CN106278352B - 一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法，属于建筑材料技术领域。该悬浮焙烧铁尾矿透水砖的原料按质量分数计如下：悬浮焙烧铁尾矿50％～60％；煤矸石8％～12％；石灰石10％～15％；膨润土5％～10％；粘土12％～18％。制备过程为将原料经过配料、混料、陈化、成型、干燥、以及烧成等步骤，得到透水性能好、强度高、成本低的悬浮焙烧铁尾矿透水砖，提高资源利用率，减少尾矿占地，改善环境，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法。
背景技术
在城市化建设中，现代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆盖，这种地表的“硬化”使得大气降水难以及时渗入地下，地表径流增大，形成了“热岛效应”，以及排水不足造成内涝、城市地表沉降等环境问题。而多孔透水砖作为一种环境材料，应用于道路、广场的铺设，可以使部分降水渗入地下，减少地表径流，从而较好地解决上述问题。
武汉理工大学的专利(公开号CN102515828A)公开了一种利用铁尾矿和铁矿围岩制备多孔保温材料的方法，它是以铁尾矿和铁矿围岩为主要原料，添加助溶剂，发泡剂和稳泡剂，混合均匀后加水湿磨成浆料微波锻烧而成。该发明中虽然铁尾矿和铁矿围岩利用率高，但存在着制备成本高，产品附加值低的缺点。公开号为CN102167618A的中国专利申请公开了一种粉煤灰-铁尾矿基多孔保温材料及其制备方法，它由粉体固体废物、粘结剂、助溶增韧剂和复合发泡剂混合而成，但其存在着传热不均匀、发泡气孔尺寸分布差异大，保温性能差的问题，难以实现工业化生产。公开号为CN103204698A的中国专利申请公开了一种利用铁尾矿制备环保型透水砖的方法，它由铁尾矿、玻璃粉、粘土、石英、钾长石、碳化硅经湿混干燥成型煅烧而成，但其尾矿掺加量不高，透水率偏低，且烧成温度偏高，成本偏高。目前，制备透水砖常用的原料主要有给水厂污泥、多年期赤泥、黄金尾矿、粉煤灰、釉面陶瓷、混凝土等，但以悬浮焙烧铁尾矿为原料制备透水砖还未见报道。
悬浮焙烧铁尾矿中含有大量的硅酸盐矿物，能够作为透水砖形成骨架的主要组分，因此可以将其用作制备透水砖的原料。经悬浮焙烧-磁选后的铁尾矿和传统的没经过悬浮焙烧的铁尾矿存在一定的差异。由于在500～600℃下煅烧，使得铁尾矿具有一定的活性，更有利于提高铁尾矿掺加量，以及降低烧成温度，降低成本。
发明内容
悬浮焙烧技术是首先将矿石在快速悬浮流动态和氧化气氛下加热，使矿石中的铁矿物(Fe2O3、FeCO3、Fe2O3·nH2O)全部氧化为赤铁矿(Fe2O3)，然后依靠气力输送方式使矿石快速通过体积较小的还原炉腔，悬浮态下利用矿石自身储蓄热量在500～600℃下还原气氛下使Fe2O3还原为Fe3O4，最后进入冷却腔，通过控制温度和气氛使Fe3O4全部或部分氧化为强磁性γ-Fe2O3。
经悬浮焙烧-磁选后的铁尾矿和传统的没经过悬浮焙烧的铁尾矿存在一定的差异。由于在500～600℃下煅烧，使得铁尾矿具有一定的活性，更有利于提高铁尾矿掺加量，以及降低烧成温度，降低成本。
一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：悬浮焙烧铁尾矿、煤矸石、石灰石、膨润土、粘土按重量百分数悬浮焙烧铁尾矿50％～60％、煤矸石8％～12％、石灰石10％～15％、膨润土5％～10％、粘土12％～18％混合均匀，得到混合料；
(2)混料：将配置好的混合料加水搅拌混合均匀，其中质量比为水:混合料＝0.8:1；
(3)陈化：将混合料在室温条件下陈化20h；
(4)成型：将混合料放入模具压制成型，得到成型坯体，成型压力为20MPa～40MPa；
(5)干燥：将成型坯体在110℃下烘干6h～8h；
(6)烧成：将干燥后的成型坯体放入高温箱式电阻炉中，以3℃/min的速率升温至800℃～900℃，以2℃/min的速率升温至1080℃～1120℃保温60min，冷却至室温，得到悬浮焙烧铁尾矿透水砖制品。
所述悬浮焙烧铁尾矿细度小于500目的占90％。
所述煤矸石的细度小于100目的占100％。
本发明的有益效果:
本发明通过利用悬浮焙烧铁尾矿为原料生产透水砖，提高资源利用率，减少尾矿占地，改善环境，而且制成的透水砖具有透水性能好、强度高、成本低等优点，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例1：
一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：悬浮焙烧铁尾矿、煤矸石、石灰石、膨润土、粘土按重量百分数悬浮焙烧铁尾矿50％、煤矸石12％、石灰石15％、膨润土5％、粘土18％混合均匀，得到混合料；
(2)混料：将配置好的混合料加水搅拌混合均匀，其中质量比为水:混合料＝0.8:1；
(3)陈化：将混合料在室温条件下陈化20h；
(4)成型：将混合料放入模具压制成型，得到成型坯体，成型压力为20MPa；
(5)干燥：将成型坯体在110℃下烘干8h；
(6)烧成：将干燥后的成型坯体放入高温箱式电阻炉中，其烧成制度为：以3℃/min的速率升温至800℃，以2℃/min的速率升温至1080℃保温60min，冷却至室温，得到悬浮焙烧铁尾矿透水砖制品。
制得的悬浮焙烧铁尾矿透水砖孔隙率24.8％，透水系数0.032cm/s，抗压强度52.35MPa。
实施例2：
一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：悬浮焙烧铁尾矿、煤矸石、石灰石、膨润土、粘土按重量百分数悬浮焙烧铁尾矿55％、煤矸石10％、石灰石13％、膨润土7％、粘土15％混合均匀，得到混合料；
(2)混料：将配置好的混合料加水搅拌混合均匀，其中质量比为水:混合料 ＝0.8:1；
(3)陈化：将混合料在室温条件下陈化20h；
(4)成型：将混合料放入模具压制成型，得到成型坯体，成型压力为30MPa；
(5)干燥：将成型坯体在110℃下烘干7h；
(6)烧成：将干燥后的成型坯体放入高温箱式电阻炉中，其烧成制度为：以3℃/min的速率升温至850℃，以2℃/min的速率升温至1000℃保温60min，冷却至室温，得到悬浮焙烧铁尾矿透水砖制品。
制得的悬浮焙烧铁尾矿透水砖孔隙率28.4％，透水系数0.037cm/s，抗压强度50.21MPa。
实施例3：
一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖及其制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：悬浮焙烧铁尾矿、煤矸石、石灰石、膨润土、粘土按重量百分数悬浮焙烧铁尾矿60％、煤矸石8％、石灰石10％、膨润土10％、粘土12％混合均匀，得到混合料；
(2)混料：将配置好的混合料加水搅拌混合均匀，其中质量比为水:混合料＝0.8:1；
(3)陈化：将混合料在室温条件下陈化20h；
(4)成型：将混合料放入模具压制成型，得到成型坯体，成型压力为30MPa；
(5)干燥：将成型坯体在110℃下烘干8h；
(6)烧成：将干燥后的成型坯体放入高温箱式电阻炉中，其烧成制度为：以3℃/min的速率升温至900℃，以2℃/min的速率升温至1120℃保温60min，冷却至室温，得到悬浮焙烧铁尾矿透水砖制品。
制得的悬浮焙烧铁尾矿透水砖孔隙率31.08％，透水系数0.041cm/s，抗压强度47.82MPa。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改 型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种悬浮焙烧铁尾矿透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，配料，以质量百分数计，将50％～60％悬浮焙烧铁尾矿、8％～12％煤矸石、10％～15％石灰石、5％～10％膨润土、以及12％～18％粘土混合均匀，得到混合料；
第二步，混料，将配置好的混合料加水搅拌混合均匀，其中质量比为水:混合料＝0.8:1；
第三步，陈化，将混合料在室温条件下陈化，陈化时间为20h；
第四步，成型，将混合料放入模具压制成型，得到成型坯体，成型压力为20MPa～40MPa；
第五步，干燥，将成型坯体在110℃下烘干6h～8h；
第六步，烧成，将干燥后的成型坯体放入高温箱式电阻炉中，以3℃/min的速率升温至800℃～900℃，以2℃/min的速率升温至1080℃～1120℃保温60min，冷却至室温。
2.一种用权利要求1所述的悬浮焙烧铁尾矿透水砖的制备方法制取的悬浮焙烧铁尾矿透水砖，其特征在于，以质量百分比计，由50％～60％悬浮焙烧铁尾矿、8％～12％煤矸石、10％～15％石灰石、5％～10％膨润土、以及12％～18％粘土制成；
所述悬浮焙烧铁尾矿透水砖孔隙率为24.8％～31.08％，透水系数0.032cm/s～0.041cm/s，抗压强度47.82MPa～52.35MPa。
3.根据权利要求2所述的悬浮焙烧铁尾矿透水砖，其特征在于，所述悬浮焙烧铁尾矿粒度在500目以下的占90％。
4.根据权利要求2或3所述的悬浮焙烧铁尾矿透水砖，其特征在于，所述煤矸石粒度在100目以下的占100％。
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