CN108793866B - 一种镍铁渣建筑材料及其制备方法 - Google Patents

一种镍铁渣建筑材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍铁渣建筑材料及其制备方法，包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10‑25份、粉煤灰1‑3份、二硫化钼3‑4份、聚硅酮4‑8份、碳纤维2.5‑4份、竹纤维0.7‑2.3份、碳化硅0.5‑1.2份、钛白粉0.6‑1份、活性碳粉0.7‑1.8份、硅酸盐水泥2‑3份、陶粒3‑4份、石英砂5‑10份、氧化铝3‑8份、碳酸钙4‑7份、添加剂3‑6份。本发明通过将冶金中多种废料进行集中处理，并经过特殊的制作工作加工出建筑材料，材料硬度较高，耐磨性好，并且具备防火性能，整体加工原料成本较低，工艺方法较为环保，解决了镍铁渣资源过剩的问题。

Description

一种镍铁渣建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料加工技术领域，尤其是一种镍铁渣建筑材料及其制备方法。
背景技术
镍渣是冶炼镍铁合金产生的固体废渣，镍铁合金主要被用作不锈钢生产，因此镍渣也被称为不锈钢渣或镍铁渣，镍渣分为干渣，水渣，高镍渣，低镍渣等不同类型。干渣中含镍铁合金较高，水渣中镍铁合金含量则较低，高镍渣中的镍铁合金镍含量高，几乎不上磁。低镍渣中的镍铁合金镍含量低，导磁率较高。镍铁渣是还原提取镍和部分铁后水淬极急冷产生的工业废渣，随着我国冶炼镍铁合金规模逐渐扩大，镍铁渣排放量也逐年增大，近年来，我国镍铁渣排放量已成为我们继铁渣、钢渣、赤泥之后第四大冶炼渣。大量的镍铁渣堆，彻底处理或深埋海底，不仅占用土地、污染环境，还给镍铁冶炼的可持续发展带来严峻的挑战。
因此，开发一种高掺杂量、低成本的镍铁渣资源化方法，实现镍铁渣的全部回收利用，减少对环境的危害是有必要的，针对以上，在这里我们提出一种镍铁渣建筑材料及其制备方法。
发明内容
本发明针对背景技术中的不足，提供了一种镍铁渣建筑材料及其制备方法。
本发明为解决上述技术不足，采用改性的技术方案，一种镍铁渣建筑材料及其制备方法，包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10-25份、粉煤灰1-3份、二硫化钼3-4份、聚硅酮4-8份、碳纤维2.5-4份、竹纤维0.7-2.3份、碳化硅0.5-1.2份、钛白粉0.6-1份、活性碳粉0.7-1.8份、硅酸盐水泥2-3份、陶粒3-4份、石英砂5-10份、氧化铝3-8份、碳酸钙4-7份、添加剂3-6份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括以下具体材料份数，其中镍铁渣25份、粉煤灰3份、二硫化钼4份、聚硅酮8份、碳纤维4份、竹纤维2.3份、碳化硅1.2份、钛白粉1份、活性碳粉1.8份、硅酸盐水泥3份、陶粒4份、石英砂10份、氧化铝8份、碳酸钙7份、添加剂6份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10份、粉煤灰1份、二硫化钼3份、聚硅酮4份、碳纤维2.5份、竹纤维0.7份、碳化硅0.5份、钛白粉0.6份、活性碳粉0.7份、硅酸盐水泥2份、陶粒3份、石英砂5份、氧化铝3份、碳酸钙4份、添加剂3份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括具体的加工步骤包括如下，
S1，研磨：将无机原料进行充分的粉碎，然后经过80-120目筛网进行过滤，粉碎过后的原料经变频蒸汽加压养护，压力设为3.4-4.6MPa，然后将混合物进行充分搅拌均匀，并在搅拌过程中不断注入水蒸气，保持350ml/min的速度进行均匀送入，整体搅拌温度控制在110-130℃；
S2，步骤S1研磨后的各原料加入添加剂并送入混料罐中进行搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为75-120℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，然后进行压平后再粉碎，通过220目筛；
S3，将步骤S2的粉粒置于惰性气体密封气罐中，缓慢向气罐内部注入惰性气体氩气，控制流速再45ml/min，升温至240-320℃，并保温1-1.5小时后冷却至室温，得改性混合粉末；
S4，成型，将改性混合粉末缓慢送入冲压模腔中，按照模腔体积注入对应水分，然后利用液压机配合冲压板对混合物进行冲压，液压机的工作压力为2.4-4.8T，冲压板下行速度为80-120mm/s，冲压过程中保持80℃的工作温度；
S5，将完成冲压成型的材料送入加热罐进行加热；首先，在回火升温到达200℃前启动抽真空设备对回火炉抽真空，去除空气；其次，在炉温升至200℃时，充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温回火，温度控制在1000-1200℃，持续1.5-3小时，然后工件出炉空冷，完成加工。
作为本发明的进一步优选方式，所述添加剂包括减水剂、增稠剂、增韧性剂，所述减水剂为聚羧酸酯，所述增稠剂为甲基纤维素，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
本发明所达到的有益效果是：该种发明通过将冶金中多种废料进行集中处理，并经过特殊的制作工作加工出建筑材料，材料硬度较高，耐磨性好，并且具备防火性能，整体加工原料成本较低，工艺方法较为环保，解决了镍铁渣资源过剩的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种镍铁渣建筑材料及其制备方法，包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10-25份、粉煤灰1-3份、二硫化钼3-4份、聚硅酮4-8份、碳纤维2.5-4份、竹纤维0.7-2.3份、碳化硅0.5-1.2份、钛白粉0.6-1份、活性碳粉0.7-1.8份、硅酸盐水泥2-3份、陶粒3-4份、石英砂5-10份、氧化铝3-8份、碳酸钙4-7份、添加剂3-6份。
还包括以下具体材料份数，其中镍铁渣25份、粉煤灰3份、二硫化钼4份、聚硅酮8份、碳纤维4份、竹纤维2.3份、碳化硅1.2份、钛白粉1份、活性碳粉1.8份、硅酸盐水泥3份、陶粒4份、石英砂10份、氧化铝8份、碳酸钙7份、添加剂6份。
还包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10份、粉煤灰1份、二硫化钼3份、聚硅酮4份、碳纤维2.5份、竹纤维0.7份、碳化硅0.5份、钛白粉0.6份、活性碳粉0.7份、硅酸盐水泥2份、陶粒3份、石英砂5份、氧化铝3份、碳酸钙4份、添加剂3份。
还包括具体的加工步骤包括如下，
S1，研磨：将无机原料进行充分的粉碎，然后经过80-120目筛网进行过滤，粉碎过后的原料经变频蒸汽加压养护，压力设为3.4-4.6MPa，然后将混合物进行充分搅拌均匀，并在搅拌过程中不断注入水蒸气，保持350ml/min的速度进行均匀送入，整体搅拌温度控制在110-130℃；
S2，步骤S1研磨后的各原料加入添加剂并送入混料罐中进行搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为75-120℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，然后进行压平后再粉碎，通过220目筛；
S3，将步骤S2的粉粒置于惰性气体密封气罐中，缓慢向气罐内部注入惰性气体氩气，控制流速再45ml/min，升温至240-320℃，并保温1-1.5小时后冷却至室温，得改性混合粉末；
S4，成型，将改性混合粉末缓慢送入冲压模腔中，按照模腔体积注入对应水分，然后利用液压机配合冲压板对混合物进行冲压，液压机的工作压力为2.4-4.8T，冲压板下行速度为80-120mm/s，冲压过程中保持80℃的工作温度；
S5，将完成冲压成型的材料送入加热罐进行加热；首先，在回火升温到达200℃前启动抽真空设备对回火炉抽真空，去除空气；其次，在炉温升至200℃时，充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温回火，温度控制在1000-1200℃，持续1.5-3小时，然后工件出炉空冷，完成加工。
所述添加剂包括减水剂、增稠剂、增韧性剂，所述减水剂为聚羧酸酯，所述增稠剂为甲基纤维素，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
实施例
选择镍铁渣25g、粉煤灰3g、二硫化钼4g、聚硅酮8g、碳纤维4g、竹纤维2.3g、碳化硅1.2g、钛白粉1g、活性碳粉1.8g、硅酸盐水泥3g、陶粒4g、石英砂10g、氧化铝8g、碳酸钙7g、添加剂6g。
S1，研磨：将无机原料进行充分的粉碎，然后经过80-120目筛网进行过滤，粉碎过后的原料经变频蒸汽加压养护，压力设为3.4-4.6MPa，然后将混合物进行充分搅拌均匀，并在搅拌过程中不断注入水蒸气，保持350ml/min的速度进行均匀送入，整体搅拌温度控制在110-130℃；
S2，步骤S1研磨后的各原料加入添加剂并送入混料罐中进行搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为75-120℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，然后进行压平后再粉碎，通过220目筛；
S3，将步骤S2的粉粒置于惰性气体密封气罐中，缓慢向气罐内部注入惰性气体氩气，控制流速再45ml/min，升温至240-320℃，并保温1-1.5小时后冷却至室温，得改性混合粉末；
S4，成型，将改性混合粉末缓慢送入冲压模腔中，按照模腔体积注入对应水分，然后利用液压机配合冲压板对混合物进行冲压，液压机的工作压力为2.4-4.8T，冲压板下行速度为80-120mm/s，冲压过程中保持80℃的工作温度；
S5，将完成冲压成型的材料送入加热罐进行加热；首先，在回火升温到达200℃前启动抽真空设备对回火炉抽真空，去除空气；其次，在炉温升至200℃时，充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温回火，温度控制在1000-1200℃，持续1.5-3小时，然后工件出炉空冷，制作出55g的材料。本发明建筑材料参数表格如下：表1
Figure BDA0001692907730000051
Figure BDA0001692907730000061
传统建筑材料参数表格如下：表2
Figure BDA0001692907730000062
综上述，通过表1和表2明显看出本发明制作的建筑材料性能更加优越，并且通过将冶金中多种废料进行集中处理，并经过特殊的制作工作加工出建筑材料，材料硬度较高，耐磨性好，并且具备防火性能，整体加工原料成本较低，工艺方法较为环保，解决了镍铁渣资源过剩的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种镍铁渣建筑材料，其特征在于，包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10-25份、粉煤灰1-3份、二硫化钼3-4份、聚硅酮4-8份、碳纤维2.5-4份、竹纤维0.7-2.3份、碳化硅0.5-1.2份、钛白粉0.6-1份、活性碳粉0.7-1.8份、硅酸盐水泥2-3份、陶粒3-4份、石英砂5-10份、氧化铝3-8份、碳酸钙4-7份、添加剂3-6份，所述添加剂包括减水剂、增稠剂、增韧性剂，所述减水剂为聚羧酸酯，所述增稠剂为甲基纤维素，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；
所述镍铁渣建筑材料的加工步骤包括如下：
S1.研磨：将无机原料进行充分的粉碎，然后经过80-120目筛网进行过滤，粉碎过后的原料经变频蒸汽加压养护，压力设为3.4-4.6MPa，然后将混合物进行充分搅拌均匀，并在搅拌过程中不断注入水蒸气，保持350ml/min的速度进行均匀送入，整体搅拌温度控制在110-130℃；
S2.步骤S1研磨后的各原料加入添加剂并送入混料罐中进行搅拌，混料时间为5-10分钟，混合后通入挤出机，挤出机温度设定为75-120℃，挤出机的螺杆转速42-48Hz，然后进行压平后再粉碎，通过220目筛；
S3.将步骤S2的粉粒置于惰性气体密封气罐中，缓慢向气罐内部注入惰性气体氩气，控制流速再45ml/min，升温至240-320℃，并保温1-1.5小时后冷却至室温，得改性混合粉末；
S4.成型，将改性混合粉末缓慢送入冲压模腔中，按照模腔体积注入对应水分，然后利用液压机配合冲压板对混合物进行冲压，液压机的工作压力为2.4-4.8T，冲压板下行速度为80-120mm/s，冲压过程中保持80℃的工作温度；
S5.将完成冲压成型的材料送入加热罐进行加热；首先，在回火升温到达200℃前启动抽真空设备对回火炉抽真空，去除空气；其次，在炉温升至200℃时，充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温回火，温度控制在1000-1200℃，持续1.5-3小时，然后工件出炉空冷，完成加工。
2.根据权利要求1所述的一种镍铁渣建筑材料，其特征在于，还包括以下具体材料份数，其中镍铁渣25份、粉煤灰3份、二硫化钼4份、聚硅酮8份、碳纤维4份、竹纤维2.3份、碳化硅1.2份、钛白粉1份、活性碳粉1.8份、硅酸盐水泥3份、陶粒4份、石英砂10份、氧化铝8份、碳酸钙7份、添加剂6份。
3.根据权利要求1所述的一种镍铁渣建筑材料，其特征在于，还包括以下具体材料份数，其中镍铁渣10份、粉煤灰1份、二硫化钼3份、聚硅酮4份、碳纤维2.5份、竹纤维0.7份、碳化硅0.5份、钛白粉0.6份、活性碳粉0.7份、硅酸盐水泥2份、陶粒3份、石英砂5份、氧化铝3份、碳酸钙4份、添加剂3份。
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