CN110386784A - 一种含铁碳渣环保砖制备工艺 - Google Patents

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王炜
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Abstract

本发明公开了一种含铁碳渣环保砖制备工艺，利用建筑固废、脱硫铁碳渣等经过多重步骤完成制备，利用建筑固废、脱硫铁碳渣等经过多重步骤完成制备，固体废物建筑材料具有建筑材料所需要的成分和性质，可以制作建筑材料，环保砖原料中还结合铁碳渣，充分回收利用了废铁碳渣资源，降低了环保砖的生产成本。将原料制备为半成品砖后，在一定温度和湿度条件下进行养护最后能够输出结构强度高、质量稳定的成品砖。上述制备工艺简单、制备成品质量高，更适合大规模工业化生产制造。

Description

一种含铁碳渣环保砖制备工艺
技术领域
本发明涉及环保砖制备工艺技术领域，具体涉及一种含铁碳渣环保砖制备工艺。
背景技术
目前，环保砖的制作工艺已经日渐成熟，绝大多数都是采用尾矿砂、石灰、水泥和其他外加剂为主要原料，添加水进行搅拌，然后将搅拌好的物料放置于砖坯模具内进入恒温室静置一段时间，再对静置后的物料进行高温高压蒸压养护，制成具有保温、防火、轻质特点的环保砖。按照传统配方进行环保砖生产，为保证生产的稳定性，以及产品的抗压强度、干密度等技术参数要求，由于水泥、石灰价格较高，导致生产原材料成本整体较高。同时由于尾矿砂材质较硬，耐磨性较好，能源消耗较高。
炼钢产生的铁碳渣是指铁水在进入转炉前进行预脱硫处理过程中产生的废渣。在预脱硫处理反应结束以后所生成的干稠状渣上浮到铁水表面上，和铁水包内存在的少量高炉渣混合在一起。铁碳渣质量分数较高，直接外卖经济上又不合算，因此各大钢企一直致力于铁碳渣资源回收再利用的研究。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提出提供的一种含铁碳渣环保砖制备工艺，该工艺能够利用各种固废制备环保砖，结合独有的新工艺生产模式，生产出成本更低廉、更环保；其具体技术方案如下：
一种含铁碳渣环保砖制备工艺，包括如下制备步骤：
步骤1.原料制备，定量取得建筑固废进行破碎得到颗粒固废原料，再将部分颗粒固废原料进行研磨并筛选得到粉末固废原料；定量取得铁碳渣进行破碎得到颗粒铁碳渣原料；
步骤2.原料脱硫：将颗粒铁碳渣原料在3000℃温度条件下焚烧，在冷却后利用球磨机研磨成40-50目的细粉末，细粉末在碳选后在经过水洗得到粉末脱硫铁碳渣原料；
步骤3.原料搅拌：利用搅拌设备将颗粒固废原料、粉末脱硫铁碳渣原料、粉末固废原料、添加剂和水泥进行混合搅拌；得到混合搅拌原料；
步骤4.压制成型：将混合搅拌原料置入成型模具内，将该成型模具置入压力机中经过压制得到半成品砖；
步骤5.养护输出：将半成品砖经码垛机、卷扬机送入养护房内对半成品砖进行养护，半成品砖在温度为10-40℃、湿度为40％-60％的养护条件下养护5-7h后输出，得到成品砖。
本技术方案提供了一种含铁碳渣环保砖制备工艺，利用建筑固废、脱硫铁碳渣等经过多重步骤完成制备，固体废物建筑材料具有建筑材料所需要的成分和性质，可以制作建筑材料，在使用前将建筑固废粉碎。建筑固废在经过粉碎和研磨处理后形成颗粒固废原料和粉末固废原料，有利于环保砖制作成型。
环保砖原料中还结合铁碳渣，充分回收利用了废铁碳渣资源，降低了环保砖的生产成本；铁碳渣中含有以元素FeS、MnS、MgS、CaS等形态存在的硫，MgS和CaS溶于渣中，MnS少量溶于铁中，大量溶于渣中，FeS既溶于铁中，也溶于渣中。在使用时需要对铁碳渣进行脱硫处理，脱硫作用就是渣中的MgO和CaO等碱性氧化物与生铁中的硫反应生成只溶于渣中的稳定化合物MgS、CaS等，从而减少铁碳渣中的硫。在步骤2中脱硫工艺条件下，铁碳渣经过脱硫处理，铁碳渣中硫质量分数能够达到很低的水平。
铁渣碳在高温烧结后为一体，不仅去除铁碳渣中的硫，并且可使脱硫铁碳渣密度更均匀。将原料制备为半成品砖后，在一定温度和湿度条件下进行养护最后能够输出结构强度高、质量稳定的成品砖。上述制备工艺简单、制备成品质量高，更适合大规模工业化生产制造。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述脱硫铁碳渣、建筑固废、水泥和添加剂通过计量仓进行配重；且脱硫铁碳渣、水泥、添加剂和建筑固废的重量配比为40：56.7：3：0.3。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述脱硫铁碳渣中含硫量小于等于脱硫铁碳渣总重量的0.3％。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述建筑固废中二氧化硅含量不小于建筑固废总重量的30％。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述颗粒固废原料和颗粒脱硫铁碳渣原料的颗粒直径为20-30mm。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述粉末固废原料的颗粒直径为0.5-6mm。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，在S2中，各种原料加入搅拌设备内的先后顺序为：粉末脱硫铁碳渣原料、颗粒固废原料、水泥、粉末固废原料，最后加入经过稀释后的液体添加剂。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述液体添加剂的稀释浓度为0.03％。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，在S2中，混合原料先后进行低速搅拌与高速搅拌，其中低速搅拌实际时间为4-5min，高速搅拌时间为1-2min，经过高速搅拌后得到混合搅拌原料。
优选的技术方案，其附加技术特征在于，在S3中，压力机对成型模具首次压制后进行排气，排气完成后再施加保压压力，其中保压压力为1000-1050kg/cm2，保压时长为10-30s。
本发明的有益效果是：该制作工艺将建筑固废、铁碳渣等排放废物作为主要原料制作环保砖，可以减少建筑废物的排放量，还可以降低环保砖的生产成本，适合大规模工业化生产。本发明有效解决了传统环保砖的弊端，提升了环保砖的品质，原料来源价格低廉，环保，有效的减少了环保砖的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为一实施例提供的含铁碳渣环保砖制备工艺的制备流程图。
具体实施方式
这里，要说明的是，本发明涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本发明对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本发明虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本发明对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本发明，以便更好的理解本发明。
实施例一
如图1所示，在实施例一中，本发明提供一种含铁碳渣环保砖制备工艺，主要利用建筑固废、脱硫铁碳渣等原料经过多重步骤完成制备，包括如下制备步骤：
步骤1.原料制备，定量取得建筑固废进行破碎得到颗粒固废原料，再将部分颗粒固废原料进行研磨并筛选得到粉末固废原料；定量取得铁碳渣进行破碎得到颗粒铁碳渣原料。
步骤2.原料脱硫，将颗粒铁碳渣原料在3000℃温度条件下焚烧，在冷却后利用球磨机研磨成40-50目的细粉末，细粉末在碳选后在经过水洗得到粉末脱硫铁碳渣原料。
步骤2.原料搅拌：利用搅拌设备将颗粒固废原料、粉末脱硫铁碳渣原料、粉末固废原料、添加剂和水泥进行混合搅拌；得到混合搅拌原料；
步骤4.压制成型：将混合搅拌原料置入成型模具内，将该成型模具置入压力机中经过压制得到半成品砖；
步骤5.养护输出：将半成品砖经码垛机、卷扬机送入养护房内对半成品砖进行养护，半成品砖在温度为10-40℃、湿度为40％-60％的养护条件下养护5-7h后输出，得到成品砖。
上述制备步骤中所采用的脱硫铁碳渣、建筑固废、水泥和添加剂通过计量仓进行配重；且脱硫铁碳渣、建筑固废、水泥和添加剂的重量配比为40：56.7：3：0.3。通过脱硫铁碳渣、建筑固废、水泥和添加剂按照上述配比混合能够提高环保砖的成型质量。
本实施例中采用的脱硫铁碳渣为脱硫铁碳渣，并且脱硫铁碳渣中含硫量小于等于脱硫铁碳渣总重量的0.3％。铁碳渣中含有以元素FeS、MnS、MgS、CaS等形态存在的硫，MgS和CaS溶于渣中，MnS少量溶于铁中，大量溶于渣中，FeS既溶于铁中，也溶于渣中。在使用时需要对铁碳渣进行脱硫处理，脱硫作用就是渣中的MgO和CaO等碱性氧化物与生铁中的硫反应生成只溶于渣中的稳定化合物MgS、CaS等，从而减少铁碳渣中的硫。在步骤2中脱硫工艺条件下，铁碳渣经过脱硫处理，铁碳渣中硫质量分数能够达到很低的水平。
本实施例中采用的建筑固废中含有的二氧化硅重量大于或等于建筑固废总重量的30％。
在破碎建筑固废和脱硫铁碳渣时，颗粒固废原料和颗粒脱硫铁碳渣原料的颗粒直径为20-30mm。在破碎后可通过筛网机进行筛选，未达到的破碎程度的建筑固废和脱硫铁碳渣可直再次进行破碎。
在使用时由于需要在原料中混合粉末状的建筑固废，本实施例中的粉末固废原料的颗粒直径为0.5-6mm。粉末状的建筑固废通过研磨颗粒状的建筑固废形成，在研磨完成后可通过筛网选择，确保粉末状的建筑固废颗粒直径达到要求。
在步骤2中，原料混合的先后顺序为：先将粉末脱硫铁碳渣原料加入搅拌设备内，再加入颗粒固废原料，随后加入水泥，随后加入粉末固废原料，最后加入经过稀释后的液体添加剂。本实施例中，液体添加剂的稀释浓度为0.03％，各种原料按照顺序加入混合完成后，可通过液体添加剂促进环保砖的成型。
为了确保原料混合效果，在步骤2中，混合原料先后进行低速搅拌与高速搅拌，其中低速搅拌实际时间为4-5min，高速搅拌时间为1-2min，经过高速搅拌后得到混合搅拌原料。经过高速与低速搅拌后能确保原料混合程度，提高环保砖制作质量。
压力机在压制成型时，压力机对成型模具首次压制后进行排气，排气完成后再施加保压压力，其中保压压力为1000-1050kg/cm2，保压时长为10-30s。在上述作用下，环保砖各部分受力均匀，质地密实，进一步提高了环保砖的结构强度。
在对半成品砖进行养护时，需要在温度为10-40℃、湿度为40％-60％的养护条件下养护。在养护室内的温度与湿度条件下，能够促进环保砖成型，提高了环保砖的结构强度。
本发明中各步骤各组分之间协同作用，共同达到本发明所期望的效果，本发明的最佳实施例，所得的环保砖块抗压强度相较于现有技术提升了30.7％，所得的环保砖块抗折强度相较于现有技术提升了25.5％，所得的环保砖体积密度相较于现有技术提升了40％，所得的环保砖块内结合强度相较于现有技术提升了40％，所得的环保砖块吸水率相较于现有技术减少了20％。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例能够以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然能够以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1.原料制备，定量取得建筑固废进行破碎得到颗粒固废原料，再将部分颗粒固废原料进行研磨并筛选得到粉末固废原料；定量取得铁碳渣进行破碎得到颗粒铁碳渣原料；
S2.原料脱硫：将颗粒铁碳渣原料在3000℃温度条件下焚烧，在冷却后利用球磨机研磨成40-50目的细粉末，细粉末在碳选后在经过水洗得到粉末脱硫铁碳渣原料；
S3.原料搅拌：利用搅拌设备将颗粒固废原料、粉末脱硫铁碳渣原料、粉末固废原料、添加剂和水泥进行混合搅拌；得到混合搅拌原料；
S4.压制成型：将混合搅拌原料置入成型模具内，将该成型模具置入压力机中经过压制得到半成品砖；
S5.养护输出：将半成品砖经码垛机、卷扬机送入养护房内对半成品砖进行养护，半成品砖在温度为10-40℃、湿度为40％-60％的养护条件下养护5-7h后输出，得到成品砖。
2.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，所述脱硫铁碳渣、建筑固废、水泥和添加剂通过计量仓进行配重；且脱硫铁碳渣、水泥、添加剂和建筑固废的重量配比为40：56.7：3：0.3。
3.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，所述脱硫铁碳渣中含硫量小于等于脱硫铁碳渣总重量的0.3％。
4.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，所述建筑固废中二氧化硅含量不小于建筑固废总重量的30％。
5.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，所述颗粒固废原料和颗粒脱硫铁碳渣原料的颗粒直径为20-30mm。
6.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，所述粉末固废原料的颗粒直径为0.5-6mm。
7.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，在S2中，各种原料加入搅拌设备内的先后顺序为：粉末脱硫铁碳渣原料、颗粒固废原料、水泥、粉末固废原料，最后加入经过稀释后的液体添加剂。
8.根据权利要求7所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，所述液体添加剂的稀释浓度为0.03％。
9.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，在S2中，混合原料先后进行低速搅拌与高速搅拌，其中低速搅拌实际时间为4-5min，高速搅拌时间为1-2min，经过高速搅拌后得到混合搅拌原料。
10.根据权利要求1所述的含铁碳渣环保砖制备工艺，其特征在于，在S3中，压力机对成型模具首次压制后进行排气，排气完成后再施加保压压力，其中保压压力为1000-1050kg/cm2，保压时长为10-30s。
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