CN109133761A - 一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺 - Google Patents

一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用铁尾矿‑二次铝灰渣‑酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，将铁尾矿、骨料河砂、胶凝材料和预处理二次铝灰渣、生石灰预处理酸浸锰渣混合搅匀，加入拌和水预活化，再加入外加剂，预先搅拌，轮碾混合，终搅拌，陈化后注入成型模具，设置成型压力，采用阶段式加压，恒压压制成型，在高压灭菌锅中蒸养养护后，再自然养护制得免烧砖。采用生石灰对酸浸锰渣进行预处理，添加生石灰到酸浸锰渣中形成碱性环境，碱性条件下部分重金属离子沉淀下来，同时对铵根离子有很好的吸收作用，防止其分解对空气造成污染，而且对酸浸镜渣有很好的激发作用；激发锰渣的活化性能，添加凝胶性物质和骨料进行混合搅拌均匀后，釆用压制成型的方法制备免烧砖。

Description

一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺
技术领域
本发明属于免烧砖技术领域，具体涉及一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺。
背景技术
我国铁尾矿排放量及堆积量巨大。大量堆积的铁尾矿不仅对环境造成了严重的破坏，还占用了大量耕地、给尾矿库周围的人民带来巨大的安全隐患。利用铁尾矿制备免烧砖不仅有利于矿山企业的可持续发展，还能够很好的贯彻我国建设健康环保、资源节约型社会的宗旨。
铅灰是冶炼铅及二次铅回收的废渣，工业上主要将铅灰用来提纯单质铅、回收盐、用作炼钢脱氧剂等。但铅灰中存在的大量的活性氧化铅和活性二氧化硅，却不能得到有效的利用。废弃的错灰铅渣存放在铅灰渣堆场，不仅占用田地而容易造成水土污染。铅灰渣的综合利用迎合了国家关于坚持绿色发展着力改善生态环境的＂十王五＂规划的要求，成为一个重要的研究课题。
聚丙烯纤维作为性能优良的工程纤维，其主要优点有：具有良好的力学性能，耐化学侵蚀，无虫蛀，但也有些致命的弱点：不吸水，易打团，与水泥搅拌较为困难，在混凝土中的分散性差，不利于形成良好的纤维混凝土集体界面。为了克服这一缺点，需要对聚丙烯进行改性处理。同时为了提高聚丙烯纤维的力学性能和生产成本，要对聚丙烯进行填充改性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，依照该方法制作的免烧砖性能优良，生产方法简单。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）聚丙烯纤维的熔融共混改性：
向0.3-0.6份重质碳酸钙中加入0.006-0.012份硬脂酸，在85-95℃下进行湿法活化45-55min后，进行干燥、研磨；将其与1-2份聚丙烯纤维、0.1-0.2份聚乙二醇共混，用180-200℃双螺杆挤出机共混造粒，将共混后的粒料在104-106℃下烘干，用熔融纺丝机制成长丝，得到改性聚丙烯纤维；
（2）原材料二次铝灰渣的预处理：
将155-165份二次铝灰渣放入120-125℃电热鼓风干燥箱中干燥3-4h，自然冷却，取出，用球磨机研磨，得到颗粒大小为200目的二次铝灰渣；
（3）免烧砖的制备工艺：
将80-84份铁尾矿、35-45份骨料河砂、胶凝材料和（2）中所得预处理二次铝灰渣、预处理酸浸锰渣混合搅匀，按水固比0.16-0.3加入拌和水预活化，再加入外加剂，预先搅拌4-5min，轮碾混合1-2min，终搅拌3-4min，陈化后注入成型模具，在成型压力为15-25MPa的条件下，采用阶段式加压，恒压90-95s压制成型，在120-125℃高压灭菌锅中蒸养养护4-6h后，再自然养护28-30d，制得免烧砖。
进一步的，步骤（1）中重质碳酸钙为1500目；喂料速度为5.0g/min；填料部位温度为175-185℃，喷丝头温度为180-190℃。
进一步的，步骤（3）中胶凝材料由22-26份熟石灰、10-13份水泥、7-9份粉煤灰、7-9份石膏组成。
进一步的，步骤（3）中采用生石灰对酸浸锰渣进行预处理：向27-35份酸浸锰渣中添加5-7份生石灰形成碱性环境，加水水化激发。
进一步的，步骤（3）中外加剂由1.2-1.5份氯化钙、0.7-1份硫酸钠、0.2-0.3份木质素磺酸钙、0.05-0.07份聚羧酸高效减水剂、0.008-0.01份早强剂三乙醇胺组成。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）采用重质碳酸钙和聚乙二醇通过熔融共混的方法改性聚丙烯纤维，以提高聚丙烯的亲水性能，改善力学性能，同时减低生产成本；用硬脂酸活化重质碳酸钙，熔融共混改性的聚丙烯纤维具有良好的力学性能和亲水性能；改性后的聚丙烯纤维吸湿率比改性前大幅度增强，耐碱性能良好，在水中具有良好的分散性能，并且纤维表面水泥吸附量也大大增加。
（2）由于尾矿颗粒具有较强粘结性，普通搅拌无法将物料混匀，通过轮碾混合可以将尾矿团聚体打开，降低内部孔隙率，提高尾矿与粉煤灰、水泥的混合均匀性，轮碾可以提高物料混合程度，降低单位面积尾矿所需水泥用量，减小免烧砖内原料间水泥胶结层的厚度；利用铁尾矿制备免烧砖可以消耗大量铁尾矿，同时能够实现节能减排，对环境保护有着重要意义。
（3）采用生石灰对酸浸锰渣进行预处理，添加生石灰到酸浸锰渣中形成碱性环境，碱性条件下部分重金属离子沉淀下来，同时对铵根离子有很好的吸收作用，防止其分解对空气造成污染，而且对酸浸镜渣有很好的激发作用；激发锰渣的活化性能，然后添加凝胶性物质和骨料进行混合搅拌，搅拌均匀后釆用压制成型的方法制备免烧砖。
具体实施方式
实施例1
一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）聚丙烯纤维的熔融共混改性：
向0.3份重质碳酸钙中加入0.006份硬脂酸，在85-95℃下进行湿法活化45min后，进行干燥、研磨；将其与1份聚丙烯纤维、0.1份聚乙二醇共混，用180-200℃双螺杆挤出机共混造粒，将共混后的粒料在104-106℃下烘干，用熔融纺丝机制成长丝，得到改性聚丙烯纤维；
（2）原材料二次铝灰渣的预处理：
将155份二次铝灰渣放入120-125℃电热鼓风干燥箱中干燥3h，自然冷却，取出，用球磨机研磨，得到颗粒大小为200目的二次铝灰渣；
（3）免烧砖的制备工艺：
将80份铁尾矿、35份骨料河砂、胶凝材料和（2）中所得预处理二次铝灰渣、预处理酸浸锰渣混合搅匀，按水固比0.16加入拌和水预活化，再加入外加剂，预先搅拌4min，轮碾混合1min，终搅拌3min，陈化后注入成型模具，在成型压力为15MPa的条件下，采用阶段式加压，恒压90s压制成型，在120-125℃高压灭菌锅中蒸养养护4h后，再自然养护28d，制得免烧砖。
进一步的，步骤（1）中重质碳酸钙为1500目；喂料速度为5.0g/min；填料部位温度为175-185℃，喷丝头温度为180-190℃。
进一步的，步骤（3）中胶凝材料由22份熟石灰、10份水泥、7份粉煤灰、7份石膏组成。
进一步的，步骤（3）中采用生石灰对酸浸锰渣进行预处理：向27份酸浸锰渣中添加5份生石灰形成碱性环境，加水水化激发。
进一步的，步骤（3）中外加剂由1.2份氯化钙、0.7份硫酸钠、0.2份木质素磺酸钙、0.05份聚羧酸高效减水剂、0.008份早强剂三乙醇胺组成。
实施例2
一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）聚丙烯纤维的熔融共混改性：
向0.6份重质碳酸钙中加入0.012份硬脂酸，在85-95℃下进行湿法活化55min后，进行干燥、研磨；将其与2份聚丙烯纤维、0.2份聚乙二醇共混，用180-200℃双螺杆挤出机共混造粒，将共混后的粒料在104-106℃下烘干，用熔融纺丝机制成长丝，得到改性聚丙烯纤维；
（2）原材料二次铝灰渣的预处理：
将165份二次铝灰渣放入120-125℃电热鼓风干燥箱中干燥4h，自然冷却，取出，用球磨机研磨，得到颗粒大小为200目的二次铝灰渣；
（3）免烧砖的制备工艺：
将84份铁尾矿、45份骨料河砂、胶凝材料和（2）中所得预处理二次铝灰渣、预处理酸浸锰渣混合搅匀，按水固比0.3加入拌和水预活化，再加入外加剂，预先搅拌5min，轮碾混合2min，终搅拌4min，陈化后注入成型模具，在成型压力为25MPa的条件下，采用阶段式加压，恒压95s压制成型，在120-125℃高压灭菌锅中蒸养养护6h后，再自然养护30d，制得免烧砖。
进一步的，步骤（1）中重质碳酸钙为1500目；喂料速度为5.0g/min；填料部位温度为175-185℃，喷丝头温度为180-190℃。
进一步的，步骤（3）中胶凝材料由26份熟石灰、13份水泥、9份粉煤灰、9份石膏组成。
进一步的，步骤（3）中采用生石灰对酸浸锰渣进行预处理：向35份酸浸锰渣中添加7份生石灰形成碱性环境，加水水化激发。
进一步的，步骤（3）中外加剂由1.5份氯化钙、1份硫酸钠、0.3份木质素磺酸钙、0.07份聚羧酸高效减水剂、0.0001份早强剂三乙醇胺组成。
按照本发明方法制作的免烧砖性能优良，生产方法简单，免烧砖制品的抗压强度为23.28MPa，吸水率为0.3%，软化系数Kf为0.94。

Claims (5)

1.一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）聚丙烯纤维的熔融共混改性：
向0.3-0.6份重质碳酸钙中加入0.006-0.012份硬脂酸，在85-95℃下进行湿法活化45-55min后，进行干燥、研磨；将其与1-2份聚丙烯纤维、0.1-0.2份聚乙二醇共混，用180-200℃双螺杆挤出机共混造粒，将共混后的粒料在104-106℃下烘干，用熔融纺丝机制成长丝，得到改性聚丙烯纤维；
（2）原材料二次铝灰渣的预处理：
将155-165份二次铝灰渣放入120-125℃电热鼓风干燥箱中干燥3-4h，自然冷却，取出，用球磨机研磨，得到颗粒大小为200目的二次铝灰渣；
（3）免烧砖的制备工艺：
将80-84份铁尾矿、35-45份骨料河砂、胶凝材料和（2）中所得预处理二次铝灰渣、预处理酸浸锰渣混合搅匀，按水固比0.16-0.3加入拌和水预活化，再加入外加剂，预先搅拌4-5min，轮碾混合1-2min，终搅拌3-4min，陈化后注入成型模具，在成型压力为15-25MPa的条件下，采用阶段式加压，恒压90-95s压制成型，在120-125℃高压灭菌锅中蒸养养护4-6h后，再自然养护28-30d，制得免烧砖。
2.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，步骤（1）中重质碳酸钙为1500目；喂料速度为5.0g/min；填料部位温度为175-185℃，喷丝头温度为180-190℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，步骤（3）中胶凝材料由22-26份熟石灰、10-13份水泥、7-9份粉煤灰、7-9份石膏组成。
4.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，步骤（3）中采用生石灰对酸浸锰渣进行预处理：向27-35份酸浸锰渣中添加5-7份生石灰形成碱性环境，加水水化激发。
5.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿-二次铝灰渣-酸浸锰渣制备免烧砖的工艺，其特征在于，步骤（3）中外加剂由1.2-1.5份氯化钙、0.7-1份硫酸钠、0.2-0.3份木质素磺酸钙、0.05-0.07份聚羧酸高效减水剂、0.008-0.01份早强剂三乙醇胺组成。
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