CN108609988B - 一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法 - Google Patents
一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及混凝土砌块技术领域,尤其是一种利用萤石选矿废渣‑石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,经过对萤石选矿尾渣‑石英尾渣、生石灰、石膏、水泥、铝粉进行混合处理过程的工艺步骤以及配比进行控制,使得制备的砌块的强度和干密度得到了优化,提高了以萤石选矿废渣‑石英尾渣为原料制备的加气混凝土砌块的品质,降低了废弃物的排放量。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土砌块技术领域,尤其是一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法。
背景技术
蒸压加气混凝土砌块是以磨细的硅质材料为主要原料,以钙质材料为胶结原料,以石膏为调节材料,以铝粉为发气材料,经过与水混合制浆、搅拌浇注、发气硬化、静停、机械切割、蒸压养护等工艺制成的,属于硅酸盐混凝土砌块,采用蒸压养护工艺,称之为蒸压加气混凝土砌块。
蒸压加气混凝土砌块的孔隙率能够达到70-85%,干密度为300-800kg/m3,占水泥混凝土的20%左右,粘土实心砖的28%左右,放在水中,具有一定漂浮性能,因此,其相比传统的建筑材料用砖和砌块的质量轻,极大程度的减少了建筑物的重量,降低了建筑物劳动强度和造价。而且,蒸压加气混凝土砌块采用的是无机不燃材料,防火性能优越;导热系数维持在0.1-0.16W/m·K,仅及水泥混凝土的13%,实心砖砌体的28%,保温隔热性能较优;具有多孔结构,能够吸音,降低室内回音和外界杂音;不易老化、风华;尤其是砌块内部充满大量的封闭气孔,能够有效阻延水分扩散,抗渗透性能较高。可见,蒸压加气混凝土砌块具有较优性能,其在同类产品中,具有较高的应用优越和经济价值,使得在建筑行业得到了大量的推广和使用。
可是,现有技术中,对于采用的硅质材料,大多数采用的是粉煤灰和天然硅砂材料,而在大多数地区,其粉煤灰资源供应紧张,而且天然硅砂的储量也较少,极大程度的阻碍了采用硅质材料为主要原料生产蒸压加气混凝土的发展和推广。
萤石选矿废渣-石英尾渣即就是萤石尾矿,又称为萤石选矿废渣,其是一种高硅型工业固体废弃物,是在萤石选矿提取氟化钙产品后,排除来的废渣,其完全能够替代硅质材料制备蒸压加气混凝土,而且,现有技术中,也有研究者将萤石选矿废渣用于保温砖、砌块的制备,使得萤石尾矿资源得到充分利用,如专利申请号为201210350547.5的利用萤石尾矿生产加气混凝土砌块的方法,其采用萤石尾矿:石灰:水泥:工业石膏:铝粉=60-80:10-20:10-15:2-5:0.006-0.007,经过粒度分离以及药剂、矿泥处理的细粒萤石尾矿加水搅拌,制成浆液后,在混料搅拌机中,再按比例添加石灰、水泥、工业石膏和铝粉,充分搅拌,浇注于模具中,发气切割,经过蒸压养护制得,使得蒸压加气混凝土砌块的保温隔热性能好,比重小,颜色白,强度大于5MPa;再如专利申请号为201410530914.9的尾渣加气混凝土砌块及其制备方法,通过对萤石尾矿、石灰、水泥、石膏、铝粉的配比进行控制为70-74:17-18:4.1-10:4.2-5.1:0.05-0.1,经过原料处理混合,制浆,注模、切割、养护而得;可见,现有技术中,对于萤石尾矿制备加气混凝土砌块过程中,其与石灰、水泥、工业石膏、铝粉的质量配比均做出了研究,而且在专利申请号为201410530914.9文献中,对石灰的细度,比表面积进行了研究,对原料混合的搅拌时间,处理温度,搅拌速度等做了研究,同时还对料浆稠度等均作了研究,但是,由于现有技术中,对于萤石尾矿并未进行处理,导致采用萤石尾矿作为硅质材料制备的加气混凝土砌块抗压强度≤5MPa,干密度依然在570kg/m3以上,而且制得的蒸压加气混凝土砌块的导热系数依然不理想。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供一种利用萤石选矿废渣生产加气混凝土砌块的方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的:
(1)将石膏与萤石选矿废渣-石英尾渣按照质量比为9:141-142混合,采用搅拌机以150-200r/min的搅拌速度,搅拌至物料摩擦生热至45-50℃,加入占萤石尾矿废渣质量24-26%的生石灰粉末,搅拌均匀后,调整水分含量为10-15%,静止处理30-40min,再向其中加入占萤石选矿废渣质量万分之七到万分之九的铝粉,拌匀,升温至240℃,处理30min,获得初混料;
(2)将水泥与水按照质量比为0.5:1-2混合制备成料浆,并以水泥计,将料浆与初混料按照质量比为5-8:70-73,搅拌混合均匀,置于温度为30-40℃的环境下,静止5-10min,调整水料比为0.465-0.485,获得浆液;
(3)控制模具内部温度为40-48℃,向模具内浇注浆液,并在浇注完成后,常温静停1.5~1.8h,脱模,得到初品。
(4)将初品切割、养护,即可制得成品。
优选,所述的萤石选矿废渣-石英尾渣是细度为≤0.06mm,并且筛余量为7-9%的粉末。该萤石选矿废渣的细度以及筛余量的控制,能够极大程度改善萤石选矿废渣的粒径以及在混合之后的分散情况,实现改善砌块的干密度与强度,提高了砌块的强度。
优选,所述的生石灰是细度为0.05-0.07mm,大孔筛余量≤3%,小孔筛余量≥85%的粉末。改善了物料作用程度,改善了干密度与强度性能,提高了砌块品质。
优选,所述的石膏采用半水石膏和/或硬石膏。
优选,所述的萤石选矿废渣-石英尾渣,二氧化硅质量百分含量为≥91.38%。尤其是二氧化硅含量为92.15%的萤石选矿废渣优异。
优选,所述的步骤(1),搅拌至物料摩擦生热至48℃,静停30-40min后,再加入生石灰粉末。促进了物料作用,改善了浇注后的脱模难易度,改善了成品合格率。
优选,所述的步骤(1),在将石膏与萤石选矿废渣-石英尾渣混合,将其含水率调整为10-15%后,再以800-1000r/min搅拌速度搅拌,并在搅拌过程中,向其中加入生石灰粉末。
优选,所述的步骤(3),在浇注前,还调整浆液稠度为210~230mm。
所述的养护采用蒸压养护。
本发明创造经过将萤石选矿废渣-石英尾渣依次与石膏、生石灰粉末以及铝粉,按照一定的质量比进行混合,制备成初混料,再将水泥与水制成料浆后,再与初混料混合制备成浆液,浇注、脱模、切割、养护工艺后,获得抗压强度为7.86-11.32MPa,并且干密度介于448~496kg/m3之间的加气混凝土砌块。
本发明创造得到的加气混凝土砌块的扩展度较好,抗压强度较高,干密度较低,能够完全满足GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中强度和密度的技术要求,并且极大程度的解决了萤石选矿废渣的利用量,促进了加气混凝土系列产品产业的发展,具有显著的经济和环保价值。
经过对萤石选矿尾渣-石英尾渣、生石灰、石膏、水泥、铝粉进行混合处理过程的工艺步骤以及配比进行控制,使得制备的砌块的强度和干密度得到了优化,提高了以萤石选矿废渣为原料制备的加气混凝土砌块的品质,降低了废弃物的排放量。
本研究者在专利申请号为201410530914.9的文献基础以及研究的基础上,对萤石选矿尾渣-石英尾渣用于加气混凝土制备工艺以及参数进行了优化和调整,并经过大量的试验,从萤石选矿废渣-石英尾渣与各原料混合顺序以及处理方式、原料配比以及对原料粒径要求等方面进行了详细的研究,本发明创造将萤石选矿废渣用于加气混凝土砌块的制备,并将石膏、生石灰、水泥等原料进行合理的搭配与控制,使得得到的砌块的品质优异。
本发明创造所述的大孔筛余量是指采用的筛孔能够将0.07mm细度的粉末筛过,其筛余的量;小孔筛余量是指采用的筛孔能够将低于0.05mm细度的粉末筛过,留在筛孔上面的粉末的量。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
在以下实施例中,对于未尽事宜,本领域技术人员可以参照专利申请号为201410530914.9的文献公开的相应内容进行操作。
实施例1
(1)将半水石膏与细度为0.08mm,并且筛余量为10%的萤石选矿废渣按照质量比为9:141混合,采用搅拌机以150r/min的搅拌速度,搅拌至物料摩擦生热至45℃,加入占萤石尾矿废渣质量24%的细度为0.08mm,大孔筛余量为3%,小孔筛余量为85%的生石灰粉末,搅拌均匀后,调整水分含量为10%,静止处理30min,再向其中加入占萤石选矿废渣-石英尾渣质量万分之七的铝粉,拌匀,升温至240℃,处理30min,获得初混料;
(2)将水泥与水按照质量比为0.5:1混合制备成料浆,并以水泥计,将料浆与初混料按照质量比为5:70,搅拌混合均匀,置于温度为30℃的环境下,静止5min,调整水料比为0.465,获得浆液;
(3)控制模具内部温度为40℃,向模具内浇注浆液,并在浇注完成后,常温静停1.5h,脱模,得到初品。
(4)将初品切割、养护,即可制得成品。
实施例2
(1)将半水石膏与细度为0.07mm,并且筛余量为9%的萤石选矿废渣按照质量比为9:142混合,采用搅拌机以200r/min的搅拌速度,搅拌至物料摩擦生热至50℃,加入占萤石尾矿废渣质量26%的细度为0.07mm,大孔筛余量为2%,小孔筛余量为95%的生石灰粉末,搅拌均匀后,调整水分含量为15%,静止处理40min,再向其中加入占萤石选矿废渣质量万分之九的铝粉,拌匀,升温至240℃,处理30min,获得初混料;
(2)将水泥与水按照质量比为0.5:2混合制备成料浆,并以水泥计,将料浆与初混料按照质量比为8:73,搅拌混合均匀,置于温度为40℃的环境下,静止10min,调整水料比为0.485,获得浆液;
(3)控制模具内部温度为48℃,向模具内浇注浆液,并在浇注完成后,常温静停1.8h,脱模,得到初品。
(4)将初品切割、养护,即可制得成品。
实施例3
(1)将半水石膏与细度为0.06mm,并且筛余量为8%的萤石选矿废渣-石英尾渣按照质量比为9:142混合,采用搅拌机以200r/min的搅拌速度,搅拌至物料摩擦生热至50℃,加入占萤石尾矿废渣质量26%的细度为0.06mm,大孔筛余量为3%,小孔筛余量为88%的生石灰粉末,搅拌均匀后,调整水分含量为14%,静止处理30min,再向其中加入占萤石选矿废渣质量万分之八的铝粉,拌匀,升温至240℃,处理30min,获得初混料;
(2)将水泥与水按照质量比为1:3混合制备成料浆,并以水泥计,将料浆与初混料按照质量比为6:71,搅拌混合均匀,置于温度为40℃的环境下,静止10min,调整水料比为0.475,获得浆液;
(3)控制模具内部温度为46℃,向模具内浇注浆液,并在浇注完成后,常温静停1.6h,脱模,得到初品。
(4)将初品切割、养护,即可制得成品。
实施例4
(1)将半水石膏与细度为0.05mm,并且筛余量为7%的萤石选矿废渣按照质量比为9:142混合,采用搅拌机以200r/min的搅拌速度,搅拌至物料摩擦生热至50℃,加入占萤石尾矿废渣质量26%的细度为0.05mm,大孔筛余量为3%,小孔筛余量为80%的生石灰粉末,搅拌均匀后,调整水分含量为15%,静止处理40min,再向其中加入占萤石选矿废渣质量万分之七的铝粉,拌匀,升温至240℃,处理30min,获得初混料;
(2)将水泥与水按照质量比为0.5:1混合制备成料浆,并以水泥计,将料浆与初混料按照质量比为7:72,搅拌混合均匀,置于温度为40℃的环境下,静止10min,调整水料比为0.470,获得浆液;
(3)控制模具内部温度为48℃,向模具内浇注浆液,并在浇注完成后,常温静停1.7h,脱模,得到初品。
(4)将初品切割、养护,即可制得成品。
实施例5
在实施例3的基础上,所述的步骤(1),搅拌至物料摩擦生热至48℃,静停30min后,再加入生石灰粉末。
实施例6
在实施例3的基础上,所述的步骤(1),在将石膏与萤石选矿废渣混合,将其含水率调整为10%后,再以1000r/min搅拌速度搅拌,并在搅拌过程中,向其中加入生石灰粉末。
实施例7
在实施例3的基础上,所述的步骤(3),在浇注前,还调整浆液稠度为210mm。
实施例8
在实施例3的基础上,经过将萤石选矿废渣进行处理,使得其中的铁含量、镁含量降低,并使得二氧化硅的含量得到提高,并经过操作处理,本研究者在该实施例中,经过处理之后的萤石选矿废渣中的二氧化硅含量为92.15%。
经过将实施例1-8中,采用的萤石选矿废渣中的二氧化硅含量进行检测,其结果如表1所示:
表1
SiO<sub>2</sub>(%) | 碱含量(%) | |
实施例1 | 91.38 | 0.20 |
实施例2 | 91.46 | 0.19 |
实施例3 | 92.15 | 0.21 |
实施例4 | 92.08 | 0.22 |
实施例5 | 93.04 | 0.21 |
实施例6 | 92.45 | 0.22 |
实施例7 | 93.09 | 0.23 |
实施例8 | 92.15 | 0.22 |
将实施例1-8制备的砌块作为样品,每个实施例中的样品随机选取100块作为试验样品,并标号、记录,在同样环境下(室温25℃,湿度65%左右),检测试验样品的强度与干密度,其结果如下表2所示:
表2
由表2的数据可以看出,对于将石膏采用半水石膏与萤石选矿废渣-石英尾渣进行预先混合后,再加入生石灰粉末,拌匀之后,再加入铝粉,制成初混料后,采用水泥与水调浆,并加入初混料制备成浆液,使得制备的砌块的强度得到了改善,达到了5MPa以上,而且干密度得到了优化,降低了干密度,减轻了砌块的重量,而且制得的产品能够完全优异于GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中强度和密度的技术要求,提高了砌块的品质。将表1与表2结合来看,对于萤石选矿废渣中的二氧化硅的含量,将会影响砌块的品质,尤其是萤石选矿废渣中的二氧化硅与碱含量的变化,均会影响砌块的品质,因此,应当对萤石选矿废渣中的化学成分做出一定条件的控制,将会有利于废渣砌块的品质改善。
除此之外,本研究者还经过在实施例1-8的基础上,将半水石膏替换成硬石膏,其依然能够使得制备的砌块的强度达到5MPa以上。尤其是将半水石膏与硬石膏按照一定的比例进行混合之后,作为石膏原料添加,其能够有效的使得制备的砌块的强度提高的同时,降低了砌块的干密度,并经过试验,相对实施例3制备的砌块来说,其最低强度能够提高约0.5%左右,而平均强度提高了4.1%左右,平均干密度在实施例3的基础上,下降了3.7%左右,由此可见,对于石膏采用半水石膏与硬石膏的组合,能够有助于改善砌块的品质和性能。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将石膏与萤石选矿废渣-石英尾渣按照质量比为9:141-142混合,采用搅拌机以150-200r/min的搅拌速度,搅拌至物料摩擦生热至45-50℃,加入占萤石尾矿废渣质量24-26%的生石灰粉末,搅拌均匀后,调整水分含量为10-15%,静止处理30-40min,再向其中加入占萤石选矿废渣质量万分之七到万分之九的铝粉,拌匀,升温至240℃,处理30min,获得初混料;
(2)将水泥与水按照质量比为0.5:1-2混合制备成料浆,并以水泥计,将料浆与初混料按照质量比为5-8:70-73,搅拌混合均匀,置于温度为30-40℃的环境下,静止5-10min,调整水料比为0.465-0.485,获得浆液;
(3)控制模具内部温度为40-48℃,向模具内浇注浆液,并在浇注完成后,常温静停1.5~1.8h,脱模,得到初品;
(4)将初品切割、养护,即可制得成品;
所述的萤石选矿废渣-石英尾渣是细度为≤0.06mm,并且筛余量为7-9%的粉末;
所述的生石灰是细度为0.05-0.07mm,大孔筛余量≤3%,小孔筛余量≥85%的粉末;
所述的加气混凝土砌块,抗压强度为10.85-11.32MPa,并且干密度为448~496kg/m3。
2.如权利要求1所述的利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,其特征在于,所述的石膏采用半水石膏和/或硬石膏。
3.如权利要求1所述的利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,其特征在于,所述的萤石选矿废渣,二氧化硅质量百分含量为≥91.38%。
4.如权利要求1所述的利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,其特征在于,所述的步骤(1),搅拌至物料摩擦生热至48℃,静停30-40min后,再加入生石灰粉末。
5.如权利要求1所述的利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,其特征在于,所述的步骤(3),在浇注前,还调整浆液稠度为210~230mm。
6.如权利要求1所述的利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法,其特征在于,所述的养护采用蒸压养护。
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- 2018-05-22 CN CN201810493105.3A patent/CN108609988B/zh active Active
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