采取边搅拌边加入砂和石英尾渣粉，持续搅拌速度搅拌处理3-5min后，再向其中加入生石灰、水或水和外加剂，加入水的量为使得物料的水料比为0.23～0.25，调整搅拌速度为150-180r/min搅拌处理5-10min后，静置处理20-30min，得到混合料，并将混合料置于砌块成型机上布料，并采用液压成型机进行成型处理，再将其置于25-35℃、湿度为70％的温棚内进行养护处理3天，并且每隔8h喷水处理一次，获得空心砌块；

(2)填充材料制备：将石英尾渣粉、生石灰混合均匀后，得到混合物料，向混合物料中加入水，调整水料质量比为1:1，再向其中加入铝粉，调整搅拌速度为100-120r/min搅拌处理2-4min，再调整温度为45℃处理1-3min，静置，获得填充材料；

(3)浇注成型砌块：将步骤(2)获得的填充材料以浇注的方式浇注在步骤(1)制备的空心砌块中，再将浇注完成的砌块置于饱和蒸汽中，控制温度为80-100℃，养护处理24h后，获得石英尾渣保温砌块。