CN108975877A - 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法 - Google Patents

一种重金属矿渣制造建材用砖的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108975877A
CN108975877A CN201810980067.4A CN201810980067A CN108975877A CN 108975877 A CN108975877 A CN 108975877A CN 201810980067 A CN201810980067 A CN 201810980067A CN 108975877 A CN108975877 A CN 108975877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heavy metal
slag
building materials
room temperature
brick
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810980067.4A
Other languages
English (en)
Inventor
呼世斌
高德明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest A&F University
Original Assignee
Northwest A&F University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest A&F University filed Critical Northwest A&F University
Priority to CN201810980067.4A priority Critical patent/CN108975877A/zh
Publication of CN108975877A publication Critical patent/CN108975877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/138—Waste materials; Refuse; Residues from metallurgical processes, e.g. slag, furnace dust, galvanic waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04—Clay; Kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Abstract

本发明公开了重金属矿渣制造建材用砖的方法，该方法是将提取贵金属后的重金属矿渣与粘土混合，加入总物料干重17%~20%左右的水，混合均匀，然后在室温环境中陈化24h，陈化后的物料以一定压强模压成型，成型后的砖坯放置阴凉干燥环境下自然干燥4天，然后在100℃左右干燥24h。充分干燥后的砖坯从室温以一定的升温程序和停留时间升至1000℃，最高温度烧结时间2h,再自然冷却至室温，制得建材成品砖。本发明一方面可以使含有重金属的矿渣用以制作建材用砖，节约大量粘土资源，另一方面，可以使矿渣中的重金属彻底固化，实现危险废物的安全资源化利用，经济、环境效益显著。

Description

一种重金属矿渣制造建材用砖的方法
技术领域
本发明属于危险固体废弃物的处理与资源化利用领域，特别涉及一种重金属矿渣制造建材用砖的方法。
背景技术
重金属矿渣作为开采矿产资源时的一种副产物，由于重金属含量高，对生态环境的污染极其严重，传统的矿渣填埋处理方式，既要占用宝贵的土地资源，又难以彻底预防重金属的二次污染。因此，有必要研发一种既安全、又可资源化利用的重金属矿渣处理技术。
长期以来，我国都是采用粘土烧结建材用砖，侵占土地、破坏耕地，造成土壤肥力下降、水土流失等一系列生态环境问题。鉴于在高温环境下，原来比较活泼的重金属能被氧化成稳定的金属氧化物，将金属矿渣代替一部分粘土烧结成建材用砖，既解决了金属矿渣中的重金属污染问题，又节约了粘土的使用量。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目在于提供一种重金属矿渣制作建材用砖的方法。该方法将重金属矿渣与粘土混合后，通过压制成型、砖坯干燥、高温焙烧可制备成建材用砖，并且重金属矿渣原本含有的高含量重金属通过高温焙烧被彻底固化在砖块中，很好的解决了重金属矿渣中重金属污染问题。
实现上述发明目的所采用的技术方案是：一种重金属矿渣制造建材用砖的方法，具体包括下列步骤：
1）将重金属矿渣风干碾成粉末；
2）将粘土风干碾成粉末；
3）将质量百分比为10%~83%的重金属矿渣粉末与0%~70%的粘土粉末混合均匀；
4）给混合后的物料进行加水，控制混合后的含水率质量百分比为17%~20%；
5）将混合后的物料在室温环境中陈化20~48h；
6）在7MPa~15MPa的成型压力下将陈化后的物料压制成型；
7）将压制成型砖坯在室温条件下干燥3~5天，然后在80℃~120℃烘干20~48h；
8）从室温升至200℃，并在200℃保温0.5h~1.5 h；然后从200℃升温到600℃，并在600℃保温至1.0h~2.0 h；最后从600℃升至1000℃，并在1000℃保温1.5~2.5h，停止加热，待砖块在炉内自然降至室温，即得建材成品砖。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：
本发明为一种金属矿渣制作建材砖的法以金属矿渣为掺量，通过一系列工艺，烧结成符合国家标砖的建材用砖，不仅减少了粘土的开采，同时又提供了一种低廉的新型环保材料，为金属矿渣的长期处理有了一个很好的保障，符合我国节约型社会的要求。
本发明利用矿渣泥可以省去制砖内燃煤的添加，而且，利用金属矿渣制作建材砖，可取得社会效益、经济效益、生态环境效益等一系列成果。
附图说明
图1是含10%重金属矿渣建材用砖的样品图。
图2是含30%重金属矿渣建材用砖的样品图。
图3是含50%重金属矿渣建材用砖的样品图。
图4是含83%重金属矿渣建材用砖的样品图。
具体实施方式
实施例1一种重金属矿渣制造建材用砖的方法，包括下列步骤：
1.原材料：
将重金属矿渣、粘土风干、碾碎。
下表1为该案例重金属矿渣中和粘土的重金属元素含量（单位 mg/kg）。
项目 Cu Zn Ni Cd Cr Pb
矿渣 9749.84 813.23 1643.39 169.36 24770.30 742.18
粘土 36.59 88.62 15.52 0.41 75.85 16.71
2.工艺步骤：
（1）物料配方：采用金属矿渣30%，粘土为53%，混合均匀。
（2）加水：向混合后的物料中加入17%的水，混合均匀。
（3）陈化：将物料置于室温环境中陈化24h。
（4）压制成型：将物料放入模具，采用10MPa的成型压力将其压制成型。
（5）砖坯干燥：将砖坯放入室温条件下自然阴干4天，然后在105℃干燥24h。
（6）高温焙烧：从室温升至200℃，并在200℃保温1h；然后从200℃升温到600℃，并在600℃保温至1.5h；最后从600℃升至1000℃，并在1000℃保温2h,停止加热，待砖块在炉内自然降至室温，第二天取出，周期约24h，样品见图2。
（7）对烧结成品砖进行物理指标测试以及在pH=5.6条件下的酸雨浸出试验。
3.试验结果
所得建材成品砖外观质量合格，砖的抗压强度达到14.38MPa，吸水率为18.57%，均符合烧结普通砖（GB5101-2003）标准。按照固体废物浸出毒性浸出方法（HJT299-2007）对砖块进行模拟酸雨浸出试验，其重金属浸出浓度见下表2，符合危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007）。
表2矿渣烧结砖模拟酸雨（pH为5.6）浸出液重金属浓度（单位：mg/L）
测定项目 矿渣原料 矿渣烧结砖 标准（GB5085.3-2007）
Cu 9749.84 0.234 50
Zn 813.23 0.006 50
Ni 1643.39 未检出 10
Cd 169.36 0.021 0.3
Cr 24770.30 0.086 1.5
Pb 742.18 0.065 3
下列组图为10%、30%、50%、83%掺量重金属矿渣烧结砖。
实施例2一种重金属矿渣制造建材用砖的方法，包括下列步骤：
1）将重金属矿渣风干碾成粉末；
2）将粘土风干碾成粉末；
3）将质量百分比为10%的重金属矿渣粉末与70%的粘土粉末混合均匀；
4）给混合后的物料进行加水，控制混合后的含水率质量百分比为20%；
5）将混合后的物料在室温环境中陈化48h；
6）在7MPa的成型压力下将陈化后的物料压制成型；
7）将压制成型砖坯在室温条件下干燥5天，然后在80℃烘干48h；
8）从室温升至200℃，并在200℃保温1.0 h；然后从200℃升温到600℃，并在600℃保温至2.0 h；最后从600℃升至1000℃，并在1000℃保温1.5h，停止加热，待砖块在炉内自然降至室温，即得建材成品砖，产品样品见图1。
实施例3一种重金属矿渣制造建材用砖的方法，包括下列步骤：
1）将重金属矿渣风干碾成粉末；
2）将粘土风干碾成粉末；
3）将质量百分比为50%的重金属矿渣粉末与33%的粘土粉末混合均匀；
4）给混合后的物料进行加水，控制混合后的含水率质量百分比为17%%；
5）将混合后的物料在室温环境中陈化20h；
6）在15MPa的成型压力下将陈化后的物料压制成型；
7）将压制成型砖坯在室温条件下干燥3天，然后在120℃烘干20h；
8）从室温升至200℃，并在200℃保温0.5h h；然后从200℃升温到600℃，并在600℃保温至2.0 h；最后从600℃升至1000℃，并在1000℃保温2.5h，停止加热，待砖块在炉内自然降至室温，即得建材成品砖，产品样品见图1。
实施例4一种重金属矿渣制造建材用砖的方法，包括下列步骤：
1）将重金属矿渣风干碾成粉末；
2）将的与33%的粘土粉末混合均匀；
4）给质量百分比为83%重金属矿渣粉末中加质量百分比为17%水；
5）在10MPa的成型压力下将陈化后的物料压制成型；
7）将压制成型砖坯在室温条件下干燥4天，然后在100℃烘干20h；
8）从室温升至200℃，并在200℃保温1.5h h；然后从200℃升温到600℃，并在600℃保温至2.0 h；最后从600℃升至1000℃，并在1000℃保温2.5h，停止加热，待砖块在炉内自然降至室温，即得建材成品砖，产品样品见图4。

Claims (2)

1.一种重金属矿渣制造建材用砖的方法，其特征在于，包括下列步骤：
1）将重金属矿渣风干碾成粉末；
2）将粘土风干碾成粉末；
3）将质量百分比为10%~83%的重金属矿渣粉末与0%~70%的粘土粉末混合均匀；
4）给混合后的物料进行加水，控制混合后的含水率质量百分比为17%~20%；
5）将混合后的物料在室温环境中陈化20~48h；
6）在7MPa~15MPa的成型压力下将陈化后的物料压制成型；
7）将压制成型砖坯在室温条件下干燥3~5天，然后在80℃~120℃烘干20~48h；
8）从室温升至200℃，并在200℃保温0.5h~1.5 h；然后从200℃升温到600℃，并在600℃保温至1.0h~2.0 h；最后从600℃升至1000℃，并在1000℃保温1.5~2.5h，停止加热，待砖块在炉内自然降至室温，即得建材成品砖。
2.根据权利要求1所述的重金属矿渣制造建材用砖的方法，其特征在于：所述的重金属矿渣中含有金属Cd，Pb，Ni，Cr，Mn，Cu，Zn，Fe中一种或多种元素。
CN201810980067.4A 2018-08-27 2018-08-27 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法 Pending CN108975877A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810980067.4A CN108975877A (zh) 2018-08-27 2018-08-27 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810980067.4A CN108975877A (zh) 2018-08-27 2018-08-27 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108975877A true CN108975877A (zh) 2018-12-11

Family

ID=64546683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810980067.4A Pending CN108975877A (zh) 2018-08-27 2018-08-27 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108975877A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110550937A (zh) * 2019-09-18 2019-12-10 上海宝田新型建材有限公司 一种利用高炉矿渣粉生产陶瓷坯料的方法
CN110903072A (zh) * 2019-07-11 2020-03-24 西北农林科技大学 一种重金属污泥湿法制砖的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1043303A (zh) * 1988-12-09 1990-06-27 淄博市新材料研究所 铁矿尾矿粉釉面砖及其生产方法
CN104370524A (zh) * 2014-10-27 2015-02-25 福州大学 利用微纳CeO2和ZrO2粉末掺杂铅锌尾矿制备环保型稀土烧结砖
CN107973586A (zh) * 2017-11-23 2018-05-01 江苏省冶金设计院有限公司 处理铬铁渣的方法和陶瓷砖

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1043303A (zh) * 1988-12-09 1990-06-27 淄博市新材料研究所 铁矿尾矿粉釉面砖及其生产方法
CN104370524A (zh) * 2014-10-27 2015-02-25 福州大学 利用微纳CeO2和ZrO2粉末掺杂铅锌尾矿制备环保型稀土烧结砖
CN107973586A (zh) * 2017-11-23 2018-05-01 江苏省冶金设计院有限公司 处理铬铁渣的方法和陶瓷砖

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110903072A (zh) * 2019-07-11 2020-03-24 西北农林科技大学 一种重金属污泥湿法制砖的方法
CN110903072B (zh) * 2019-07-11 2022-02-08 西北农林科技大学 一种重金属污泥湿法制砖的方法
CN110550937A (zh) * 2019-09-18 2019-12-10 上海宝田新型建材有限公司 一种利用高炉矿渣粉生产陶瓷坯料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106187289B (zh) 一种利用镍渣和生物质粉制备轻质发泡陶瓷的方法
CN107098683B (zh) 烧结煤矸石保温砖及其制备方法
CN103964404B (zh) 利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法
CN113896466B (zh) 一种基于碳酸化反应的赤泥固结方法及获得的碳化制品
CN105948712A (zh) 一种利用电解锰渣制备的陶瓷及其制备方法
CN104987034B (zh) 一种矿渣直接碳化制备建筑用砖的方法
CN104108946A (zh) 一种垃圾焚烧飞灰基泡沫陶瓷及其制备方法
CN110903072B (zh) 一种重金属污泥湿法制砖的方法
CN102674799A (zh) 半干法烧结脱硫渣蒸养砌块及制造方法
CN105819879B (zh) 赤泥铝矾土耐火隔热砖
CN104725026A (zh) 一种锰渣固废烧结广场路面装饰砖的制备方法
CN108975877A (zh) 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法
CN101748848B (zh) 一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法
CN104261866A (zh) 一种煤矸石陶粒制造方法
CN104961444A (zh) 一种利用废铝灰制备高强耐用清水砖的方法
CN108794052B (zh) 一种污泥页岩保温微孔砖及其制备方法
CN104446363A (zh) 一种碳酸锰渣制备陶粒的方法
CN103896543B (zh) 以褐煤提锗尾渣为主要原料的免烧陶粒及其制备方法
CN106747620B (zh) 一种低能耗烧结渗水砖及其制造方法
CN102557576A (zh) 一种赤泥煤矸石烧结砖的生产工艺
CN102584260B (zh) 一种利用铁尾矿制备堇青石-莫来石复相耐热材料的方法
CN105036699A (zh) 一种利用废铝灰制备的高强耐用清水砖
CN115403401A (zh) 一种基于高温射流工艺制备发泡陶瓷墙板的方法
CN111285661B (zh) 一种锰渣赤泥免烧砖的制备工艺
CN104446358A (zh) 一种钡渣烧结砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181211