CN107954674A

CN107954674A - 一种铅锌尾矿生产加气混凝土砌块的制备方法

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Publication number: CN107954674A
Application number: CN201610903383.2A
Authority: CN
Inventors: 刘建军; 刘通
Original assignee: Prosperous Glad Science And Technology Ltd Co In Hanchuan City
Current assignee: Prosperous Glad Science And Technology Ltd Co In Hanchuan City
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-04-24

Abstract

本发明铅锌尾矿加气混凝土砌块的制备方法涉及建材原料技术领域。采取“废物利用”关键技术，以小于690mm的铅锌尾矿为原料，按需定量，经粉碎再烘干水分小于等于0.5％后筛分，制成颗粒为0.3‑2.36mm的铅锌尾矿692公斤加水泥138公斤、石灰138公斤、硬石膏30公斤、A 1粉0.4公斤、外加剂0.5公斤、纯碱0.3公斤、水220公斤混合搅拌3‑5分钟，经浇注、成型、切割后，在45‑75°C条件下蒸养I小时20分钟至2小时10分钟，从而制备成铅锌尾矿加气混凝土砌块成品。作为建材原料使用。保护天然资源、省工省时省力费用低，变废为宝，符合低碳生产与低碳生活的要求，为可持续发展作出贡献。

Description

一种铅锌尾矿生产加气混凝土砌块的制备方法

技术领域本发明一种铅锌尾矿生产加气混凝土砌块的制备方法，涉及建材技术领域；特别涉及建材原料技术领域；具体涉及一种铅锌尾矿生产加气混凝土砌块的制备方法技术领域。

背景技术就建材及建材原料来说，大家并不陌生，具体到混凝土砌块、预拌砂浆、特种砂浆、混凝土、城市路面砖来说，大家也不陌生，尤其具体到对于建筑使用的“混凝土砌块”来说，均多以水泥与河砂为基础原材料。随着城市建设的快速发展，对混凝土砌块的需求量日益增大，不仅水泥是由天然资源制成的，进而对河砂的开采也日益增大，毕竟资源是有限的，随之河砂也会越来越少，更而要投入大量的人力物力。河砂(即由船从江、河、湖中打捞出来的砂，其价格很高)，同时河砂在使用之前要进行烘干，由于河砂含水量为98%，自然风干后约含水70-80%左右，生产用砂含水量要达到小于0.5%，所以对河砂进行烘干要花费大量费用，不仅消耗大量煤资源，运费极高，而且价格飙升。我国9 5 ％的能源和85％的原材料依赖于矿产资源，产出的选矿尾矿不断增加．目前，国内对矿山选矿废弃物尾矿处理一般采用直接排放于尾矿库堆放，不仅占用大量的农田土地，还造成库区周围环境污染．尾矿的综合利用，已成为各矿山资源综合利用和环境保护的重要课题之一．利用矿山含硅尾矿生产加气混凝土在我国已有成功的先例，如山东的乳山金矿、焦家金矿、三山岛金矿等多家黄金矿山已经成功利用黄金尾矿生产加气混凝土砌块，也有矿山正在利用选铜等尾矿生产加气混凝土．但利用铅锌尾矿生产加气混凝土还未有成功先例．许多金属矿山尾矿处理方法是经人工将原矿破碎、磨矿、分级，把有用矿物选出，最终得到排放的脉石废弃物．脉石废弃物的点是成分均匀稳定、颗粒细小、富含si20和A1203等．在高压蒸汽环境中，脉石废弃物与富含caO的碱性材料可发生水热合成反应，生成含水的硅酸盐和A1硅酸盐矿物．但尾矿物理化学性状与常规的加气混凝土用酸性材料(砂子、粉煤灰等)比存在脉石废弃物不少差异. 归纳起来，已有公知技术与现状存在着的不足、缺陷与弊端是一方面，浪费天然资源、费工费时费力且增加了额外费用、价格不断飙升而费用高；另一方面，废物积累逐步增多无法消纳、占用土地资源、对环境造成影响；均不符合低碳生产与低碳生活的要求。鉴于发明人的专业知识与丰富的工作经验及对事业精益求精的不懈追求，本发明就是在认真而充分的调查、了解、分析、总结、研究上述已有公知技术及现状基础上，以“废物利用”关键技术，为克服和解决已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端而研制成功的。通过本发明，使废物得到了合理利用，变废为宝，符合绿色环保，大幅度降低了费用，做到了低碳生产与低碳生活，为可持续发展作出了应有贡献。本发明的目的是研究铅锌尾矿代替河砂制备加气混凝土的可行性．试验中参照传统工艺参数找出生产合格产品的工艺条件．根据原料的不同，传统的生产方法有3种工艺流程：水泥一石灰一粉煤灰；水泥一石灰一砂；水泥一矿渣一砂．由于铅锌尾矿与天然特细砂成分近似，所以试验选定水泥一石灰一砂蒸压加气混凝土的工艺作为参考。

发明内容本发明是以“废物利用”关键技术，提供铅锌尾矿代替河砂制备加气混凝土的方法，在制作“铅锌尾矿”新型建材原料产品的基础上，提供“铅锌尾矿加气混凝土砌块”新产品；本发明以小于690mm的铅锌尾矿为原料，按需定量，经粉碎再烘干水分小于等于0.5%后筛分加水泥、石灰、硬石膏、A 1粉、外加剂、纯碱、水混合搅拌，经浇注、成型、切割、蒸养制成铅锌尾矿加气混凝土砌块成品。

通过本发明达到的目的是研究铅锌尾矿代替河砂制备加气混凝土的可行性．试验中参照传统工艺参数找出生产合格产品的工艺条件．根据原料的不同，传统的生产方法有3种工艺流程：水泥一石灰一粉煤灰；水泥一石灰一砂；水泥一矿渣一砂．由于铅锌尾矿与天然特细砂成分近似，所以试验选定水泥一石灰一砂蒸压加气混凝土的工艺作为参考。另一方面，有效消纳废物而变废为宝、节省土地资源、有效保护环境；降低成本而作到符合低碳生产与低碳生活的要求。为实现上述目的，本发明提供的技术方案为一种铅锌尾矿加气混凝土砌块的制备方法。

1.水泥选用华新堡垒牌42.5普通硅酸盐水泥；取石灰与石膏的质量比4：1.将两种原材料按比例混合共同磨细，细度为0.08m m，筛子筛余1 3％，其中石灰有效( C a O ) =6 5.7％，为中速消化石灰；比利亚谷铅锌矿公司提供的铅锌尾矿，主要化学成分：( S iO：)= 62.22％、( A12O3 ) = 13.90％、( F e 2 O 3 ) =4.38％、( M g O)=0.84％、( C aO)=1.17％、( s O 3)=2.11％．可见，铅锌尾矿的化学成分介于粉煤灰与砂子之间，可视为合格的硅质材料,

（1）原矿铅锌尾矿的细度为69.6％(0.08m m筛余)，不能直接用来生产加气混凝土，需通过球磨机对原尾矿进行磨细和均化处理．铅锌尾矿的细度对浇注的稳定性及制品的性能影响如表1所示．

表1铅锌尾矿的细度对浇注的稳定性及制品的性能影响

筛余/%	粉磨时间/min	料浆流动性	浇注稳定性	绝干体积质量/（kg.m-3）	绝干强度/Mpa
						14.8	10	较差	冒泡	612	1.98
10.4	20	好	好	598	2.45
						7.8	30	好	较好	630	2.53
5.2	35	好	较微冒泡	623	2.18

试验结果显示，随着铅锌尾矿磨细筛余量的减小，出釜强度先增加后减小，尾矿越粗与石灰的接触面越小，反应进行得越不充分，水化产物也越少，制品强度发展得也越慢．铅锌尾矿的细度也不宜过小．尾矿的细度过高，会使未反应的残核过分细小，制品内部不能形成较好的骨架结构，影响制品强度，过多地增加需水量，增大制品的干缩。从经济上和性能上考虑，选用铅锌尾矿的粉磨时间为2 0 m i n，细度为0.08m m，筛子筛余12％；

（2）在铅锌尾矿加气混凝土中，铅锌尾矿原料占主体．考察了铅锌尾矿掺量对加气混凝土抗压强度的影响，试验配比及结果如表2所示．

表2尾矿的掺量对尾矿加气混凝土性能的影响

由表2结果可知，最佳铅锌尾矿的质量比为50％一60％，在此区间混凝土强度达到峰值．掺量过高，强度降低．这表明对于尾矿一石灰一水泥体系，将原始配合比中的钙硅比控制在合适的范围，对于保证制品的质量十分重要。、

（3）用油剂型A l粉膏作为发气剂．为了有利于发气，稳定气泡，添加了武汉市磊珂建材有限公司的外加剂和纯碱．Al粉膏的性质及掺量是形成加气混凝土内部结构的决定性因素，同时对加气混凝土的质量有影响．主要分析AI粉膏的掺入量和加人方式对加气混凝土发气的影响．试验结果如表3所示．

表 3 粉膏对发气的影响

表3结果显示，A l 粉膏单独加入料浆时，A l 粉颗粒分散性不好，颗粒尺寸不均，发气时速度较慢，气孔结构不理想，扁而平的占多数，当 A l 粉膏先溶人热水后再加人料浆，同时掺人膨润土和纯碱作为调节剂，A l 粉的分散性好，颗粒尺寸均匀，发气速度快，发气顺畅，气孔分散性较好，扁而平的气孔结构较少．由试验结果可以看出，A l粉膏的掺量对发气有较大影响，随着A l粉掺量增加，发气高度增加，容易产生塌模现象，同时也会对强度带来不利影响，试验确定A l粉掺量的质量比为0.085％～0.110％．

（4）水泥的掺量对铅锌尾矿加气混凝土强度的影响

水泥掺量对加气混凝土的强度影响较大，试验配比及结果如表4所示．

表4水泥的掺量对铅锌尾矿加气混凝土性能的影响

由表4可知，当水泥质量比从1 8％递增到3 0％时，制品强度随之增加，继续增加水泥用量强度反而下降，因此在一定的混灰质量比下，有强度最高的水泥质量比．产生以上现象的原因主要是水泥过多时，钙质材料总量太高，其提供的CaO量超过了制品在水化反应中需求CaO的量，多余的水泥水化后不能生成低碱硅酸盐C S H ( B )，而生成强度较低的棱柱薄片状的双碱水化硅酸钙 C2S H (A)，同时纤维状的C 2S H ( B )也相应减少.因此(水泥) = 25％较佳．

（5）调节剂对铅锌尾矿加气混凝土强度的影响

经过前期的大量试验，在不掺调节剂的情况下，制品的强度很难达到国家标准( G B 11 9 6 8 -2 0 0 6 ) 要求的 B 0 6 级加气混凝土的强度的要求．后期试验中通过添加调节剂膨润土和纯碱，考察其对制品性能的影响．试验配合比及结果如表5所示．

表5调节剂对铅锌尾矿加气混凝土性能的影响

试验结果表明，加入膨润土和纯碱后，可提高制品的强度．这是因为添加膨润土和纯碱后可增加料浆稠度和稳定性，使制品上下更加均匀，气孔结构得到改善．通过制品内部结构观察可知，加人调节剂后，气孔尺寸较均匀，孔径2—3 m m占8 5 ％以上，气孔结构较理想，扁而平的一般在1 5 ％以下，未见或很少见到层裂．

2、铅锌尾矿加气混凝土砌块的制备将所述铅锌尾矿692公斤、水泥138公斤、石灰138公斤、硬石膏30公斤、A 1粉0. 4公斤、外加剂0 . 5公斤、纯碱0.3公斤、水220公斤混合搅拌3-5分钟，经浇注、成型、切割后，在45-75°C条件下蒸养I小时20分钟至2小时10分钟，从而制备成铅锌尾矿加气混凝土砌块成品。由于采用了本发明所提供的技术方案；由于本发明采用了“废物利用”关键技术；由于本发明以小于690铅锌尾矿为原料，应用本发明所述的制备方法，即用铅锌尾矿替代了河砂，按需定量，经粉碎再烘干水分小于等于0. 5%后筛分加水泥、石灰、硬石膏、A 1粉、外加剂、纯碱、水混合搅拌，经浇注、成型、切割、蒸养制成铅锌尾矿加气混凝土砌块成品。使得本发明与已有的公知技术及现状相比，获得的有益效果是本发明采用“废物利用”关键技术，提供了一种铅锌尾矿加气混凝土砌块的制备方法；并提供了“铅锌尾矿加气混凝土砌块”新产品。应用本发明所述的制备方法，制备出了“铅锌尾矿”建材原料新产品。

3、本发明所述的“铅锌尾矿”，比河砂价格的十分之一还要低，而且烘干费用低于河砂烘干费用的6-8倍，同时还节省了大量的运输等各种费用，获得了费用低的有益效果。

4、由于本发明中设置有A 1粉、外加剂、纯碱，A 1粉起到了发泡的作用，外加剂、纯碱起到了保水和稳定气泡的作用，从而获得了产品重量轻的有益效果。

5、本发明所述“铅锌尾矿”的制备，解决了铅锌尾矿的消纳问题，做到了有效保护环境。

6、本发明所述“铅锌尾矿”的制备，有效保护了天然资源，做到了低碳生产与低碳生活，为可持续发展作出了应有贡献。

7、本发明所述的“铅锌尾矿”建材原料新产品，除应用于铅锌尾矿混凝土砌块的制备中以外，还可应用于铅锌尾矿预拌砂浆的制备中、铅锌尾矿特种砂浆的制备中、铅锌尾矿混凝土的制备中、铅锌尾矿城市路面砖的制备中，获得了应用范围广的有益效果。

8、本发明“铅锌尾矿”的制备，以及以铅锌尾矿加水泥、石灰、硬石膏、A 1粉、外加剂、纯碱、水混合搅拌，经浇注、成型、切割、蒸养制成铅锌尾矿加气混凝土砌块成品的方法，其构思科学合理、方法简单易行、效果稳定可靠，有利于广泛推广应用。

Claims

1.水泥选用42.5普通硅酸盐水泥；取石灰与石膏的质量比4：1.将两种原材料按比例混合共同磨细，细度为0.08m m，筛子筛余1 3％，其中石灰有效( C a O ) = 6 5.7％，为中速消化石灰。

2. 铅锌尾矿主要化学成分：( S i O：)= 62.22％、( A12O3 ) = 13.90％、( F e 2 O3 ) =4.38％、( M g O)=0.84％、( C a O)=1.17％、( s O 3)=2.11％．可见，铅锌尾矿的化学成分介于粉煤灰与砂子之间，可视为合格的硅质材料, 将铅锌尾矿粉磨时间20min，细度为0.08m m，筛子筛余12％。

3.用油剂型A l粉膏作为发气剂．为了有利于发气，稳定气泡，添加外加剂和纯碱。

4.铅锌尾矿加气混凝土砌块的制备将所述铅锌尾矿692公斤、水泥138公斤、石灰138公斤、硬石膏30公斤、A 1粉0. 4公斤、外加剂0 . 5公斤、纯碱0.3公斤、水220公斤混合搅拌3-5分钟，经浇注、成型、切割后，在45-75°C条件下蒸养I小时20分钟至2小时10分钟，从而制备成铅锌尾矿加气混凝土砌块成品。