CN109942279A - 一种铸造废料制备的普通烧结砖 - Google Patents

一种铸造废料制备的普通烧结砖 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑烧结砖领域，尤其涉及一种铸造废料制备的普通烧结砖。本发明的铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：铸造废料70‑95份、粘结剂3‑20份、增强剂1‑20份；铸造废料由砂处理灰、废黑砂、电炉灰按5‑6:4‑7:4‑6的配比组成。以铸造废料为主要原料，砂处理灰和电炉灰的含碳量较高，且碳粉颗粒达到微米级，在内燃过程中容易达到充分燃烧，释放出足够的热量，同时碳粉烧失可降低烧结砖的容重，使砖坯质地变轻；废黑砂的主要成分是二氧化硅，在普通烧结砖里起骨架作用，可有效提高压制过程中砖坯生料的流动性，同时提高砖坯的透气性，有利于燃料的充分燃烧；另一方面还可降低砖坯烧结的收缩，减少形变，保证普通烧结砖的外观质量。

Description

一种铸造废料制备的普通烧结砖
技术领域
本发明涉及建筑烧结砖领域，尤其涉及一种铸造废料制备的普通烧结砖。
背景技术
铸造生产在耗用大量资源的同时也产生大量的固体废弃物-铸造废料，铸造废料的大量堆积不仅占用土地等自然资源，而且污染周边的环境，如何将铸造废料废弃物资源循环综合利用，成为当前铸造行业急需解决的问题。公开号为CN107522470A的中国发明专利公开了一种利用污泥和铸造废砂制备烧结砖的方法，以铸造废砂、煤矸石、污泥等为原料，为铸造废砂的处理提供了解决方式。但该工艺中铸造废砂的用量较少，且可利用的铸造废料成分较单一，实现资源再利用的效果不佳。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种铸造废料制备的普通烧结砖，实现铸造废料中废黑砂、电炉灰、砂处理灰这三种固体废料的再利用，既保护环境又节约资源。
本发明采用以下技术方案：
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：铸造废料70-95份、粘结剂3-20份、增强剂1-20份；铸造废料由砂处理灰、废黑砂、电炉灰按5-6:4-7:4-6的配比组成。
进一步的，砂处理灰和电炉灰为粒径在200目以下的颗粒；废黑砂为粒径在40-100目的颗粒。
进一步的，粘结剂包括膨润土、黑泥、生高岭土、木质素磺酸钠、凹凸棒土中的一种或多种。
进一步的，增强剂包括滑石粉、矿粉、硅石粉中的一种或多种。
进一步的，增强剂的颗粒尺寸在200目以下。
进一步的，该铸造废料制备的普通烧结砖，采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，并添加占固体原料质量10-20％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，得到砖坯；
(3)将砖坯进行烘干、烧结，即得烧结砖。
进一步的，步骤(1)中各原料通过混合机在100-500r/min的转速下混合3-10min。
进一步的，步骤(2)中挤出压力为8-20MPa。
进一步的，步骤(3)中烘干温度为70-110℃，烘干时间为2-6h。
进一步的，步骤(3)中烧结温度为800-1000℃，烧结时间5-20h。
本发明的铸造废料制备的普通烧结砖，以铸造废料为主要原料，且包含砂处理灰、废黑砂和电炉灰三种废料，其中砂处理灰和电炉灰的含碳量较高，且碳粉颗粒达到微米级，在内燃过程中容易达到充分燃烧，释放出足够的热量，同时碳粉烧失可降低烧结砖的容重，使砖坯质地变轻；废黑砂的主要成分是二氧化硅，在普通烧结砖里起骨架作用，可有效提高压制过程中砖坯生料的流动性，同时提高砖坯的透气性，有利于燃料的充分燃烧；另一方面还可降低砖坯烧结的收缩，减少形变，保证普通烧结砖的外观质量。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明的铸造废料制备的普通烧结砖的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：铸造废料70-95份、粘结剂3-20份、增强剂1-20份；铸造废料由砂处理灰、废黑砂、电炉灰按5-6:4-7:4-6的配比组成。
具体的，砂处理灰是铸造砂再生过程中产生的粉尘收集灰，废黑砂是铸造过程中产生的废砂，电炉灰是覆膜砂、树脂砂再生过程中产生的粉尘收集灰。其中，砂处理灰主要成分是二氧化硅、氧化铝等成分及未烧完全的碳粉，废黑砂主要成分是二氧化硅，电炉灰主要成分是二氧化硅、氧化铝等成分及未烧完全的碳粉。
本发明以铸造废料中的砂处理灰、废黑砂和电炉灰为主要原料，其中砂处理灰和电炉灰的含碳量较高，且碳粉颗粒达到微米级，其松散度好，具有一定的热值，可作为烧结过程中的内部燃料，在内燃过程中容易达到充分燃烧，释放出足够的热量；同时碳粉烧失可降低烧结砖的容重，使砖坯质地变轻。废黑砂的主要成分是二氧化硅，在普通烧结砖里起骨架作用，可有效提高压制过程中砖坯生料的流动性，同时提高砖坯的透气性，有利于燃料的充分燃烧；另一方面还可降低砖坯烧结的收缩，减少形变，保证普通烧结砖的外观质量。
在本发明的一些实施例中，砂处理灰和电炉灰为粒径在200目以下的颗粒；废黑砂为粒径在40-100目的颗粒。
在本发明的一些实施例中，粘结剂包括膨润土、黑泥、生高岭土、木质素磺酸钠、凹凸棒土中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，增强剂包括滑石粉、矿粉、硅石粉中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，增强剂的颗粒尺寸在200目以下。
在本发明的一些实施例中，该铸造废料制备的普通烧结砖，采用以下方法制备，如图1所示：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，并添加占固体原料质量10-20％的水，混合均匀得到混合料待用。
在本发明的一些实施例中，各原料通过混合机在100-500r/min的转速下混合3-10min。
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，得到砖坯。
在本发明的一些实施例中，振压砖机的挤出压力为8-20MPa。
(3)将砖坯进行烘干、烧结，即得烧结砖。
在本发明的一些实施例中，烘干温度为70-110℃，烘干时间为2-6h。
在本发明的一些实施例中，烧结温度为800-1000℃，烧结时间5-20h。
下面将结合具体实施例，对本发明的铸造废料制备的普通烧结砖做进一步的描述。需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：砂处理灰25份、废黑砂20份、电炉灰25份、膨润土7份、凹凸棒石3份、矿粉20份。
本实施例的普通烧结砖采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，通过混合机在500r/min的转速下混合3min，并添加占固体原料质量20％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，振压砖机的挤出压力为20MPa，得到砖坯；
(3)将砖坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度为110℃，烘干时间为2h；再利用隧道窑进行烧结，烧结温度为800℃，烧结时间20h，即得烧结砖。
实施例2
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：砂处理灰30份、废黑砂25份、电炉灰20份、膨润土7份、生高岭土10份、硅石粉8份。
本实施例的普通烧结砖采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，通过混合机在300r/min的转速下混合6min，并添加占固体原料质量13％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，振压砖机的挤出压力为12MPa，得到砖坯；
(3)将砖坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为3h；再利用隧道窑进行烧结，烧结温度为900℃，烧结时间8h，即得烧结砖。
实施例3
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：砂处理灰30份、废黑砂25份、电炉灰30份、黑泥10份、生高岭土5份、硅石粉14份、滑石粉3份。
本实施例的普通烧结砖采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，通过混合机在500r/min的转速下混合6min，并添加占固体原料质量13％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，振压砖机的挤出压力为18MPa，得到砖坯；
(3)将砖坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为6h；再利用隧道窑进行烧结，烧结温度为850℃，烧结时间8h，即得烧结砖。
实施例4
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：砂处理灰25份、废黑砂25份、电炉灰30份、膨润土7份、矿粉3份、硅石粉10份。
本实施例的普通烧结砖采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，通过混合机在300r/min的转速下混合6min，并添加占固体原料质量15％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，振压砖机的挤出压力为15MPa，得到砖坯；
(3)将砖坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为4h；再利用隧道窑进行烧结，烧结温度为950℃，烧结时间11h，即得烧结砖。
实施例5
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：砂处理灰28份、废黑砂30份、电炉灰24份、凹凸棒土12份、木质素磺酸钠8份、矿粉5份、硅石粉6份。
本实施例的普通烧结砖采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，通过混合机在400r/min的转速下混合8min，并添加占固体原料质量16％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，振压砖机的挤出压力为15MPa，得到砖坯；
(3)将砖坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；再利用隧道窑进行烧结，烧结温度为900℃，烧结时间14h，即得烧结砖。
实施例6
一种铸造废料制备的普通烧结砖，包括以下重量份的原料：砂处理灰30份、废黑砂35份、电炉灰30份、黑泥3份、木质素磺酸钠1份、滑石粉1份。
本实施例的普通烧结砖采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，通过混合机在100r/min的转速下混合10min，并添加占固体原料质量10％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，振压砖机的挤出压力为8MPa，得到砖坯；
(3)将砖坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为5h；再利用隧道窑进行烧结，烧结温度为1000℃，烧结时间5h，即得烧结砖。
实施例7
将实施例1-6中制得的普通烧结砖进行性能测试，结果如表1所示。
表1铸造废料制备的普通烧结砖性能测试结果
组别 密度kg/m<sup>3</sup> 抗压强度MPa 吸水率％
实施例1 1350 15.7 13.5
实施例2 1399 16.8 11.6
实施例3 1460 17.9 11.7
实施例4 1467 19.7 10.1
实施例5 1501 21.8 9.4
实施例6 1540 23.4 8.5
由表1可知，本发明利用铸造废料制备的烧结砖的容重在1350kg/m3到1540kg/m3之间，抗压强度在15.7MPa以上，吸水率在13.5％以下，符合国家标准GB5101-2003烧结普通砖中MU15到MU20等级的使用要求，具有实际应用性，为铸造废料的资源化利用提供有效可行的方法。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：铸造废料70-95份、粘结剂3-20份、增强剂1-20份；所述铸造废料由砂处理灰、废黑砂、电炉灰按5-6:4-7:4-6的配比组成。
2.根据权利要求1所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，所述砂处理灰和电炉灰为粒径在200目以下的颗粒；所述废黑砂为粒径在40-100目的颗粒。
3.根据权利要求1所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，所述粘结剂包括膨润土、黑泥、生高岭土、木质素磺酸钠、凹凸棒土中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，所述增强剂包括滑石粉、矿粉、硅石粉中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，所述增强剂的颗粒尺寸在200目以下。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，采用以下方法制备：
(1)按配比称取各原料，加入混合机中，并添加占固体原料质量10-20％的水，混合均匀得到混合料待用；
(2)将混合料通过振压砖机压制成型，得到砖坯；
(3)将砖坯进行烘干、烧结，即得烧结砖。
7.根据权利要求6所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，步骤(1)中各原料通过混合机在100-500r/min的转速下混合3-10min。
8.根据权利要求6所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，步骤(2)中挤出压力为8-20MPa。
9.根据权利要求6所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，步骤(3)中烘干温度为70-110℃，烘干时间为2-6h。
10.根据权利要求6所述的铸造废料制备的普通烧结砖，其特征在于，步骤(3)中烧结温度为800-1000℃，烧结时间5-20h。
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