CN111393141A - 一种铁尾矿透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铁尾矿透水砖及其制备方法，属于铁尾矿再利用技术领域。本发明的透水砖以质量百分含量计，包括以下制备原料：铁尾矿50～60％，黏土20～30％，水玻璃15～20％。本发明大量使用废弃铁尾矿制备透水砖，可降低透水砖的生产成本，改善生态环境；采用黏土、水玻璃作为透水砖的粘结剂，增强了透水砖的可塑性，同时降低了透水砖的烧成温度，本发明采用铁尾矿配合黏土和水玻璃制备的透水砖具有良好的透水性和抗压强度。实施例的结果表明，本发明透水砖的抗压强度为26～31MPa；透水系数为3.5～3.9×10‑2cm/s。

Description

一种铁尾矿透水砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及铁尾矿再利用技术领域，尤其涉及一种铁尾矿透水砖及其制备方法。
背景技术
尾矿是选矿后产生的固体废弃物，具有种类多、数量大、性质复杂等特点，在再利用方面具有相当大的难度。当前，我国对铁尾矿的处理方式主要是建立尾矿库采用堆存处理，这种方式不仅占用了大量的土地、破坏当地生态环境，而且筑坝成本高，一旦溃坝会产生不可估量的非自然灾害和经济损失。
透水砖是一种具有高孔隙率的透水性路面铺装材料，较高的孔隙率使它具有其它砖所不具有的一些特性，主要是良好的透水性、透气性及保湿性。透水砖以其优异的透水性能，能够把雨水渗透到地下，遇到暴雨无明显径流，达到雨停即干的效果。这对土壤水和地下水资源的补给起到了积极的作用，有效地缓解了硬化路面对城市地下水资源的负面影响，可以有效缓解不透水路面砖在铺设过程中所带来的一系列“城市荒漠化”和“热岛效应”问题。而透水材料又是海绵城市建设的重要组成部分，能够从源头缓解现阶段我国面临的城市雨水疏解和利用问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁尾矿透水砖及其制备方法，本发明的透水砖主要原料为铁尾矿，可降低生产成本，改善生态环境，且制备的透水砖具有良好的透水性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种铁尾矿透水砖，以质量百分含量计，包括以下制备原料：铁尾矿50～60％，黏土20～30％，水玻璃15～20％。
优选的，所述水玻璃的模数为1.8～2.0。
本发明提供了上述方案所述铁尾矿透水砖的制备方法，包括以下步骤：
将铁尾矿、黏土、水玻璃和水混合，得到混合料；
将所述混合料置于模具中成型，对得到的成型坯依次进行养护、脱模、烘干和焙烧，得到铁尾矿透水砖。
优选的，所述养护在养护室中进行，所述养护室的平均温度在5℃以上，湿度在50％以上。
优选的，所述养护的时间为24～48h。
优选的，所述烘干的温度为80～120℃，时间为2h。
优选的，所述焙烧的程序为：550～600℃保温20～30min，之后升温至1100～1150℃，保温30～60min。
优选的，所述焙烧在空气氛围下进行。
优选的，所述成型的过程包括：将所述混合料装入模具中，放到振动台振动，连续装料到规定高度，用刮板将表面抹平，得到成型坯。
本发明提供了一种铁尾矿透水砖，以质量百分含量计，包括以下制备原料：铁尾矿50～60％，黏土20～30％，水玻璃15～20％。本发明大量使用废弃铁尾矿制备透水砖，可降低透水砖的生产成本，改善生态环境；采用黏土、水玻璃作为透水砖的粘结剂，增强了透水砖的可塑性，本发明采用铁尾矿配合黏土和水玻璃制备的透水砖具有良好的透水性和抗压强度，当雨水降落到砖面时，砖面能吸收地表水，砖下的土壤会像海绵一样不断吸收雨水并储存，可以有效减少城市内涝，同时补充地下水位。实施例的结果表明，本发明透水砖的抗压强度为26～31MPa；透水系数为3.5～3.9×10-2cm/s。
本发明还提供了铁尾矿透水砖的制备方法，本发明的制备方法简单、成本低廉。
具体实施方式
本发明提供了一种铁尾矿透水砖，以质量百分含量计，包括以下制备原料：铁尾矿50～60％，黏土20～30％，水玻璃15～20％。
以质量百分含量计，本发明提供的铁尾矿透水砖的制备原料包括铁尾矿50～60％，在本发明的实施例中，具体为50％、55％或60％。本发明对所述铁尾矿的组成没有特殊要求，采用本领域熟知的铁尾矿即可。在本发明中，所述铁尾矿的主要成分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝，还有少量氧化钙、氧化镁。本发明对所述铁尾矿的来源没有特殊要求，本领域熟知来源的铁尾矿均可。
以质量百分含量计，本发明提供的铁尾矿透水砖的制备原料包括黏土20～30％，在本发明的实施例中，具体为20％、25％或30％。本发明对所述黏土没有特殊的限定，采用本领域熟知的黏土即可，本发明对所述黏土的来源没有特殊要求，本领域熟知来源的黏土均可。
以质量百分含量计，本发明提供的铁尾矿透水砖的制备原料包括水玻璃15～20％，优选为17～20％。在本发明中，所述水玻璃的模数优选为1.8～2.0，更优选为1.85～1.95。
本发明大量使用废弃铁尾矿制备透水砖，可降低透水砖的生产成本，改善生态环境；采用黏土、水玻璃作为透水砖的粘结剂，增强了透水砖的可塑性。本发明采用铁尾矿配合黏土和水玻璃制备的透水砖具有良好的透水性和抗压强度，当雨水降落到砖面时，砖面能吸收地表水，砖下的土壤会像海绵一样不断吸收雨水并储存，可以有效减少城市内涝，同时补充地下水位。
本发明提供了上述方案所述铁尾矿透水砖的制备方法，包括以下步骤：
将铁尾矿、黏土、水玻璃和水混合，得到混合料；
将所述混合料置于模具中成型，对得到的成型坯依次进行养护、脱模、烘干和焙烧，得到铁尾矿透水砖。
本发明将铁尾矿、黏土、水玻璃和水混合，得到混合料。在本发明中，所述水的用量优选为混合料质量的15～17％。本发明对所述混合的方式没有特殊要求，本领域熟知的任意能够混合均匀的方式均可。
得到混合料后，本发明优选将所述混合料置于模具中成型，得到成型坯。在本发明中，所述成型的过程优选包括：将所述混合料装入模具中，放到振动台振动，连续装料到规定高度，用刮板将表面抹平，得到成型坯。本发明对所述成型坯的规格没有特殊要求，本领域技术人员可根据实际需求确定。
得到成型坯后，本发明将所述成型坯依次进行养护、脱模、烘干和焙烧，得到铁尾矿透水砖。
在本发明中，所述养护优选在养护室中进行，所述养护室的平均温度优选在5℃以上，湿度优选在50％以上；所述养护的时间优选为24～48h。
本发明对所述脱模的方式没有特殊要求，采用本领域熟知的脱模方式即可。
在本发明中，所述烘干的温度优选为80～120℃，时间优选为2h。本发明利用烘干除去砖坯中多余的水分。
在本发明中，所述焙烧的程序优选为：550～600℃保温20～30min，之后升温至1100～1150℃，保温30～60min；所述焙烧优选在空气氛围下进行。本发明所述焙烧过程中有部分物质发生熔融，砖体的固体颗粒重排，可增加砖的抗压强度。
下面结合实施例对本发明提供的铁尾矿透水砖及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1～4
混料：按照表1的配比将铁尾矿和黏土混合均匀，倒入水玻璃，加入适量水，搅拌均匀，得到搅拌好的原料；
成型：将搅拌好的原料装入模具中，放到振动台振动，连续装料到规定高度，用刮板将表面抹平，得到成型坯；
养护：将成型坯带模具置于养护室(养护室平均温度为20℃，湿度为90％)，养护24h后脱模，脱模后放入烘箱烘干，得到干燥透水砖，具体的干燥条件见表1；
焙烧：将干燥透水砖按程序焙烧，焙烧程序见表1，得到铁尾矿透水砖。
表1实施例1～4的原料配比、制备条件及透水砖性能
Figure BDA0002426378190000041
Figure BDA0002426378190000051
由以上实施例可知，本发明制备的透水砖具有良好的抗压强度和透水性能，透水砖的抗压强度为26～31MPa；透水系数为3.5～3.9×10-2cm/s。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铁尾矿透水砖，以质量百分含量计，包括以下制备原料：铁尾矿50～60％，黏土20～30％，水玻璃15～20％。
2.根据权利要求1所述的铁尾矿透水砖，其特征在于，所述水玻璃的模数为1.8～2.0。
3.权利要求1或2所述铁尾矿透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铁尾矿、黏土、水玻璃和水混合，得到混合料；
将所述混合料置于模具中成型，对得到的成型坯依次进行养护、脱模、烘干和焙烧，得到铁尾矿透水砖。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述养护在养护室中进行，所述养护室的平均温度在5℃以上，湿度在50％以上。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述养护的时间为24～48h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为80～120℃，时间为2h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的程序为：550～600℃保温20～30min，之后升温至1100～1150℃，保温30～60min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧在空气氛围下进行。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述成型的过程包括：将所述混合料装入模具中，放到振动台振动，连续装料到规定高度，用刮板将表面抹平，得到成型坯。
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