CN106242335B - 一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，所述的轻骨料按照如下原料的重量份数比制成：铜渣30~50份、石料2~10份、页岩5~10份、砂岩30~70份、矿物料1—5份，所述的制备方法包括选取原料、原料混合、粉磨、加水、烧结好和冷却，本发明具有原料来源广泛、价格低廉、制备简单，实施方便的优点。

Description

一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法。
背景技术
铜渣是一种不溶性的无机非金属矿物残渣，主要由细颗粒的泥和粗颗粒的砂组成，是以铜矿为原料生产金属铜过程中产生的极细颗粒固体废物，也是金属铜生产过程中的最大污染源，其主要化学成分为氧化铁(56.8%)、二氧化硅（27.8%）、三氧化二铝（3.81%）、氧化钙（3.4%）、氧化锌（3.1%）和氧化镁（1.5%），主要矿物为铁橄榄石（含90%左右的FeSiO4），由于生产方法和铜矿品位的不同，每生产一吨的铜每冶炼出1吨铜，反射炉法将产生10-20吨炉渣，鼓风炉法为50-100吨铜渣，目前我国铜渣综合利用率很低，累积堆存量超过1亿吨，随着我国铜产量的逐年增长和铜矿品位的逐渐降低，铜渣的年产生量还将不断增加，到2015年，铜渣累计堆存量已经达到2亿吨，铜渣大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患，因此，开发规模化利用铜渣的新技术和产品迫在眉睫。
轻骨料是利用粘土、工业尾矿、页岩、板岩、蒙脱土、煤矸石、粉煤灰以及河道淤泥等为原料，掺加少量添加剂按照一定比例混合、成球后，采用高温烧结工艺制成，轻骨料具有容重轻、导热性低、耐火度较高、保温、抗冻融、抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨、无放射物等特点，是一种变废为宝的优质绿色建筑材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种原料来源广泛、价格低廉、制备简单，实施方便、具有容重轻、导热性低、耐火度较高、保温、抗冻融、抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨、无放射物的利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法。
本发明的技术方案是：一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，所述的轻骨料按照如下原料的重量份数比制成：铜渣30~50份、石料2~10份、页岩5~10份、砂岩30~70份、矿物料1—5份，所述的轻骨料的制备方法包括如下步骤：
步骤1：选取原料，选取铜渣、石料、页岩、砂岩、矿物料；
步骤2：原料混合，将步骤1中选取的原料按照比例称重后混合均匀，得到轻骨料生料；
步骤3：粉磨，将步骤2混合后得到的轻骨料生料在球磨机中磨细至200目筛筛余小于15%；
步骤4：加水，将步骤3中得到的轻骨料生料颗粒加入水，使轻骨料生料颗粒达到塑性极限并形成轻骨料生料球，其中轻骨料生料球的粒径控制在20mm以下；
步骤5：烧结，将步骤4中得到的轻骨料生料球放入高温炉中进行烧结，其中高温炉的升温速度控制在15℃/分钟，烧结温度为1050℃~1250℃，烧结时间为2~15min；
步骤6：冷却，将步骤5中烧结后的轻骨料生料球采用吹风机进行急冷处理制得内部具有大量闭孔的轻骨料。
所述的石料为石灰石和白云石中的任意一种。
所述的矿物料为板岩、蒙脱土、煤矸石、高岭土、粉煤灰中的任意一种天然或人工矿物。
所述的轻骨料生料的主要化学成分和比例分别为A:40~80%SiO2、B:20~50%Al2O3、C：15~45%其它。
所述的C中包含20~50%CaO、20~50%MgO、5~50%Fe2O3、0~20%SO3、0~10%B2O3、10~30%Na2O和0~30%K2O。
本发明具有以下优点：本发明的合成工艺简单，合成原料丰富易得，适合工业化生产，利用铜渣生产高性能结构轻骨料的原材料包括铜渣、石灰石、白云石、页岩、板岩、蒙脱土、粉煤灰、煤矸石、高岭土、金属尾矿砂以及砂岩等原料，掺加少量添加剂按照一定比例混合、成球后，采用高温烧结工艺制成，制成的轻骨料具有容重轻、导热性低、耐火度较高、保温、抗冻融、抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨、无放射物的优点，是一种变废为宝的优质绿色建筑材料，本发明具有原料来源广泛、价格低廉、制备简单，实施方便的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，所述的轻骨料按照如下原料的重量份数比制成：铜渣50kg、石料2kg、页岩10kg、砂岩34kg、矿物料1kg，所述的轻骨料的制备方法包括如下步骤：步骤1：选取原料，选取铜渣、石料、页岩、砂岩、矿物料；步骤2：原料混合，将步骤1中选取的原料按照比例称重后混合均匀，得到轻骨料生料；步骤3：粉磨，将步骤2混合后得到的轻骨料生料在球磨机中磨细至200目筛筛余小于15%；步骤4：加水，将步骤3中得到的轻骨料生料颗粒加入水，使轻骨料生料颗粒达到塑性极限并形成轻骨料生料球，其中轻骨料生料球的粒径控制在20mm以下；步骤5：烧结，将步骤4中得到的轻骨料生料球放入高温炉中进行烧结，其中高温炉的升温速度控制在15℃/分钟，烧结温度为1050℃，烧结时间为5min；步骤6：冷却，将步骤5中烧结后的轻骨料生料球采用吹风机进行急冷处理制得内部具有大量闭孔的轻骨料。
本发明生产的轻骨料根据中国国标GB/T17431.2-1998测试，该轻骨料的堆积密度为850kg/m³～1050kg/m³；常压吸水率小于1.5%，48小时真空吸水率小于10%；筒压强度大于15Mpa；钾、钠离子渗出量分别小于0.5mg/m³和0.5mg/m³；根据欧盟标准EN1367-1:2007测试，饱和硫酸镁溶液侵蚀条件下质量损失小于1.0%；根据欧盟标准EN1367-1:2007测试，抗冻融循环质量损失小于1.0%。
本发明的合成工艺简单，合成原料丰富易得，适合工业化生产，利用铜渣生产高性能结构轻骨料的原材料包括铜渣、石灰石、白云石、页岩、板岩、蒙脱土、粉煤灰、煤矸石、高岭土、金属尾矿砂以及砂岩等原料，掺加少量添加剂按照一定比例混合、成球后，采用高温烧结工艺制成，制成的轻骨料具有容重轻、导热性低、耐火度较高、保温、抗冻融、抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨、无放射物的优点，是一种变废为宝的优质绿色建筑材料，本发明具有原料来源广泛、价格低廉、制备简单，实施方便的优点。
实施例2
一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，所述的轻骨料按照如下原料的重量份数比制成：铜渣30kg、石料10kg、页岩10kg、砂岩45kg、矿物料5kg，所述的轻骨料的制备方法包括如下步骤：步骤1：选取原料，选取铜渣、石料、页岩、砂岩、矿物料；步骤2：原料混合，将步骤1中选取的原料按照比例称重后混合均匀，得到轻骨料生料；步骤3：粉磨，将步骤2混合后得到的轻骨料生料在球磨机中磨细至200目筛筛余小于15%；步骤4：加水，将步骤3中得到的轻骨料生料颗粒加入水，使轻骨料生料颗粒达到塑性极限并形成轻骨料生料球，其中轻骨料生料球的粒径控制在20mm以下；步骤5：烧结，将步骤4中得到的轻骨料生料球放入高温炉中进行烧结，其中高温炉的升温速度控制在15℃/分钟，烧结温度为1210℃，烧结时间为10min；步骤6：冷却，将步骤5中烧结后的轻骨料生料球采用吹风机进行急冷处理制得内部具有大量闭孔的轻骨料，所述的石料为石灰石和白云石中的任意一种，所述的矿物料为板岩、蒙脱土、煤矸石、高岭土、粉煤灰中的任意一种天然或人工矿物，所述的轻骨料生料的主要化学成分和比例分别为A:40~80%SiO2、B:20~50%Al2O3、C：15~45%其它，所述的C中包含20~50%CaO、20~50%MgO、5~50%Fe2O3、0~20%SO3、0~10%B2O3、10~30%Na2O和0~30%K2O。
本发明生产的轻骨料根据中国国标GB/T17431.2-1998测试，该轻骨料的堆积密度为850kg/m³～1050kg/m³；常压吸水率小于1.5%，48小时真空吸水率小于10%；筒压强度大于15Mpa；钾、钠离子渗出量分别小于0.5mg/m³和0.5mg/m³；根据欧盟标准EN1367-1:2007测试，饱和硫酸镁溶液侵蚀条件下质量损失小于1.0%；根据欧盟标准EN1367-1:2007测试，抗冻融循环质量损失小于1.0%。
本发明的合成工艺简单，合成原料丰富易得，适合工业化生产，利用铜渣生产高性能结构轻骨料的原材料包括铜渣、石灰石、白云石、页岩、板岩、蒙脱土、粉煤灰、煤矸石、高岭土、金属尾矿砂以及砂岩等原料，掺加少量添加剂按照一定比例混合、成球后，采用高温烧结工艺制成，制成的轻骨料具有容重轻、导热性低、耐火度较高、保温、抗冻融、抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨、无放射物的优点，是一种变废为宝的优质绿色建筑材料，本发明具有原料来源广泛、价格低廉、制备简单，实施方便的优点。

Claims (3)

1.一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，其特征在于：所述的轻骨料按照如下原料的重量份数比制成：铜渣30~50份、石料2~10份、页岩5~10份、砂岩30~70份、矿物料1—5份，所述的轻骨料的制备方法包括如下步骤：
步骤1：选取原料，选取铜渣、石料、页岩、砂岩、矿物料；
步骤2：原料混合，将步骤1中选取的原料按照比例称重后混合均匀，得到轻骨料生料；
步骤3：粉磨，将步骤2混合后得到的轻骨料生料在球磨机中磨细至200目筛筛余小于15%；
步骤4：加水，将步骤3中得到的轻骨料生料颗粒加入水，使轻骨料生料颗粒达到塑性极限并形成轻骨料生料球，其中轻骨料生料球的粒径控制在20mm以下；
步骤5：烧结，将步骤4中得到的轻骨料生料球放入高温炉中进行烧结，其中高温炉的升温速度控制在15℃/分钟，烧结温度为1050℃~1250℃，烧结时间为2~15min；
步骤6：冷却，将步骤5中烧结后的轻骨料生料球采用吹风机进行急冷处理制得内部具有大量闭孔的轻骨料。
2.如权利要求1所述的一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，其特征在于：所述的石料为石灰石和白云石中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一种利用铜渣生产高性能结构轻骨料的方法，其特征在于：所述的矿物料为板岩、蒙脱土、煤矸石、高岭土、粉煤灰中的任意一种天然或人工矿物。
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