CN110105081B - 以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒 - Google Patents

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Abstract

一种以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒，属于建筑用轻骨料技术领域。原料质量百分比计：金尾矿原料55～70％，钒钛铁尾矿5～30％，粘土3～8％，废玻璃粉0～10％，页岩10～35％，造孔剂0.3～20％；原料粒度为90％通过200目筛子。优点在于，解决了尾矿中其他有毒、有害污染，具有生产成本低，节能环保的优势，在实现尾矿的再利用的同时真正实现了尾矿的零排放。

Description

以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒
技术领域
本发明属于建筑用轻骨料技术领域，特别是提供了一种以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒，尤其指堆积密度小于1000kg/m3的人造轻骨料。
背景技术
20世纪50年代，美国开始研究制造人造轻骨料，并在桥梁，道路、楼宇等基础设施上大批量应用。陶粒有着保温，轻质，隔热，环保等优异的性能。初期的陶粒主要以页岩为主要原材料，随着技术的发展，人们对环境认识的提高，逐渐开始采用各种工业固废，尾矿等制备陶粒。承德地区有大量的金尾矿，钒钛铁尾矿，对环境，安全都产生了很大的影响，尾矿中的氰化物，重金属等会引起水源、土壤污染。本发明是以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料制备轻质陶粒，所制备陶粒适用于建材中，起到环保、隔热、轻质化的作用。同时生产过程中采用焙烧工艺，可以彻底的消除金尾矿中的氰化物超标问题并固化尾矿中的重金属，解决尾矿对环境的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒，解决了尾矿中其它有毒、有害污染；具有生产成本低，节能环保的优势，在实现尾矿的再利用的同时真正实现了尾矿的零排放。并且经济节约，性能可靠。
本发明利用承德地区金尾矿和钒钛铁尾矿成分富含SiO2，Al2O3，和一定量的低熔点矿物。矿物组成相对稳定，粒度细，易于团球等特点，同时利用本地丰富的粘土，页岩资源，科学合理的选用造孔剂。制备强度高，低密度，吸水率低的陶粒。
本发明的高强轻质陶粒的原料质量百分比计：金尾矿原料55～70％，钒钛铁尾矿5～30％，粘土3～8％，废玻璃粉0～10％，页岩10～35％，造孔剂0.3～20％。
所述的高强轻质陶粒的原料粒度组成有如下要求：200目筛子，90％通过。
金尾矿为承德地区的金尾矿，粒度200目筛下。
钒钛铁尾矿为承德地区钒钛铁尾矿，粒度200目筛下。
页岩为承德地区页岩，粒度200目筛下。
宽城粘土，粒度200目筛下。
废玻璃粉粒度200目筛下。
造孔剂为酒糟粉和煤矸石粉、含碳除尘灰、煤粉、碳、焦炭粉、木屑、碳化硅等物质中的一种或几种组合，混合料的粒度＜0.1mm。
将上述原材料经过球磨机混合30～120分钟，利用成球机将混合粉料制备成生球。生球成型后，经5～35℃环境下自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
成球过程是通过将混合好的料，通过加水在成球机上制备生球，成球加水量为12～30％。
干燥好的生球进入窑炉中焙烧，焙烧制度如下：10～20℃/min升温速度将温度升至650℃～800℃，在650～800℃范围内的某一温度点保温10～60分钟，然后将温度升高到980℃～1150℃焙烧5～20min。然后自然冷却至室温。
所述的金尾矿中的SiO2含量大于52％wt，Al2O3含量大于13％wt。
钒钛铁尾矿中的SiO2含量大于50％wt，Al2O3含量大于7％wt。
所述粘土为软质粘土，Al2O3含量大于25％wt，水分含量小于8％wt，塑性指数大于10，粘土粒度＜0.075mm。
所述废玻璃粉，其软化温度＜1100℃，粒度＜0.075mm。
所述页岩中SiO2含量＞50％wt，粒度＜0.075mm，含水量小于5％wt。
所述成球机包括包衣机、团球机、挤压机等；窑炉包括回转窑，隧道窑，梭式窑，竖窑等。
本发明的优点在于：
主要原材料金尾矿和钒钛铁尾矿成分均匀，稳定，其中的SiO2，Al2O3结构性成分含量较高，低熔点成分相对合理，可以解决原材料成分波动对焙烧制度的影响。
各种原材料各自发挥其特性，各自的特点相互补充，利用宽城粘土的塑性，提高生球强度，造孔剂有效的降低陶粒密度。在相对较低的温度下制备高强，低密度的建筑陶粒。
本发明可以批量的使用金尾矿，钒钛铁尾矿，降低尾矿库库存，固化重金属，消除氰化物，解决尾矿库对环境的影响。
科学合理的原料配比，降低焙烧温度，从而降低能源消耗。并确保所制备陶粒的性能。
具体实施方式
实例1
配比
金尾矿55％，钒钛铁尾矿10％，酒糟粉10％，粘土5％，页岩粉15％，废玻璃粉5％
工艺
将上述原材料经过球磨机混合30分钟，后经过团球机根据粒度要求成球。生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
干燥好的生球进入回转窑焙烧，焙烧制度如下：快速升温至720℃，保温60分钟，然后将温度升高到1115℃焙烧15min。然后自然冷却至室温。
性能
陶粒的主要性能如下：筒压强度4.5MPa，吸水率4％，堆积密度750kg/m3
实例2
金尾矿55％，钒钛铁尾矿15％，酒糟粉10％，粘土5％，页岩粉15％。
工艺
将上述原材料经过球磨机混合30分钟，后经过团球机根据粒度要求成球。生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
干燥好的生球进入回转窑焙烧，焙烧制度如下：快速升温至720℃，保温60分钟，然后将温度升高到1150℃焙烧15min。然后自然冷却至室温。
性能
陶粒的主要性能如下：筒压强度5.1MPa，吸水率8.3％，堆积密度805kg/m3
实例3
金尾矿60％，钒钛铁尾矿5％，粘土5％，酒糟粉5％，页岩粉20％，废玻璃粉5％，碳化硅外加0.8％，
工艺
将上述原材料经过球磨机混合30分钟，后经过团球机根据陶粒粒度要求成球。生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
干燥好的生球进入回转窑焙烧，焙烧制度如下：快速升温至720℃，保温60分钟，然后将温度升高到1110℃焙烧15min。然后自然冷却至室温。
性能
陶粒的主要性能如下：筒压强度2.2MPa，吸水率11％，堆积密度550kg/m3
实例4
金尾矿55％，钒钛铁尾矿10％，酒糟粉5％，粘土5％，页岩粉25％，碳化硅外加0.4％，。
工艺
将上述原材料经过球磨机混合30分钟，后经过团球机根据陶粒粒度要求成球。生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
干燥好的生球进入回转窑焙烧，焙烧制度如下：快速升温至720℃，保温60分钟，然后将温度升高到1125℃焙烧15min。然后自然冷却至室温。
性能
陶粒的主要性能如下：筒压强度2.5MPa，吸水率8％，堆积密度555kg/m3
实例5
配比
金尾矿55％，钒钛铁尾矿10％，酒糟粉5％，煤粉5％，粘土5％，页岩粉15％，废玻璃粉5％
工艺
将上述原材料经过球磨机混合30分钟，后经过团球机根据粒度要求成球。生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
干燥好的生球进入回转窑焙烧，焙烧制度如下：快速升温至720℃，保温60分钟，然后将温度升高到1120℃焙烧15min。然后自然冷却至室温。性能
陶粒的主要性能如下：筒压强度5.6MPa，吸水率4％，堆积密度820kg/m3
实例6
配比
金尾矿60％，钒钛铁尾矿5％，酒糟粉10％，粘土5％，页岩粉15％，废玻璃粉5％
工艺
将上述原材料经过球磨机混合30分钟，后经过团球机根据粒度要求成球。生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水。
干燥好的生球进入回转窑焙烧，焙烧制度如下：快速升温至720℃，保温60分钟，然后将温度升高到1110℃焙烧15min。然后自然冷却至室温。
性能
陶粒的主要性能如下：筒压强度5.3MPa，吸水率5.5％，堆积密度813kg/m3。

Claims (1)

1.一种以金尾矿和钒钛铁尾矿为主要原料的高强轻质陶粒，其特征在于：原料质量百分比计：金尾矿原料55％，钒钛铁尾矿10％，粘土5％，废玻璃粉5％，页岩15％，酒糟粉5％，煤粉5％；
原料粒度为90％通过200目筛子；将上述原料经过球磨机混合30分钟，利用成球机将混合粉料制备成生球；生球成型后，经自然干燥24小时，然后在110℃下干燥，去除生球内的自由水；干燥好的生球进入窑炉中焙烧，焙烧制度如下：以10～20℃/min的升温速度升至720℃，在720℃保温60分钟，然后将温度升高到1120℃焙烧15min；然后自然冷却至室温；
金尾矿中的SiO2含量大于52wt%，Al2O3含量大于13wt%；
钒钛铁尾矿中的SiO2含量大于50wt%，Al2O3含量大于7wt%；
所述粘土为软质粘土，Al2O3含量大于25wt%，水分含量小于8wt%，塑性指数大于10，粘土粒度＜0.075mm；
所述废玻璃粉，其软化温度＜1100℃，粒度＜0.075mm；
所述页岩中SiO2含量＞50wt%，粒度＜0.075mm，含水量小于5wt%。
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