CN106278085A - 一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土及其制备方法，该加气混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿1～29%，赤泥16～25%，黄河沙25～60%，水泥12～25%，生石灰5～11%，脱硫石膏0～2.9%，余量为废料，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.08～0.12%，稳泡剂占干料重量的0～0.03%，减水剂占干料重量的0～0.05%。该加气混凝土选用固体废弃物——钼尾矿、赤泥和廉价的黄河沙为主要原材料，成功制备出产品，且性能优良。

Description

一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑墙体材料技术领域，具体涉及一种利用钼尾矿、赤泥制备蒸压加气混凝土制品及其制备方法。
背景技术
蒸压加气混凝土砌块是以硅质材料和钙质材料为主要原料，掺入发气剂，经加水搅拌，由化学反应形成孔隙，通过浇注成型、预养切割、蒸压养护等工艺过程制成轻质多孔的新型建筑墙体材料。蒸压加气混凝土多采用粉煤灰—水泥—石灰系列或石英砂—水泥—石灰系列，粉煤灰约占比为60%，石灰约占比为15%以上。根据国家相关政策，关停了部分电厂，粉煤灰的产量骤减，石英砂价格相对较高。
钼尾矿是在开采、分选矿石之后排放的，且暂时不能被利用的固体或粉状废料，钼矿生产行业的尾矿产量大，堆放过程中占用空间大，还容易造成环境污染。我国钼尾矿绝大多数长期积存在尾矿库、河沟及原野等而没有被有效利用。其占用大量土地、污染环境、构成潜在地质灾害。随着钼矿开采不断推进，钼尾矿对环境和社会的影响也在加剧，再加上尾矿库的坍塌事故多发，对人民生活、国民生产和经济发展造成了很大的影响。合理充分利用钼尾矿是钼矿开采企业亟待解决的社会难题。经分析，尾矿中石英含量不低，可以作为硅质材料制备蒸压加气混凝土，但其他成分不利于制品性能的提高，掺入部分黄河沙，正好相互均衡，优化产品性能。实现对钼尾矿的综合利用，变废为宝。
赤泥是氧化铝生产过程中排放的废弃物，随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低，赤泥量将越来越大。目前大量赤泥废弃物主要采用露天筑坝湿法堆存，赤泥的自然堆存不仅占用大量土地、耗费较多的堆场建设和维护费用，而且强碱性、高盐度的赤泥废弃物长期堆存，渗漏渗透造成土壤严重碱化、沼泽化、污染地表、地下水源。另外，赤泥堆存场表面风干的赤泥扬尘则造成空气悬浮颗粒污染，直接影响区域环境空气质量。对生态环境、人类生活环境造成直接或间接的危害。因此，赤泥资源化的应用已成为国家众多部门所关心和迫在眉睫解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土及其制备方法，钼尾矿替代部分硅质材料，赤泥中含有大量的β-硅酸二钙和无定形硅铝酸盐，此类物质具有一定的水硬性，有利于提高产品强度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿1～29%，赤泥16～25%，黄河沙25～60%，水泥12～25%，生石灰5～11%，脱硫石膏0～2.9%，余量为废料，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.08～0.12%，稳泡剂占干料重量的0～0.03%，减水剂占干料重量的0～0.05%。
所述钼尾矿为钼矿开采所排的废弃物，SiO2含量在45%以上。具体的，本发明所用钼尾矿取自河南栾川钼矿区，其SiO2含量在55%左右， Al2O3含量在6%左右，Fe2O3在11%左右，CaO含量在 12%左右，MgO含量在7.5%左右，均指重量百分比。
所述赤泥为铝土矿经烧结法或联合法提取铝所排的废弃物。具体的，本发明所用赤泥取自中国铝业股份有限公司中州分公司，SiO2含量在15%以上，CaO含量在35%以上，Na2O含量小于4%。烧结法或联合法提取铝所产生的赤泥氧化钙含量高，且其本身自带碱性，可以帮助铝粉发气，有利于浇注稳定；同时高附加值利用黄河沙，提高资源利用率。
具体的，所述黄河沙取自郑州黄河段，其SiO2含量在60~75%之间、有机物不高于2.5%、含泥量不高于2.0 %，均指重量百分比。
所述水泥为P·O 42.5水泥；所述脱硫石膏为电厂脱硫石膏，可取代天然石膏作为调节剂，能有效地抑制生石灰的消解和料浆的凝结稠化，使之与铝粉发气相匹配。所述铝粉膏为水剂型铝粉膏，用作发气剂，过0.075 mm 筛筛余不大于 3 %。
具体的，所述稳泡剂由体积比为1：3：40的油酸、三乙醇胺和水在常温下混合配制而成，用以降低气泡表面张力，加固气泡膜机械强度，使其浇注稳定。所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25%，密度为1.41±0.02g/ml，固含97±2%。
上述黄河沙蒸压加气混凝土的制备方法，其包括以下步骤：
1）将钼尾矿和黄河沙分别磨至0.08mm方孔筛筛余不大于15%，将生石灰磨至0.08mm方孔筛筛余不大于10%的粉体；
2）将磨过的钼尾矿、赤泥和黄河沙加水混合搅拌，搅拌过程中加入脱硫石膏和废料，控制浆体扩散度在在32~40mm，比重在1.53~1.65，温度在38~45℃，搅拌速率在120~140r/min，搅拌时间2~4h；
3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为200~250 r/min，备用；
4）将水泥、生石灰、减水剂加入到步骤 2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在 16~19cm，温度在 38~50℃，搅拌速率600~700 r/min；然后再加入步骤 3）所得物料搅拌30~60s 即进行浇注，浇注后送进温度 45~55℃、湿度 55~70% 的静停室中静停养护1-3h，使其稠化；
5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体移送至蒸压釜中进行蒸养；在升温升压前，预先抽真空 30~50 min 以使釜内真空度保持在﹣0.06~﹣0.07 MPa；蒸压釜中的养护制度为：在 1.5~2 h 内进气升压升温至 1.0~1.25 MPa、180~190℃，恒压恒温保持 5~10 h 后，于 1.5~2 h 内排气降温降压；出釜后检验、打包入库，自然养护7天得成品。
和现有技术相比，本发明蒸压加气混凝土砌块的优点在于：原料中以钼尾矿和黄河沙为硅质材料。这样可以解决钼尾矿堆存所引起的环境问题，实现变废为宝，同时利用黄河沙，降低生产成本，对社会的可持续发展起到良好的效应。制备所得的混凝土砌块具有良好的物理力学性能和耐久性，产品性能满足国标要求，可根据不同配比及工艺制度生产04级、 05 级、06 级、07级混凝土砌块。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
下述各实施例中，所述钼尾矿取自河南栾川钼矿区，其SiO2含量在55%左右， Al2O3含量在6%左右，Fe2O3在11%左右，CaO含量在 12%左右，MgO含量在7.5%左右，均指重量百分比。所述赤泥取自中国铝业股份有限公司中州分公司，烧结法赤泥，SiO2含量在15%以上，CaO含量在35%以上，Na2O小于4%。黄河沙取自郑州黄河段，其SiO2含量在60~75%之间、有机物不高于 2.5%、含泥量不高于2.0 %。水泥为 P·O 42.5 水泥。所述脱硫石膏为电厂脱硫石膏。铝粉膏为水剂型铝粉膏，过0.075 mm 筛，筛余不大于 3 %。稳泡剂由体积比为1：3：40的油酸、三乙醇胺和水在常温下混合配制而得。减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25%，密度为1.41±0.02g/ml，固含97±2%。
实施例1
一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿29%，赤泥16%，黄河沙34%，水泥12%，生石灰5%，脱硫石膏0%，废料4%，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.11%，稳泡剂占干料重量的0.03%，减水剂占干料重量的0.03%。
上述钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其包括以下步骤：
1）将钼尾矿和黄河沙分别磨至0.08mm方孔筛筛余不大于15%，将生石灰磨至0.08mm方孔筛筛余不大于10%的粉体；
2）将磨过的钼尾矿、赤泥和黄河沙加水混合搅拌，搅拌过程中加入脱硫石膏和废料，控制浆体扩散度在在32~40mm，比重在1.53~1.65，温度在38~45℃，搅拌速率在120~140r/min，搅拌时间2~4h；
3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为200~250 r/min，备用；
4）将水泥、生石灰、减水剂加入到步骤 2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在 16~19cm，温度在 38~50℃，搅拌速率600~700 r/min；然后再加入步骤 3）所得物料搅拌30~60s 即进行浇注，浇注后送进温度 45~55℃、湿度 55~70% 的静停室中静停养护1-3h，使其稠化；
5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体移送至蒸压釜中进行蒸养；在升温升压前，预先抽真空 30~50 min 以使釜内真空度保持在﹣0.06~﹣0.07 MPa；蒸压釜中的养护制度为：在 1.5~2 h 内进气升压升温至 1.0~1.25 MPa、180~190℃，恒压恒温保持 5~10 h 后，于 1.5~2 h 内排气降温降压；出釜后检验、打包入库，自然养护7天得成品。
参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》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》测试实施例1所得蒸压加气混凝土的干密度为 502 kg/ m3，抗压强度为 2.8 MPa，干燥收缩值为0.45 mm/m，抗冻性质量损失为1.8%，导热系数为0.11W/(m·k)。
实施例 2
一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿20%，赤泥25%，黄河沙30%，水泥15%，生石灰7%，脱硫石膏1%，废料2%，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.11%，泡剂占干料重量的0.03%，减水剂占干料重量的0.04%。
上述黄河沙蒸压加气混凝土砌块的制备方法参照实施例1。
参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》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》测试实施例2所得蒸压加气混凝土的干密度为520 kg/m3，抗压强度为 3.6MPa，干燥收缩值为0.40 mm/m，抗冻性质量损失为1.5%，导热系数为0.11W/(m·k)。
实施例 3
一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿25%，赤泥20%，黄河沙35%，水泥12%，生石灰7%，脱硫石膏1%，废料0%，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.10%，泡剂占干料重量的0%，减水剂占干料重量的0.04%。
上述黄河沙蒸压加气混凝土砌块的制备方法参照实施例1。
参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》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》测试实施例 3 所得蒸压加气混凝土的干密度为593 kg/ m3，抗压强度为 3.8 MPa，干燥收缩值为 0.4 mm/m，抗冻性质量损失为 1.2%，导热系数为 0.14 W/(m·k)。
实施例 4
一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿15%，赤泥25%，黄河沙35%，水泥12%，生石灰8%，脱硫石膏1%，废料4%，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.09%，泡剂占干料重量的0%，减水剂占干料重量的0.04%。
上述黄河沙蒸压加气混凝土砌块的制备方法参照实施例1。
参照 GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》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》测试实施例 4 所得蒸压加气混凝土的干密度为 698 kg / m3，抗压强度为5.1MPa，干燥收缩值为 0.37mm/m，抗冻性质量损失为1.1%，导热系数为0.15 W/(m·k)。
实施例 5
一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿15%，赤泥18%，黄河沙42%，水泥12%，生石灰8%，脱硫石膏1%，废料4%，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.12%，泡剂占干料重量的0.03%，减水剂占干料重量的0.05%。
上述黄河沙蒸压加气混凝土砌块的制备方法参照实施例1。
参照 GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》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》测试实施例 5 所得蒸压加气混凝土的干密度为411 kg/m3，抗压强度为2.3MPa，干燥收缩值为0.35mm/m，抗冻性质量损失为3.5%，导热系数为0.10 W/(m·k)。

Claims (4)

1.一种钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，其特征在于，该混凝土由干料和辅料制成，其中，干料由下述重量百分比的组分组成：钼尾矿1～29%，赤泥16～25%，黄河沙25～60%，水泥12～25%，生石灰5～11%，脱硫石膏0～2.9%，余量为废料，所述废料为蒸压加气混凝土砌块生产过程中切割产生的下脚料；辅料包括铝粉膏、稳泡剂和减水剂；铝粉膏占干料重量的0.08～0.12%，稳泡剂占干料重量的0～0.03%，减水剂占干料重量的0～0.05%。
2.如权利要求1所述的钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，其特征在于，所述钼尾矿为钼矿开采所排的废弃物，SiO2含量在45%以上。
3.如权利要求1所述的钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土，其特征在于，所述赤泥为铝土矿经烧结法或联合法提取铝所排的废弃物，SiO2含量在15%以上，CaO含量在35%以上，Na2O含量小于4%。
4.权利要求1所述钼尾矿、赤泥蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将钼尾矿和黄河沙分别磨至0.08mm方孔筛筛余不大于15%，将生石灰磨至0.08mm方孔筛筛余不大于10%的粉体；
2）将磨过的钼尾矿、赤泥和黄河沙加水混合搅拌，搅拌过程中加入脱硫石膏和废料，控制浆体扩散度在在32~40mm，比重在1.53~1.65，温度在38~45℃，搅拌速率在120~140r/min，搅拌时间2~4h；
3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为200~250 r/min，备用；
4）将水泥、生石灰、减水剂加入到步骤 2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在 16~19cm，温度在 38~50℃，搅拌速率600~700 r/min；然后再加入步骤 3）所得物料搅拌30~60s 即进行浇注，浇注后送进温度 45~55℃、湿度 55~70% 的静停室中静停养护1-3h，使其稠化；
5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体移送至蒸压釜中进行蒸养；在升温升压前，预先抽真空 30~50 min 以使釜内真空度保持在﹣0.06~﹣0.07 MPa；蒸压釜中的养护制度为：在 1.5~2 h 内进气升压升温至 1.0~1.25 MPa、180~190℃，恒压恒温保持 5~10 h 后，于 1.5~2 h 内排气降温降压；出釜后检验、打包入库，自然养护7天得成品。
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