CN108129083A - 一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法，包括以下步骤：将铜渣磁选尾渣和粘结剂混合均匀得到第一混合物料，将所述第一混合物料投入造球装置进行造球，得到湿球团；将所述湿球团烘干、煅烧后得到煅烧球团，所述煅烧球团作为透水砖骨料；将所述铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣混合均匀得到第二混合物料，将所述第二混合物料、激发剂和水混合均匀得到胶凝材料；将所述胶凝材料加入所述透水砖骨料中，搅拌后装入磨具成型，得到透水砖半成品。本发明中铜渣磁选尾渣既作为透水砖骨料又作为胶凝材料，吃渣量大，可有效解决铜渣磁选尾渣大量堆放的问题。

Description

一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法。
背景技术
随着我国经济迅速发展，城市化进程逐步加快，地表逐渐被各种建筑物、水泥、混凝土、天然石材所覆盖。这种不透水的地面材料不能使雨水渗入地下，从而导致城市地下水位下降，而且一旦遭遇强暴雨，仅靠排水系统排水便很容易出现城市内涝，同时，不透气的路面基本不能与空气进行水分、热量的交换，无法调节地表温度和湿度，与建筑物一起形成了城市“热岛效应”。
我国2014年10月颁布了《海绵城市建设技术指南》，提出建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市，海绵城市建设主要通过对城市原有生态系统的保护、生态恢复和修复、低影响开发等途径实现。透水砖铺装系统通过构建“降雨-径流-下渗-回用”的良性循环，对恢复和修复城市水生态、减轻硬化路面不利影响有着重要作用，成为建设海绵城市的重要技术之一。
我国作为世界上主要铜生产国，每年排放铜渣约800多万吨，铜渣中铁的含量高于铁矿石可采品味，但是主要以铁橄榄石和磁铁矿的形式赋存，渣中SiO2含量高难以用于传统的高炉流程，采用还原-磁选的方式可回收金属铁，回收金属铁后的二次尾渣主要成分为SiO2、Al2O3、CaO，颗粒细小，长期大量堆放容易引起扬尘。
铜渣经还原-磁选提铁后得到铜渣磁选尾渣，其颗粒细小(99％的颗粒小于200目)，长期堆放易于扬尘，并且磁选尾渣活性差，难以用于水泥混合材或者掺和料。因此，如何解决铜渣磁选尾渣长期大量堆放，以及其的二次利用，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法，包括以下步骤：
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和粘结剂混合均匀得到第一混合物料，将所述第一混合物料投入造球装置进行造球，得到湿球团；将所述湿球团烘干、煅烧后得到煅烧球团，所述煅烧球团作为透水砖骨料；
(2)制备胶凝材料
将所述铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣混合均匀得到第二混合物料，将所述第二混合物料、激发剂和水混合均匀得到胶凝材料；
(4)制备透水砖半成品
将所述胶凝材料加入步骤(1)得到的所述透水砖骨料中，搅拌后装入磨具成型，得到透水砖半成品；
(5)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，将所述脱模后的透水砖半成品采用微波养护，得到透水砖成品。
进一步地，铜渣磁选尾渣与粘结剂的质量比为1∶(0.2-0.5)。
进一步地，铜渣磁选尾渣、粉煤灰、高炉矿渣的质量比为1∶(0.4-0.8)∶(0.1-0.3)。
进一步地，第二混合物料、激发剂、水的质量比为1∶(0.25-0.35)∶(0.15-0.30)。
进一步地，胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶(3-4)。
进一步地，煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为30-60min。
进一步地，煅烧球团的粒径为3-5mm，筒压强度3-5MPa。
进一步地，所述激发剂为水玻璃，所述水玻璃的模数为1.2-1.8。
进一步地，室温条件养护2-3天后脱模，微波养护10-20min。
进一步地，所述粘结剂为膨润土、淀粉或腐殖酸钠。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
(1)以利用的铜渣磁选尾渣微粉进行造球，得到高强度的球团，用作透水砖骨料，为铜渣磁选尾渣微粉的利用提供了新的思路；
(2)透水砖中铜渣磁选尾渣的掺量可达到75％以上，可在一定程度上解决铜渣磁选尾渣大量堆积的问题；
(3)采用微波养护，大大缩短了产品的生产周期；
(4)制备工艺简单，需要的设备少，易于操作，成本低廉，易于推广。
附图说明
图1是利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法，包括以下步骤：
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和粘结剂按照质量比为1∶(0.2-0.5)混合均匀，得到第一混合物料，将第一混合物料投入造球装置例如圆盘造球机中进行造球，得到湿球团，湿球团的含水率为8-10％；将湿球团烘干后，在800-1000℃的煅烧温度下煅烧30-60min，得到煅烧球团，将煅烧球团作为透水砖骨料，煅烧球团的粒径为3-5mm，筒压强度3-5MPa。在一优选实施例中，粘结剂为膨润土、淀粉、腐殖酸钠中的一种。
(2)制备胶凝材料
将铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣按照质量比为1∶(0.4-0.8)∶(0.1-0.3)混合均匀，得到第二混合物料，将第二混合物料、激发剂和水按照质量比为1∶(0.25-0.35)∶(0.15-0.30)混合搅拌2-5min，得到胶凝材料。
在一优选实施例中，粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣的粒度为48-74μm。在一优选实施例中，激发剂为工业级水玻璃，其中Na2O的质量分数为7.5％-12.8％，SiO2的质量分数为24.6％-27.6％，模数为3-3.3。在使用时，用NaOH将水玻璃的模数调整为1.2-1.8。
(3)制备透水砖半成品
将胶凝材料加入步骤(1)得到的透水砖骨料中，搅拌2-5min后装入磨具中，振动10-20下成型，得到透水砖半成品。在一优选实施例中，胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶(3-4)。
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护2-3天后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，脱模后的透水砖半成品采用微波养护10-20min，得到透水砖成品，其中微波的功率为120-400W。
实施例1
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和膨润土按照质量比为1∶0.2混合均匀，得到第一混合物料，将第一混合物料投入圆盘造球机中进行造球，得到湿球团，湿球团的含水率为8％；将湿球团烘干后，在800℃的煅烧温度下煅烧60min，得到煅烧球团，将煅烧球团作为透水砖骨料，煅烧球团的粒径为3mm，筒压强度3MPa。
(2)制备胶凝材料
将铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣按照质量比为1∶0.45∶0.1混合均匀，得到第二混合物料，将第二混合物料、水玻璃和水按照质量比为1∶0.25∶0.25混合搅拌2min，得到胶凝材料。
粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣的粒度为48μm。水玻璃中的Na2O的质量分数为8.75％，SiO2的质量分数为27.6％，模数为3.3。用NaOH将水玻璃的模数调整为1.2。
(3)制备透水砖半成品
将胶凝材料加入步骤(1)得到的透水砖骨料中，搅拌2min后装入磨具中，振动10下成型，得到透水砖半成品。胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶3.5。
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护2-3天后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，脱模后的透水砖半成品采用微波养护10min，得到透水砖成品，其中微波的功率为200W。
本实施例的透水砖产品的抗折强度为4.0MPa，抗压强度为31.9MPa，透水系数为5.2×10-2cm/s。
本实施例以铜渣磁选尾渣造球后作为透水砖骨料，铜渣磁选尾渣、高炉矿渣、粉煤灰混合后，用水玻璃激发，作为胶凝材料，本发明中铜渣磁选尾渣既作为透水砖骨料又作为胶凝材料，吃渣量大，可有效解决铜渣磁选尾渣大量堆放的问题。
实施例2
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和淀粉按照质量比为1∶0.4混合均匀，得到第一混合物料，将第一混合物料投入圆盘造球机中进行造球，得到湿球团，湿球团的含水率为9％；将湿球团烘干后，在900℃的煅烧温度下煅烧50min，得到煅烧球团，将煅烧球团作为透水砖骨料，煅烧球团的粒径为4mm，筒压强度4MPa。
(2)制备胶凝材料
将铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣按照质量比为1∶0.6∶0.2混合均匀，得到第二混合物料，将第二混合物料、水玻璃和水按照质量比为1∶0.3∶0.25混合搅拌3min，得到胶凝材料。
粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣的粒度为52μm。水玻璃中的Na2O的质量分数为8.75％，SiO2的质量分数为27.6％，模数为3.3。用NaOH将水玻璃的模数调整为1.5。
(3)制备透水砖半成品
将胶凝材料加入步骤(1)得到的透水砖骨料中，搅拌3min后装入磨具中，振动10下成型，得到透水砖半成品。胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶4。
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护2-3天后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，脱模后的透水砖半成品采用微波养护15min，得到透水砖成品，其中微波的功率为350W。
本实施例的透水砖产品的抗折强度为4.4MPa，抗压强度为33.5MPa，透水系数为6.8×10-2cm/s。
本实施例以铜渣磁选尾渣造球后作为透水砖骨料，铜渣磁选尾渣、高炉矿渣、粉煤灰混合后，用水玻璃激发，作为胶凝材料，本发明中铜渣磁选尾渣既作为透水砖骨料又作为胶凝材料，吃渣量大，可有效解决铜渣磁选尾渣大量堆放的问题。
实施例3
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和腐殖酸钠按照质量比为1∶0.5混合均匀，得到第一混合物料，将第一混合物料投入圆盘造球机中进行造球，得到湿球团，湿球团的含水率为10％；将湿球团烘干后，在1000℃的煅烧温度下煅烧30min，得到煅烧球团，将煅烧球团作为透水砖骨料，煅烧球团的粒径为5mm，筒压强度5MPa。
(2)制备胶凝材料
将铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣按照质量比为1∶0.7∶0.3混合均匀，得到第二混合物料，将第二混合物料、水玻璃和水按照质量比为1∶0.35∶0.3混合搅拌4min，得到胶凝材料。
粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣的粒度为74μm。水玻璃中的Na2O的质量分数为8.75％，SiO2的质量分数为27.6％，模数为3.3。用NaOH将水玻璃的模数调整为1.8。
(3)制备透水砖半成品
将胶凝材料加入步骤(1)得到的透水砖骨料中，搅拌3min后装入磨具中，振动10下成型，得到透水砖半成品。胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶4。
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护2-3天后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，脱模后的透水砖半成品采用微波养护15min，得到透水砖成品，其中微波的功率为400W。
本实施例的透水砖产品的抗折强度为4.7MPa，抗压强度为38.5MPa，透水系数为4.8×10-2cm/s。
本实施例以铜渣磁选尾渣造球后作为透水砖骨料，铜渣磁选尾渣、高炉矿渣、粉煤灰混合后，用水玻璃激发，作为胶凝材料，本发明中铜渣磁选尾渣既作为透水砖骨料又作为胶凝材料，吃渣量大，可有效解决铜渣磁选尾渣大量堆放的问题。
实施例4
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和膨润土按照质量比为1∶0.3混合均匀，得到第一混合物料，将第一混合物料投入圆盘造球机中进行造球，得到湿球团，湿球团的含水率为10％；将湿球团烘干后，在900℃的煅烧温度下煅烧40min，得到煅烧球团，将煅烧球团作为透水砖骨料，煅烧球团的粒径为5mm，筒压强度5MPa。
(2)制备胶凝材料
将铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣按照质量比为1∶0.4∶0.3混合均匀，得到第二混合物料，将第二混合物料、水玻璃和水按照质量比为1∶0.25∶0.15混合搅拌5min，得到胶凝材料。
粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣的粒度为68μm。水玻璃中的Na2O的质量分数为7.5％，SiO2的质量分数为24.6％，模数为3。用NaOH将水玻璃的模数调整为1.4。
(3)制备透水砖半成品
将胶凝材料加入步骤(1)得到的透水砖骨料中，搅拌5min后装入磨具中，振动20下成型，得到透水砖半成品。胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶3。
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护2-3天后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，脱模后的透水砖半成品采用微波养护20min，得到透水砖成品，其中微波的功率为120W。
本实施例的透水砖产品的抗折强度为4.5MPa，抗压强度为34.5MPa，透水系数为5.8×10-2cm/s。
本实施例以铜渣磁选尾渣造球后作为透水砖骨料，铜渣磁选尾渣、高炉矿渣、粉煤灰混合后，用水玻璃激发，作为胶凝材料，本发明中铜渣磁选尾渣既作为透水砖骨料又作为胶凝材料，吃渣量大，可有效解决铜渣磁选尾渣大量堆放的问题。
实施例5
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和淀粉按照质量比为1∶0.5混合均匀，得到第一混合物料，将第一混合物料投入圆盘造球机中进行造球，得到湿球团，湿球团的含水率为10％；将湿球团烘干后，在1000℃的煅烧温度下煅烧30min，得到煅烧球团，将煅烧球团作为透水砖骨料，煅烧球团的粒径为5mm，筒压强度5MPa。
(2)制备胶凝材料
将铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣按照质量比为1∶0.8∶0.3混合均匀，得到第二混合物料，将第二混合物料、水玻璃和水按照质量比为1∶0.3∶0.2混合搅拌4min，得到胶凝材料。
粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣的粒度为60μm。水玻璃中的Na2O的质量分数为12.8％，SiO2的质量分数为27.2％，模数为3.2。用NaOH将水玻璃的模数调整为1.3。
(3)制备透水砖半成品
将胶凝材料加入步骤(1)得到的透水砖骨料中，搅拌4min后装入磨具中，振动15下成型，得到透水砖半成品。胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶3.5。
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护2-3天后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，脱模后的透水砖半成品采用微波养护15min，得到透水砖成品，其中微波的功率为250W。
本实施例的透水砖产品的抗折强度为4.2MPa，抗压强度为32.5MPa，透水系数为6.0×10-2cm/s。
本实施例以铜渣磁选尾渣造球后作为透水砖骨料，铜渣磁选尾渣、高炉矿渣、粉煤灰混合后，用水玻璃激发，作为胶凝材料，本发明中铜渣磁选尾渣既作为透水砖骨料又作为胶凝材料，吃渣量大，可有效解决铜渣磁选尾渣大量堆放的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用铜渣磁选尾渣制备透水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备透水砖骨料
将铜渣磁选尾渣和粘结剂混合均匀得到第一混合物料，将所述第一混合物料投入造球装置进行造球，得到湿球团；将所述湿球团烘干、煅烧后得到煅烧球团，所述煅烧球团作为透水砖骨料；
(2)制备胶凝材料
将所述铜渣磁选尾渣、粉磨后的粉煤灰和粉磨后的高炉矿渣混合均匀得到第二混合物料，将所述第二混合物料、激发剂和水混合均匀得到胶凝材料；
(3)制备透水砖半成品
将所述胶凝材料加入步骤(1)得到的所述透水砖骨料中，搅拌后装入磨具成型，得到透水砖半成品；
(4)制备透水砖成品
将步骤(3)得到的透水砖半成品于室温条件养护后脱模，得到脱模后的透水砖半成品，将所述脱模后的透水砖半成品采用微波养护，得到透水砖成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铜渣磁选尾渣与粘结剂的质量比为1∶(0.2-0.5)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铜渣磁选尾渣、粉煤灰、高炉矿渣的质量比为1∶(0.4-0.8)∶(0.1-0.3)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二混合物料、激发剂、水的质量比为1∶(0.25-0.35)∶(0.15-0.30)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，胶凝材料与透水砖骨料的质量比为1∶(3-4)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为30-60min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，煅烧球团的粒径为3-5mm，筒压强度3-5MPa。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发剂为水玻璃，所述水玻璃的模数为1.2-1.8。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，室温条件养护2-3天后脱模，微波养护10-20min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂为膨润土、淀粉或腐殖酸钠。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109180031A (zh) * 2018-11-22 2019-01-11 龙岩学院 一种以铜渣和钢渣为原料生产胶凝材料的方法
CN111635149A (zh) * 2020-06-08 2020-09-08 中国恩菲工程技术有限公司 铜渣的处理方法、免烧透水材料及其制造方法
CN115477502A (zh) * 2022-09-15 2022-12-16 江门市俞嘉科技有限公司 一种利用固废生产透水砖工艺

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