CN106830796A - 一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，涉及一种铝土矿尾矿的综合利用方法。其特征在于其制备过程是将铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构后，再作为轻质保温隔热材料的原料，进行轻质保温隔热材料制备的。本发明方法，充分利用铝土矿尾矿、粉煤灰、脱硫石膏等工业固体废弃物，成本低、强度高、保温隔热性能好，同时对材料中SiO2含量要求较低，可以将铝土矿尾矿这一固体废弃物加以科学利用，实现了废物资源化，具有深远的环保意义。

Description

一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法
技术领域
一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，涉及一种铝土矿尾矿的综合利用方法。
背景技术
国家发展与改革委员会发布的《中国资源综合利用年度报告（2014）》表明，2013年我国尾矿产生量16.49亿t，综合利用率仅为18.9%，截止到2013年底，我国尾矿累积堆存量达146亿t。尾矿的堆存既占用土地，又污染环境，还有可能导致重大安全事故。
铝土矿尾矿是众多金属尾矿类型中的一种，具有金属尾矿的共性，粒度细，水分含量高，体积大，形态软弱粘稠，是一种惰性材料，但又与其它尾矿不同的是其氧化铝含量高、二氧化硅含量偏低，在硅酸盐制品中的应用受到限制。
随着人们对居住舒适度要求的提高和国家节能环保政策的实施，具有保温隔热功能的新型墙体材料是未来建筑发展的趋势，但铝土矿尾矿在新型墙体材料中的应用还处于研究开发阶段，其主要原因是铝土矿尾矿活性不足和氧化铝含量高、氧化硅含量低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效克服铝土矿尾矿活性不足和氧化铝含量高、氧化硅含量低问题的利用铝土矿尾矿制备的轻质保温隔热材料的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其制备过程是将铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构后，再作为轻质保温隔热材料的原料，进行轻质保温隔热材料制备的。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构时，是将重量比为90%-100%铝土矿尾矿和重量比为0%-10%的高岭土进行粉磨混合后，在650ºC-850 ºC温度下，煅烧时间为0.5-2h。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构时，铝土矿尾矿和高岭土的粉磨粒度小于80um。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其制备过程在重构后的铝土矿尾矿中，加入粉煤灰、生石灰、水泥、脱硫石膏，再加入外加剂和水制备而成。其中原料的各组成成份重量百分比为：重构后的铝土矿尾矿20%-50%，粉煤灰20%-50%，生石灰10%-20%，水泥0%-15%，脱硫石膏2%-5%；加入的水占所加入原料总重量的60%-65%；外加剂由分别占配料总量的0%-1%减水剂、0.04%-0.15%发泡剂、0%-0.05%的稳定剂和0%-1%的激发剂组成。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其重构后的铝土矿尾矿氧化铝重量含量大于35%，氧化硅重量含量大于30%。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其粉煤灰为满足国标GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的III级粉煤灰及以上。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其生石灰氧化钙重量含量不低于80%。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其脱硫石膏三氧化硫重量含量大于于35%。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其制备过程是将配料粉磨后，按照配比搅拌时加入的水温度为50ºC-70 ºC，然后再加入外加剂，搅拌好的料浆放入模具，料浆带提前预热的模具置于35 ºC-60 ºC的温度条件下静养1-3小时后放入蒸压釜中进行蒸压养护，压力为0.5-1.6MPa，恒压6-10小时。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，采用高温重构方法，一是使非活性的氧化铝和氧化硅变为活性，二是可以补充高岭土，由于高岭土的化学组成中氧化铝含量较氧化硅含量低，所以重构后相当于降低了氧化铝含量，提高了氧化硅含量。利用铝土矿尾矿及粉煤灰等工业固体废弃物为主要原料生产轻质保温隔热材料，不但具有成本低、强度高、保温隔热性能好的优点，同时对材料中SiO2含量要求较低，可以将铝土矿尾矿加以科学利用，实现铝土矿尾矿这一工业固体废弃物的资源化，具有深远的环保意义和社会效益。
具体实施方式
一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，采用重构铝土矿尾矿的方法制备轻质保温隔热材料，以重构铝土矿尾矿、粉煤灰、生石灰、水泥、脱硫石膏为原料，加入外加剂和水制备而成，其中原料的各组成成份重量百分比为：重构铝土矿尾矿20%-50%，粉煤灰20%-50%，生石灰10%-20%，水泥0%-15%，脱硫石膏2-5%；加入的水占所加入原料总重量的60%-65%；外加剂由分别占原料总量的0%-1%减水剂、0.04%-0.15%发泡剂、0%-0.05%的稳定剂和0%-1%的激发剂组成。
重构铝土矿尾矿是由铝土矿尾矿、高岭土粉磨共混后经高温煅烧而成，铝土矿尾矿占90%-100%，高岭土占0%-10%，粉磨粒度应小于80um，煅烧温度650ºC-850 ºC。
本发明所述的重构铝土矿尾矿氧化铝含量不低于35%，氧化硅含量不低于30%。
本发明所述的粉煤灰应满足国标GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的III级粉煤灰及以上。
本发明所述的生石灰氧化钙含量不低于80%。
本发明所述的脱硫石膏三氧化硫含量不低于35%。
本发明所述的减水剂是由萘系减水剂、聚羧酸减水剂或木质素磺酸盐减水剂的一种或多种；发泡剂为铝膏或双氧水；稳定剂为甲基纤维素钠或聚氧乙烯烷醇酰胺；激发剂为氢氧化钠或硅酸钠。
本发明所述的利用重构铝土矿尾矿制造的轻质保温隔热材料通过如下方法制造：
重构铝土矿尾矿和生石灰分别粉磨，达到粒度要求后，按照配比将重构铝土矿尾矿、粉煤灰、生石灰、水泥、脱硫石膏充分混合，然后加入溶解在50ºC-70 ºC水中的减水剂、稳定剂和激发剂，搅拌均匀形成浆体。
将搅拌均匀的浆体加入发泡剂，再搅拌1-3分钟，同时如加入的水量达不到60%-65%，补充剩余的水分。
将搅拌好的发泡均匀的料浆放入提前预热好的模具，再将料浆和模具置于35 ºC-60 ºC的温度条件下静养1-3小时。
对静养后的坯体脱模，切割，然后放入蒸压釜中进行蒸压养护，压力为0.5-1.6MPa，恒压6-10小时，最后逐步卸压至0 MPa。
虽然通过重构方法调整了材料的氧化铝、氧化硅含量，但较一般的硅酸盐材料氧化铝含量仍较高，本发明的制造方法中，采用50ºC-70 ºC的水搅拌，较高的温度会促进氧化铝反应的进行，同时采用两次搅拌和35 ºC-60 ºC的温度条件下静养，都会使氧化铝充分在前期反应。
本发明所生产的轻质保温隔热材料主要由铝土矿尾矿、粉煤灰、脱硫石膏等工业固体废弃物组成，成本低、强度高、保温隔热性能好，同时对材料中SiO2含量要求较低，可以将铝土矿尾矿这一固体废弃物加以科学利用，实现了废物资源化，具有深远的环保意义。
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步的限定。
实施例1
重构铝土矿尾矿46%，粉煤灰34%，石灰16%，脱硫石膏4%，发泡剂0.12%，水65%。将配料混合搅拌均匀后加入60ºC的热水，再加入发泡剂搅拌均匀后放入已经在40ºC预热好的模具内，静养1.5h后在1.1MPa下恒压养护8h。
性能测试：轻质保温隔热材料抗压强度4.1 MPa，密度606 Kg/m3，导热系数0.0950W/(m·K)
实施例2
重构铝土矿尾矿31%，粉煤灰41%，石灰14.4%，脱硫石膏3.6%，水泥10%，减水剂1%，加气剂0.12%，稳定剂0.05%，水63%。将配料混合搅拌均匀后加入55ºC的热水，再加入发泡剂搅拌均匀后放入已经在50ºC预热好的模具内，静养1.5h后在1.1MPa下恒压养护8h。
性能测试：轻质保温隔热材料抗压强度3.6 MPa，密度624 Kg/m3，导热系数0.0639W/(m·K)
实施例3
重构铝土矿尾矿33%，粉煤灰43%，石灰15.2%，脱硫石膏3.8%，水泥5%，减水剂0.5%，加气剂0.04%，稳定剂0.02%，水63%。将配料混合搅拌均匀后加入70ºC的热水，再加入发泡剂搅拌均匀后放入已经在60ºC预热好的模具内，静养1 h后在1.6MPa下恒压养护6h。
性能测试：轻质保温隔热材料抗压强度5.5 MPa，密度725 Kg/m3，导热系数0.0918W/(m·K)
实施例4
重构铝土矿尾矿33%，粉煤灰43%，石灰15.2%，脱硫石膏3.8%，水泥5%，减水剂0.5%，激发剂1.5%，加气剂0.1%，稳定剂0.05%，水63%。将配料混合搅拌均匀后加入50ºC的热水，再加入发泡剂搅拌均匀后放入已经在35ºC预热好的模具内，静养3 h后在1.3MPa下恒压养护10h。
性能测试：轻质保温隔热材料抗压强度3.0MPa，密度509 Kg/m3，导热系数0.0813W/(m·K)。

Claims (9)

1.一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其制备过程是将铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构后，再作为轻质保温隔热材料的原料，进行轻质保温隔热材料制备的。
2.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构时，是将重量比为90%-100%铝土矿尾矿和重量比为0%-10%的高岭土进行粉磨混合后，在650ºC-850 ºC温度下，煅烧时间为0.5-2h。
3.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于铝土矿尾矿加入高岭土进行煅烧重构时，铝土矿尾矿和高岭土的粉磨粉磨粒度小于80um。
4.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其制备过程在重构后的铝土矿尾矿中，加入粉煤灰、生石灰、水泥、脱硫石膏，再加入外加剂和水制备而成；其中原料的各组成成份重量百分比为：重构后的铝土矿尾矿20%-50%，粉煤灰20%-50%，生石灰10%-20%，水泥0%-15%，脱硫石膏2%-5%；加入的水占所加入原料总重量的60%-65%；外加剂由分别占配料总量的0%-1%减水剂、0.04%-0.15%发泡剂、0%-0.05%的稳定剂和0%-1%的激发剂组成。
5.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其重构后的铝土矿尾矿氧化铝重量含量大于35%，氧化硅重量含量大于30%。
6.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其粉煤灰为满足国标GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的III级粉煤灰及以上。
7.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其生石灰氧化钙重量含量大于80%。
8.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其脱硫石膏三氧化硫重量含量大于35%。
9.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备轻质保温隔热材料的方法，其特征在于其制备过程是将配料粉磨后，按照配比搅拌时加入的水温度为50ºC-70 ºC，然后再加入外加剂，搅拌好的料浆放入模具，料浆带提前预热的模具置于35 ºC-60 ºC的温度条件下静养1-3小时后放入蒸压釜中进行蒸压养护，压力为0.5-1.6MPa，恒压6-10小时。
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