CN112174558A - 利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法 - Google Patents
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Abstract
利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,涉及建筑工业废弃物回收利用技术领域,在利用洗砂泥制备活性矿物掺合料时,先将洗砂泥调制成波美度为1.8~2.0的泥浆,以利于去杂操作,去除其中细小石英颗粒、着色有害赤铁矿和软锰矿等,再经过高温煅烧转化和粉体细化处理,使之转变为具有高活性的矿物掺合料,用该活性矿物掺合料替换12wt%水泥时,水泥胶砂28d抗压强度能够增长15%以上,不但有效解决了洗砂泥堆存和环境污染问题,而且使洗砂泥转变成了具有较高经济价值新型建筑材料。
Description
技术领域
本发明所涉及的是建筑工业废弃物的回收利用技术领域,特别涉及是一种利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法。
背景技术
洗砂泥是利用风化高岭石土质、风化花岗岩土质的工程渣土制备石英质机制砂后剩余物,目前一般当做建筑工业废弃物进行处理。当前对于洗砂泥的回收利用方式主要是用于制砖或者生产发泡陶瓷保温板等。
中国专利文献CN103011786A公开了一种利用页岩和熟料(生产发泡陶瓷保温板的不合格品及边角碎料)制作发泡陶瓷保温板的方法,原料中添加有10~15%的洗砂泥,但是该方法对于洗砂泥的理化指标有较为严格的限制,不利于推广应用。另外,中国专利文献CN110981365A公开了一种利用洗砂泥制砖的方法,原料中主要成分为洗砂泥,该方法对于洗砂泥的消耗量大,且所生产的为免烧砖,环保性好,社会效益和经济效益明显。
除上面用于制砖和生产发泡陶瓷保温板之外,目前尚未见到其它具有明显社会效益和经济效益的洗砂泥再利用方式。
发明内容
本发明目的是提供一种利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,使洗砂泥转变为具有较高经济价值的建筑材料。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,包括以下步骤:
一、除杂:先将洗砂泥调节成波美度为1.8~2.0的泥浆,泥浆去除粗杂质后用泥浆湿式除铁器去除铁锰,使泥浆中氧化铁和氧化锰总含量低于1.5wt%,再将处理后的泥浆压滤成水分为30wt%左右的泥饼或者喷雾干燥成含水率≤6.0wt%粉体;
二、干燥与煅烧:对于压滤而成的水分为30wt%左右的泥饼,将其干燥到水分≤3.0wt%后,破碎并输送到洁净热源的煅烧窑炉进行煅烧处理,煅烧温度750℃~850℃,恒温时间150min~180min,恒温煅烧完成后速冷,冷却完成后进行均化;
对于含水率≤6.0wt%的粉体,直接进行加热和恒温煅烧,煅烧温度750℃~850℃,恒温时间150min~160min,恒温煅烧完成后速冷,冷却完成后进行均化;
三、粉碎、均化:均化后的煅烧洗砂泥经粉磨设备粉碎成可过300目筛的粉体,粉体再次经均化处理,即得所述活性矿物掺合料成品。
其中,在步骤二中,对于含有蒙脱石和/或白云母矿物的泥饼,其煅烧温度为850℃,恒温时间为180min;对于含有蒙脱石和/或白云母矿物的粉体,其煅烧温度为850℃,恒温时间为160min。
其中,在步骤二中,所述泥饼和粉体进行速冷时的冷却速率不低于5~8℃/s。
其中,在步骤一中,未除杂的洗砂泥的主要矿物由高岭土和/或蒙脱石矿物、长石、细小石英颗粒、赤铁矿和软锰矿组成,或者其主要矿物成分还包括白云母。
进一步地,在步骤一中,将所述泥浆过200目筛以去除其中的粗杂质,所述粗杂质包括细小石英颗粒和细小植物纤维。
在本发明中,先将洗砂泥调制成波美度为1.8~2.0的泥浆,以利于去杂操作,通过去杂步骤去除其中细小石英颗粒,着色有害赤铁矿、软锰矿等,再经过高温煅烧转化和粉体细化处理,使之转变为具有高活性的矿物掺合料,用该活性矿物掺合料替换12wt%水泥时,水泥胶砂28d抗压强度能够增长15%以上,不但有效解决了洗砂泥堆存和环境污染问题,而且使洗砂泥转变成了具有较高经济价值新型建筑材料。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更清楚地了解本发明相对现有技术的改进之处,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施例提及的内容并非对本发明的限定。以下实施例中所用到的洗砂泥原料均来自衡阳本地的多个机制砂场,实施例1-4所用水泥来自同一厂家,实施例5和6中分别用了3个不同厂家的水泥进行测试。
实施例1
一、高活性矿物掺合料的制备
本实施实例所用的洗砂泥主要矿物成分为:高岭土、长石、细小石英颗粒、赤铁矿和软锰矿。
1、除杂:先将洗砂泥调节成波美度为1.8~2.0的泥浆,泥浆过200目筛去除粗杂质(主要是细小石英颗粒和细小植物纤维),然后用泥浆湿式除铁器去除铁锰,使泥浆中氧化铁和氧化锰总含量低于1.0wt%,再将处理后的泥浆压滤成泥饼。
2、干燥与煅烧:将泥饼干燥到水分≤3.0wt%后,破碎并输送到洁净热源的煅烧窑炉进行煅烧处理,煅烧温度750℃,恒温时间180min,恒温煅烧完成后速冷,冷却速率不低于5℃/s,冷却完成后进行均化。
3、粉碎、均化:均化后的煅烧洗砂泥经粉磨设备(可选择带橡胶内衬、研磨体为非铁质的风扫球磨机、对辊磨机和气流磨等)粉碎并过300目筛,过筛后的粉体再次经均化处理,得到目标产物——奶白色或淡黄色的矿物掺合料成品。
二、矿物掺合料活性测试
采用内掺12wt%矿物掺合料的标准水泥胶砂与不掺矿物掺合料的标准水泥胶砂进行强度对比试验,测试结果如表1所示(使用42.5#P.O水泥)。
表1
实施例2
与实施例1不同,本实施例在步骤1完成除杂后直接将泥浆喷雾干燥成含水率≤6.0wt%粉体。之后将直接进行加热和恒温煅烧,煅烧温度750℃,恒温时间150min,恒温煅烧完成后速冷,冷却速率不低于8℃/s,冷却完成后的处理方式与实施例1相同。本实施例制备的矿物掺合料活性测试方式与实施例1相同,测试结果见下表2所示(使用与实施例1相同的42.5#P.O水泥)。
表2
实施例3
本实施例所用到的洗砂泥与实施例1略有不同,主要表现在其主要的矿物组分中包含有少量的蒙脱石和白云母。与实施例1相似,本实施例在步骤1完成除杂后将泥浆压滤成泥饼。与实施例不同的是,在进行恒温煅烧时,煅烧温度为850℃,恒温时间为170min,恒温煅烧完成后速冷,冷却速率不低于8℃/s,冷却完成后的处理方式与实施例1相同。本实施例制备的黄色矿物掺合料活性测试方式与实施例1相同,测试结果见下表3所示(使用42.5#P.O水泥,厂家与实例1相同)。
表3
实施例4
本实施例所用到的洗砂泥与实施例3相同,其中包含有少量的蒙脱石和白云母。与实施例2一样,本实施例也是在步骤1完成除杂后将泥浆喷雾干燥成含水率≤6.0wt%粉体,之后将直接进行恒温煅烧。煅烧温度为850℃,恒温时间为160min,恒温煅烧完成后以不低于8℃/s的速率进行速冷,冷却完成后的处理方式与实施例1-3相同。本实施例制备的黄色矿物掺合料活性测试方见下表4所示(使用42.5#P.O水泥,水泥生产厂家与实例1相同)。
表4
实施例5
本实施例所用到的洗砂泥与实施例1相同,本实施例在步骤1完成除杂后将泥浆压滤成泥饼,在进行恒温煅烧时,煅烧温度为750℃,恒温时间为150min,恒温煅烧完成后速冷,冷却速率不低于8℃/s,冷却完成后的处理方式与实施例1相同。本实施例制备的矿物掺合料活性测试采用三种不同厂家不同性能的42.5#P.O水泥,测试结果下表5所示。
表5
实施例6
本实施例所用到的洗砂泥与实施例3相同,本实施例在步骤1完成除杂后将泥浆成含水率≤6.0wt%粉体。之后将直接进行加热和恒温煅烧,煅烧温度为800℃,恒温时间为160min,恒温煅烧完成后速冷,冷却速率不低于8℃/s,冷却完成后的处理方式与实施例1相同。本实施例制备的矿物掺合料活性测试采用三种不同厂家不同性能42.5#P.O水泥,测试结果下表6所示。
表6
在上述实施例中,先将洗砂泥调制成波美度为1.8~2.0的泥浆,有利于去杂操作,通过去杂步骤去除其中细小石英颗粒,着色有害赤铁矿、软锰矿等,再经过高温煅烧转化和粉体细化处理,使之转变成了具有高活性的矿物掺合料。从检测结果可以看出,用该活性矿物掺合料替换12wt%水泥时,水泥胶砂28d抗压强度能够增长15%以上,不但有效解决了洗砂泥堆存和环境污染问题,而且使洗砂泥转变成了具有较高经济价值新型建筑材料。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
最后,应该强调的是,为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处,本发明的一些描述已经被简化,并且为了清楚起见,本申请文件还省略了一些其它元素,本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。
Claims (5)
1.利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
一、除杂:先将洗砂泥调节成波美度为1.8~2.0的泥浆,泥浆去除粗杂质后用泥浆湿式除铁器去除铁锰,使泥浆中氧化铁和氧化锰总含量低于1.5wt%,再将处理后的泥浆压滤成水分为30wt%左右的泥饼或者喷雾干燥成含水率≤6.0wt%粉体;
二、干燥与煅烧:对于压滤而成的水分为30wt%左右的泥饼,将其干燥到水分≤3.0wt%后,破碎并输送到洁净热源的煅烧窑炉进行煅烧处理,煅烧温度750℃~850℃,恒温时间150min~180min,恒温煅烧完成后速冷,冷却完成后进行均化;
对于含水率≤6.0wt%的粉体,直接进行加热和恒温煅烧,煅烧温度750℃~850℃,恒温时间150min~160min,恒温煅烧完成后速冷,冷却完成后进行均化;
三、粉碎、均化:均化后的煅烧洗砂泥经粉磨设备粉碎成可过300目筛的粉体,粉体再次经均化处理,即得所述活性矿物掺合料成品。
2.根据权利要求1所述利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,其特征在于:步骤二中,对于含有蒙脱石和/或白云母矿物的泥饼,其煅烧温度为850℃,恒温时间为180min;对于含有蒙脱石和/或白云母矿物的粉体,其煅烧温度为850℃,恒温时间为160min。
3.根据权利要求1所述利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,其特征在于:步骤二中,所述泥饼和粉体进行速冷时的冷却速率不低于5~8℃/s。
4.根据权利要求1所述利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,其特征在于:步骤一中,未除杂的洗砂泥的主要矿物由高岭土和/或蒙脱石等矿物、长石、细小石英颗粒、少量的赤铁矿与硫铁矿混杂矿物以及软锰矿组成,或者其主要矿物成分还包括白云母。
5.根据权利要求4所述利用洗砂泥制备活性矿物掺合料的方法,其特征在于:步骤一中,将所述泥浆过200目筛以去除其中的粗杂质,所述粗杂质包括细小石英颗粒和细小植物纤维。
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