CN112209669A - 一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，将重量百分比为55％‑70％的霞石尾矿和30％‑45％的石灰石混合后，采用粉碎机对霞石矿尾矿和石灰石混合物进行粉碎处理，之后采用球磨机对粉碎后的霞石矿尾矿和石灰石混合物进行磨矿处理后，将重量百分比为84％的霞石尾矿与石灰石混合物、15％的石英砂、1％水泥经过搅拌、与水混合、搅拌、消化、搅拌、固定成型、蒸压养护制得产品。本发明以霞石尾矿为原料，尾矿利用率高，通过水泥加入，提高蒸压灰砂砖强度，制得蒸压砖可达MU15‑25级，同时通过将霞石尾矿及石灰混合处理，霞石尾矿剂作为生产原料又可作为石灰石的“助磨剂”，减小霞石尾矿和石灰石混合物粉碎阻力，降低磨机功耗，提高霞石尾矿和石灰石粉磨效率。

Description

一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法
技术领域
本发明涉及及环保技术领域，具体来说，涉及一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法。
背景技术
霞石是一种稀有的非金属矿，目前除中国以外，全世界仅有加拿大、挪威、巴西、土耳其四个国家的四个矿山在开采该资源，供给欧美等发达国家作为玻璃、陶瓷和化工 生产的原料。随着全球建筑市场对玻璃陶瓷需求量的节节攀升，从而大大增加了对其原 料的需求。霞石作为玻璃陶瓷产业中非常理想的原料，近年来的需求量也随之与日俱增。 由于我国霞矿石常与暗色矿物辉石、黑云母、铁的氧化物共生，需要对通过选矿处理， 去除原矿中暗色矿物(铁、钙、镁)，在进行上述精炼时会产生大量的尾矿，尾矿大量 堆存不仅造成了有限的土地资源的巨大浪费，而且带来了严重的环境和安全问题。
我国目前累计堆存尾矿600亿吨以上，年产出量达到了16亿吨，而尾矿综合利用率仅为18.9％，绝大多数尾矿尚未被综合利用。随着我国矿产资源开采力度的不断加大，尾矿排出量会每年不断递增，加快尾矿的综合利用已经迫在眉睫。
尾矿可以作为建筑材料，蒸压灰砂砖是一种新型的墙体材料，它的主要原料为石灰、河砂和石英砂、尾矿等，将这些原料经过加水搅拌、消化反应、压制成型、蒸汽蒸 压养护就可以制成蒸压灰砂砖。蒸压灰砂砖生产过程中能耗低，不用黏土、生产原料广 泛，是一种新型的环保型建筑材料，同时采用工业废弃物尾矿生产蒸压灰砂砖有利于减 少其他矿物质原料的使用，可以节约耗材。
霞石尾矿的主要成分及其重量百分比含量为：SiO2(30-40％)、Al2O3(20-30％)、Na2O(10-15％)及Fe2O3(3-6％)等。霞石尾矿中硅质含量较高，尾矿中Na2O、MgO、K2O、 CaO等可溶性盐的含量低，可使制备的灰砂砖产品在使用过程中不易出现盐析现象，霞 石尾矿可作为蒸压灰砂砖的生产原材料，满足生产工艺要求。
发明内容
本发明的目的是将霞石尾矿用作主要原料制备蒸压灰砂砖，从而实现霞石尾矿的资源化利用。利用霞石尾矿制备蒸压灰砂，不仅能够有效解决霞石矿尾矿堆积带来的环 境污染问题，同时将霞石矿尾矿用于制备高性能蒸压砖还能够产生较大的经济效益。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其包括以下步骤：
步骤一、霞石尾矿及石灰石预处理
将重量百分比为55％-70％的霞石尾矿和30％-45％的石灰石混合后，采用粉碎机对 将霞石矿尾矿和石灰石混合物进行粉碎处理，之后采用球磨机对粉碎后的霞石矿尾矿和 石灰石混合物进行磨矿处理；
步骤二、混合和第一次搅拌
蒸压灰砂砖的制备原料包括：所述预处理后的霞石尾矿和石灰石混合物、石英砂、水泥，各原料重量百分比为：84％的霞石尾矿与石灰石混合物、15％的石英砂、1％水泥， 将所述原料按所述比例混合后进行第一次搅拌，使得物料均匀混合；
步骤三、第二次搅拌
将经过所述混合和第一次搅拌处理后的原料与水进行混合，进行第二次搅拌；
步骤四、消化
将经过所述第二次搅拌处理后的拌和物投入消化仓中消化；
步骤五、第三次搅拌
将经过所述消化处理后的物料进行第二次加水，并进行第三次搅拌；
步骤六、固定成型
将经过所述第三次搅拌处理后的混合料经砖机压制成砖坯；
步骤七、蒸压养护
将经过所述固定成型处理后的砖坯进行高温蒸压养护，得到蒸压灰砂砖。
进一步的，所述步骤一中，霞石矿尾矿和石灰石混合物经磨矿处理至200目。
进一步的，所述步骤二中，第一次搅拌的时间为3-5min。
进一步的，所述步骤三中，加水料为原料质量的10％，第二次搅拌的时间为3-5min。
进一步的，所述步骤四中，消化的时间为2-3h，消化的温度为100-150℃。
进一步的，所述步骤五中，加水料为原料质量的5％，第三次搅拌的时间为3-5min。
进一步的，所述步骤六中，混合料经所述砖机采用双面、至少1次加压压制成砖坯，成型压力为20-25Mpa。
进一步的，所述步骤七中，砖坯的蒸压养护步骤为：室温静置2-3h，升温2h达到 蒸压温度，在所述蒸压温度下恒温6h，蒸压压强1.2Mpa，自然冷却后出釜，得到所述 蒸压灰砂砖。
进一步的，所述步骤七中，所述蒸压温度为180℃-200℃。
进一步的，所述霞石矿尾矿和石灰石混合物中，霞石尾矿、石灰石重量百分比为：65％、35％。
本发明的有益效果在于：
1.本发明以霞石尾矿为主要原料制备的蒸压灰砂砖，利用率达60-80％，可高效利用霞石尾矿制备高附加值的产品，同时通过水泥加入，使得砖坯的强度提高，提升了产 品性能，产品抗压强度10.0-22.0MPa，抗折强度3.0-4.0MPa，蒸压砖可达MU15-25级。
2.本发明将霞石尾矿及石灰混合处理，简化了生产流程，将石灰破碎研磨与霞石尾矿破碎研磨过程统一，霞石尾矿与石灰石混合研磨，霞石尾矿掺杂在石灰石间能克服 磨粉间的吸引力，减小霞石尾矿和石灰石混合物粉碎阻力，防止糊球糊磨，提高混合物 磨粉的流动性，从而降低磨机功耗，提高霞石尾矿和石灰石粉磨效率，起到类似“助磨 剂”的作用，提升研磨效率，工艺简单，操作方便，节约了大量的人力物力，大大提高 了生产效率。
具体实施方式
为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。实 施例仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术，在此不做详细描述。
下列实施例中，所选用的霞石尾矿是利用河南江县当地的霞石尾矿。
霞石尾矿主要化学组分的质量百分比为：SiO2 38.25％，Al2O3 28.13％，Na2O13.57％，K2O 4.25％，CaO 6.97％，Fe2O3 1.85％，MgO 1.10％，TiO 0.15％，P2O5 0.12％，SrO 0.02％，LoI 5.33％。
实施例1
一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其包括以下步骤：
步骤一、霞石尾矿及石灰石预处理
将重量百分比为55％的霞石尾矿和45％的石灰石混合后，采用粉碎机对将霞石矿尾矿和石灰石混合物进行粉碎处理，之后采用球磨机对粉碎后的霞石矿尾矿和石灰石混合物进行磨矿处理，霞石矿尾矿和石灰石混合物经磨矿处理至200目。
霞石尾矿掺杂在石灰石间能克服磨粉间的吸引力，减小霞石尾矿和石灰石混合物粉碎阻力，防止糊球糊磨，提高混合物磨粉的流动性，从而降低磨机功耗，提高霞石尾 矿和石灰石粉磨效率。
步骤二、混合和第一次搅拌
将重量百分比为84％的霞石尾矿与石灰石混合物、15％的石英砂、1％的为42.5R硅酸盐水泥作为原料，在搅拌釜混合后进行第一次搅拌，搅拌3min，使得物料均匀混 合。
步骤三、第二次搅拌
将原料与水进行均匀混合，加水料为原料质量的10％，进行第二次搅拌，第二次搅拌时间为3min。
步骤四、消化
将拌和物投入消化仓中消化，消化温度为100℃，消化时间为3h。
步骤五、第三次搅拌
将物料进行第二次加水，加水料为原料质量的5％，并进行第三次搅拌，第三次搅拌时间为3min。
步骤六、固定成型
将混合料经液压砖机压制成砖坯，混合料经液压砖机采用双面、1次加压成型压制成砖坯，成型压力为20Mpa。
步骤七、蒸压养护
砖坯成型结束后，将砖坯体室温静置2h，升温2h达到蒸压温度180℃，在所述蒸 压温度下恒温6h，蒸压压强1.2Mpa，自然冷却后出釜，得到所述蒸压灰砂砖。
本实施例所制备的蒸压灰砂砖的性能参数如下表所示：
Figure BDA0002747450160000041
由上表可知本实施例所制备的蒸压灰砂砖抗压强度符合GB11945-1999的MU15等级。
实施例2
一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其包括以下步骤：
步骤一、霞石尾矿及石灰石预处理
将重量百分比为65％的霞石尾矿和35％的石灰石混合后，采用粉碎机对将霞石矿尾矿和石灰石混合物进行粉碎处理，之后采用球磨机对粉碎后的霞石矿尾矿和石灰石混合物进行磨矿处理，霞石矿尾矿和石灰石混合物经磨矿处理至200目。
霞石尾矿掺杂在石灰石间能克服磨粉间的吸引力，减小霞石尾矿和石灰石混合物粉碎阻力，防止糊球糊磨，提高混合物磨粉的流动性，从而降低磨机功耗，提高霞石尾 矿和石灰石粉磨效率。
步骤二、混合和第一次搅拌
将重量百分比为84％的霞石尾矿与石灰石混合物、15％的石英砂、1％的为42.5R硅酸盐水泥作为原料，在搅拌釜混合后进行第一次搅拌，搅拌5min，使得物料均匀混 合。
步骤三、第二次搅拌
将原料与水进行均匀混合，加水料为原料质量的10％，进行第二次搅拌，第二次搅拌时间为4min。
步骤四、消化
将拌和物投入消化仓中消化，消化温度为120℃，消化时间为2.5h。
步骤五、第三次搅拌
将物料进行第二次加水，加水料为原料质量的5％，并进行第三次搅拌，第三次搅拌时间为4min。
步骤六、固定成型
将混合料经液压砖机压制成砖坯，混合料经液压砖机采用双面、3次加压成型压制成砖坯，成型压力为22Mpa。
步骤七、蒸压养护
砖坯成型结束后，将砖坯体室温静置2.5h，升温2h达到蒸压温度190℃，在所述 蒸压温度下恒温6h，蒸压压强1.2Mpa，自然冷却后出釜，得到所述蒸压灰砂砖。
本实施例所制备的蒸压灰砂砖的性能参数如下表所示：
Figure BDA0002747450160000061
由上表可知本实施例所制备的蒸压灰砂砖抗压强度符合GB11945-1999的MU25等级。
实施例3
一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其包括以下步骤：
步骤一、霞石尾矿及石灰石预处理
将重量百分比为70％的霞石尾矿和30％的石灰石混合后，采用粉碎机对将霞石矿尾矿和石灰石混合物进行粉碎处理，之后采用球磨机对粉碎后的霞石矿尾矿和石灰石混合物进行磨矿处理，霞石矿尾矿和石灰石混合物经磨矿处理至200目。
霞石尾矿掺杂在石灰石间能克服磨粉间的吸引力，减小霞石尾矿和石灰石混合物粉碎阻力，防止糊球糊磨，提高混合物磨粉的流动性，从而降低磨机功耗，提高霞石尾 矿和石灰石粉磨效率。
步骤二、混合和第一次搅拌
将重量百分比为84％的霞石尾矿与石灰石混合物、15％的石英砂、1％的为42.5R硅酸盐水泥作为原料，在搅拌釜混合后进行第一次搅拌，搅拌5min，使得物料均匀混 合。
步骤三、第二次搅拌
将原料与水进行均匀混合，加水料为原料质量的10％，进行第二次搅拌，第二次搅拌时间为5min。
步骤四、消化
将拌和物投入消化仓中消化，消化温度为150℃，消化时间为2h。
步骤五、第三次搅拌
将物料进行第二次加水，加水料为原料质量的5％，并进行第三次搅拌，第三次搅拌时间为5min。
步骤六、固定成型
将混合料经液压砖机压制成砖坯，混合料经液压砖机采用双面、2次加压成型压制成砖坯，成型压力为25Mpa。
步骤七、蒸压养护
砖坯成型结束后，将砖坯体室温静置3h，升温2h达到蒸压温度180℃，在所述蒸 压温度下恒温6h，蒸压压强1.2Mpa，自然冷却后出釜，得到所述蒸压灰砂砖。
本实施例所制备的蒸压灰砂砖的性能参数如下表所示：
Figure BDA0002747450160000071
由上表可知本实施例所制备的蒸压灰砂砖抗压强度符合GB11945-1999的MU20等级。
以霞石尾矿为主要原料制备的蒸压灰砂砖，利用率达60-80％，可高效利用霞石尾矿制备高附加值的产品，同时通过水泥加入，使得砖坯的强度提高，提升了产品性能， 产品抗压强度10.0-22.0MPa，抗折强度3.0-4.0MPa，蒸压砖可达MU15-25级。
将霞石尾矿及石灰混合处理，简化了生产流程，将石灰破碎研磨与霞石尾矿破碎研磨过程统一，霞石尾矿与石灰石混合研磨，霞石尾矿掺杂在石灰石间能克服磨粉间的 吸引力，减小霞石尾矿和石灰石混合物粉碎阻力，防止糊球糊磨，提高混合物磨粉的流 动性，从而降低磨机功耗，提高霞石尾矿和石灰石粉磨效率，起到类似“助磨剂”的作 用，提升研磨效率，工艺简单，操作方便，节约了大量的人力物力，大大提高了生产效 率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例 的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其 他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例 看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应 当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术 人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤一、霞石尾矿及石灰石预处理
将重量百分比为55％-70％的霞石尾矿和30％-45％的石灰石混合后，采用粉碎机对将霞石矿尾矿和石灰石混合物进行粉碎处理，之后采用球磨机对粉碎后的霞石矿尾矿和石灰石混合物进行磨矿处理；
步骤二、混合和第一次搅拌
蒸压灰砂砖的制备原料包括：所述预处理后的霞石尾矿和石灰石混合物、石英砂、水泥，各原料重量百分比为：84％的霞石尾矿与石灰石混合物、15％的石英砂、1％水泥，将所述原料按所述比例送入搅拌机后进行第一次搅拌，使得物料均匀混合；
步骤三、第二次搅拌
将经过所述混合和第一次搅拌处理后的原料与水进行混合，进行第二次搅拌；
步骤四、消化
将经过所述第二次搅拌处理后的拌和物投入消化仓中消化；
步骤五、第三次搅拌
将经过所述消化处理后的物料进行第二次加水，并进行第三次搅拌；
步骤六、固定成型
将经过所述第三次搅拌处理后的混合料经砖机压制成砖坯；
步骤七、蒸压养护
将经过所述固定成型处理后的砖坯进行高温蒸压养护，得到蒸压灰砂砖。
2.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤一中，霞石矿尾矿和石灰石混合物经磨矿处理至200目。
3.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤二中，所述第一次搅拌的时间为3-5min。
4.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤三中，加水料为原料质量的10％，所述第二次搅拌的时间为3-5min。
5.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤四中，消化的时间为2-3h，消化的温度为100-150℃。
6.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤五中，加水料为原料质量的5％，第三次搅拌的时间为3-5min。
7.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤六中，混合料经所述砖机采用双面、至少1次加压压制成砖坯，成型压力为20-25Mpa。
8.根据权利要求1所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤七中，砖坯的蒸压养护步骤为：室温静置2-3h，升温2h达到蒸压温度，在所述蒸压温度下恒温6h，蒸压压强1.2Mpa，自然冷却后出釜，得到所述蒸压灰砂砖。
9.根据权利要求8所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，其特征在于：所述步骤七中，所述蒸压温度为180℃-200℃。
10.根据权利要求1-9任意1项所述的一种利用霞石尾矿制备蒸压灰砂砖的方法，所述霞石矿尾矿和石灰石混合物中，霞石尾矿、石灰石重量百分比为：65％、35％。
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