CN114685108A - 一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，制备原料包括：铁尾矿砂66％～75％，水泥15％～20％，细石灰7％～11％、石膏2％～5％，铝粉膏0.56％；该制备方法包括：一、将铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料后调整得铁尾矿砂浆；二、将原料搅拌制成料浆；步骤三、制作钢筋网笼；四、将料浆浇注后插入钢筋网笼并用钢钎固定，静停初养得到坯体；五、将坯体中钢钎拔出并切割得坯体；六、坯体蒸压养护得加气混凝土板材。本发明采用铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料为原料，将铁尾矿砂掺量提高至66％～75％，大幅消纳了铁尾矿固废，减少了铁尾矿占地面积，扩大了铁尾矿在混凝土领域的应用。

Description

一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域，具体涉及一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法。
背景技术
加气混凝土板材又称蒸压加气混凝土板，是以硅质材料和钙质材料为主要原料，以铝粉为发气材料，配以防腐处理的钢筋网片，经加水搅拌、浇注成型、预养切割、蒸压养护制成的多气孔板材。加气混凝土板材因优良的保温隔热、轻质高强、耐火耐阻、高承载和绿色环保性能等，在外墙板、隔墙板和屋面板等领域应用广泛。
目前，蒸压加气混凝土板材的主要原料为水泥、石灰、粉煤灰、砂子和铝粉，且常规蒸压加气混凝土板材的原料中SiO2质量含量需要达到70％以上，才可制出合格的蒸压加气混凝土板材产品，导致制备原料成本较高。同时，常规的制备工艺包括将原料球磨至合适粒度，或者选择特定粒度的原料搅拌制成浆料，经后续模具浇注成型、养护、切割和蒸养工艺，得到目标产物。该过程中，由于需要球磨、制浆等工序，导致制备成本增加，流程繁琐，制备时间较长。
目前，蒸压加气混凝土板材生产过程中存在的主要问题：(1)泵送至生产车间的尾矿砂含水率高达54％，导致大部分冷凝水无法用于生产用水；(2)选择的0.88方孔筛细粉粒径小，导致初凝时间相对长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法。该方法采用铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料作为原料制备加气混凝土板材，在制备合格加气混凝土的前提下，将铁尾矿砂掺量提高至66％～75％，大幅消纳了铁尾矿固废，减少了铁尾矿占地面积，扩大了铁尾矿在混凝土领域的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，该加气混凝土板材的制备原料包括以下组分：铁尾矿砂66％～75％，水泥15％～20％，细石灰7％～11％、石膏2％～5％，铝粉膏0.56％，所述铁尾矿砂中SiO2的质量含量为62％～67％，且制备原料铁尾矿砂、水泥、细石灰、石膏、铝粉膏与水组成的加气混凝土板材的料浆中料水比为0.54:1；
该方法包括以下步骤：
步骤一、制作铁尾矿砂浆：将铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料通过泵由管路输送至料浆池，然后调整成比重为1.42～1.45的铁尾矿砂浆，并将多余的水返回至选矿厂的缓冲池回收利用；所述含水筛下料的质量含水率为54％；
步骤二、配料浇注：采用自动计量系统，分别将细石灰、水泥、步骤一中得到的铁尾矿砂浆、石膏、铝粉膏称重计量后加入搅拌机内，经搅拌制成加气混凝土板材的料浆；
步骤三、制作钢筋网笼：将钢筋依次经调直、剪切、焊接、除锈防腐处理，然后加工制成钢筋网笼；
步骤四、插钎和静停初养：将步骤二中制成的加气混凝土板材的料浆固定浇注在模具中，然后将步骤三中制成的钢筋网笼插入并采用钢钎固定在模具中，并转移至静停室进行静停初养，得到坯体；
步骤五、拔钎和切割：将步骤四中得到的坯体定位，采用拔钎机将坯体中固定钢筋网笼的钢钎均匀稳定拔出，放置于固定地方循环利用，再用切割机对拔出钢钎后的坯体进行切割，得到目的尺寸的坯体；
步骤六、对步骤五中得到的目的尺寸的坯体顶入蒸养釜进行蒸压养护，经掰板得到加气混凝土板材，打包并运输到产品库储存。
本发明通过采用铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料为原料制备加气混凝土板材，由于铁尾矿砂原料中硅含量少于其他常用原料，铁尾矿砂中SiO2的质量含量为62％～67％，而铁含量高于其他常用原料，从而将铁尾矿掺量提高至66％～75％，大幅消纳了铁尾矿固废，减少了铁尾矿占地面积，扩大了铁尾矿在混凝土领域的应用；同时，本发明以细尾矿即铁尾矿砂浆、细石灰、水泥、石膏、铝粉膏为主要原料，以蒸汽为养护介质制备加气混凝土板材，工艺机械化、自动化程度高，技术水平先进，且工艺设备选择经济合理，既能保证产量，又能保证良好的产品质量。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，所述铁尾矿砂中K2O和Na2O的总质量含量不超过2.72％，SO3的质量含量为0.04％，满足《硅酸盐建筑制品用砂》质量要求。本发明通过控制铁尾矿砂中K2O和Na2O的总质量含量以及SO3的质量含量，有效控制加气混凝土板材的成分，有利于提高加气混凝土板材的使用寿命。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌的过程为：先将细石灰和水泥采用震料搅拌机搅拌4s～5s，然后加入搅拌机与铁尾矿砂浆、石膏、铝粉膏搅拌40s。上述搅拌过程保证了各物料搅拌均匀，且搅拌时间短避免料浆产生初凝，进而保证了制备过程的连续顺利进行。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤四中所述静停初养的温度为50℃以上，时间不超过2.5h。由于采用的铁尾矿砂粒径小、比表面积大、初凝时间慢，采用50℃以上的温度进行静停初养加快了硅钙反应速度，减少了初凝时间，又避免了加气混凝土板材的表面不因脱水太快而产生裂纹；采用不超过2.5h的静停初养保证了坯体的强度，避免了过长的静停初养时间导致坯体强度过高、后期切割过程中断钢丝造成废品而不能保持产物表面光洁。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤五中所述切割的偏差尺寸为1.5mm以内。该切割的偏差尺寸限定在提高加气混凝土板材的同时，保证了加气混凝土板材的外观尺寸。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，将步骤五中对坯体切割得到的散落浆料回收作为制备原料参与配料浇注。该限定条件减少了原料的浪费。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤六中所述蒸压养护的制度为：进釜和出釜时间共计0.5h，然后抽真空0.5h至真空度为-0.06MPa，在1.5h内升压至1.3MPa并在1.3MPa进行蒸汽恒温养护8h，再在1.5h内降压至0MPa，每个蒸压养护的周期为12h，每天循环2次，蒸汽恒温养护时蒸汽的温度为195℃。该蒸压养护的制度提高了加气混凝土板材的质量和产量，降低了能耗，有效提高了生产效率。
上述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤六中所述蒸压养护的余压蒸汽通过蒸汽回收装置回收并再利用于步骤四中的静停初养，产生的冷凝水用于加气混凝土板材的料浆制备。本发明通过对余压蒸汽的利用提高了能源利用率，避免了浪费。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料作为原料制备加气混凝土板材，在制备合格加气混凝土的前提下，将铁尾矿砂掺量提高至66％～75％，大幅消纳了铁尾矿固废，减少了铁尾矿占地面积，扩大了铁尾矿在混凝土领域的应用。
2、本发明采用铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料作为原料，直接进入配料注浆工序制备加气混凝土板材，无需球磨制浆工序，降低了生产运行成本。
3、本发明通过对蒸压养护的余压蒸汽进行利用，提高了能源利用率，避免了浪费。
4、本发明采用了定点浇注，轨道输送，热室静停初养，采用空翻式切割机进行切割，经六面切割，四面扒皮，废面包头全部再回收利用等，提高了对原料的利用效率，提高了产品质量。
5、本发明从原料制备、配料、插钎、浇注、拔钎、静停、切割、入釜、养护等工序实现了自动化、机械化作业，配料工序实现了微机自动化控制，生产线工艺设备自动化水平高，大大降低了劳动强度，改善了劳动环境，提高了生产线机械化、自动化水平。
6、本发明制备的加气混凝土板材的长度为1800mm～6000mm(模数300)，宽度为600mm，厚度为75mm～300mm，适宜于多种应用场合。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1利用铁尾矿制备加气混凝土板材的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的加气混凝土板材的制备原料包括以下组分：铁尾矿砂68.44％，水泥18％，细石灰11％，石膏2％，铝粉膏0.56％，所述铁尾矿的化学成分组成以质量百分含量计包括：烧失量0.26％，TiO2 0.82％，SiO267.12％，Fe2O3 7.38％，Al2O3 19.02％，CaO1.18％，MgO 1.20％，K2O 2.01％，Na2O 0.62％，SO3 0.04％，满足《硅酸盐建筑制品用砂》质量要求；所述制备原料铁尾矿砂、水泥、细石灰、石膏、铝粉膏与水组成的加气混凝土板材的料浆中料水比为0.54:1；所述铁尾矿砂中K2O和Na2O的总质量含量为2.72％；
如图1所示，本实施例的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制作铁尾矿砂浆：将铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料通过泵由管路输送至料浆池，然后调整成比重为1.42～1.45的铁尾矿砂浆，经管道输送至储浆罐中储存，并将多余的水返回至选矿厂的缓冲池回收利用；所述含水筛下料的质量含水率为54％；
步骤二、配料浇注：将石膏由自动计量系统计量后经管道输送加入到制浆罐中加水搅拌制成比重为1.42～1.45的石膏粉浆体，再经泵送至石膏计量罐中备用，将铁尾矿砂浆经管道输送到储浆罐中，再经泵送至砂浆计量罐，将储存在细石灰仓中的细石灰和储存在水泥仓中水泥经螺旋输送机送至水泥石灰计量斗中，将铝粉由自动计量系统计量后送入铝粉搅拌机中，然后从水泥石灰计量斗中的细石灰和水泥采用震料搅拌机搅拌4s～5s，然后加入至浇注搅拌机中，与来自对应储浆罐、计量罐中的铁尾矿砂浆、石膏粉浆体及来自铝粉搅拌机中的铝粉在浇注搅拌机中搅拌40s，经40℃～45℃加温搅拌6min制成加气混凝土板材的料浆；
步骤三、制作钢筋网笼：将钢筋依次经调直、剪切、焊接、采用钢筋防锈剂进行除锈涂层处理，然后加工制成钢筋网笼；
步骤四、插钎和静停初养：将步骤二中制成的加气混凝土板材的料浆固定浇注在长度×宽度×高度为6m×1.2m×0.6m的模具中，然后采用模具车移动至插钎机下方并自动定位，采用插钎机将步骤三中制成的钢筋网笼插入并采用钢钎固定在模具中，并采用摆渡车转移至静停室在50℃以上进行静停初养2.5h，使坯体内水化反应充分，恰当发泡，稳定硬化达到切割强度得到坯体；
步骤五、拔钎和切割：将步骤四中得到的坯体移动至拔钎工段自动定位后，采用拔钎机将坯体中固定钢筋网笼的钢钎均匀稳定拔出，并送回至鞍架循环机出继续循环利用，然后移动至切割工段，采用空翻式切割机结合纵横钢丝对拔出钢筋后的坯体进行切割，得到目的尺寸的坯体；所述切割的偏差尺寸为1.5mm以内；
步骤六、对步骤五中得到的目的尺寸的坯体顶入蒸养釜进行蒸压养护，经分垛吊机运出，采用掰板机将粘连部分掰板至全部分开后，经过并坯机并坯得到加气混凝土板材，经链条输送机送至自动打包机处打包，再用叉车运输到产品库中将成品堆场储存；所述蒸压养护的制度为：进釜和出釜时间共计0.5h，然后抽真空0.5h至真空度为-0.06MPa，在1.5h内升压至1.3MPa并在1.3MPa进行蒸汽恒温养护8h，再在1.5h内降压至0MPa，每个蒸压养护的周期为12h，每天循环2次，蒸汽恒温养护时蒸汽的温度为195℃，且将蒸压养护的余压蒸汽通过蒸汽回收装置回收并再利用于步骤四中的静停初养，产生的冷凝水用于加气混凝土板材的料浆制备。
本实施例将步骤五中对坯体切割得到的散落浆料回收作为制备原料参与配料浇注。
本实施例制备的加气混凝土板材的长度为1800mm～6000mm(模数300)，宽度600mm，厚度为75mm，100mm，125mm，150mm，175mm，200mm，250mm，300mm，长度比不超过25。
经检测，本实施例制备的加气混凝土板材的尺寸偏差(单位：mm)为：长度L：±4mm；宽度B：0～-4mm；厚度D：-3mm～1mm；侧向弯曲：≤L/1000；对角线差：≤L/600；表面平整：≤3mm。
经检测，本实施例制备的加气混凝土板材的抗压强度为A3.5，常用承载力允许值为3500(单位：N/m2)，而建筑行业常用承载力允许值如下表1所示。
表1
品种 常用承载力允许值(单位：N/m<sup>2</sup>)
屋面板 1800、2000、2200、2600、2900、3200、3500
外墙板 1200、1400、1600、1800、2000、2200、2600、2900、3200、3500
从表1可知，本实施例制备的加气混凝土板材的常用承载力允许值满足了屋面板、外墙板等多品种的使用要求，具有广阔的应用前景。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处为：加气混凝土板材的制备原料包括以下组分：铁尾矿砂65.98％，水泥20％，细石灰8.46％，石膏5％，铝粉膏0.56％。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处为：加气混凝土板材的制备原料包括以下组分：铁尾矿砂75.02％，水泥15％，细石灰7％，石膏2.42％，铝粉膏0.56％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，该加气混凝土板材的制备原料包括以下组分：铁尾矿砂66％～75％，水泥15％～20％，细石灰7％～11％、石膏2％～5％，铝粉膏0.56％，所述铁尾矿砂中SiO2的质量含量为62％～67％，且制备原料铁尾矿砂、水泥、细石灰、石膏、铝粉膏与水组成的加气混凝土板材的料浆中料水比为0.54:1；
该方法包括以下步骤：
步骤一、制作铁尾矿砂浆：将铁尾矿砂排过0.88方高频振动筛的含水筛下料通过泵由管路输送至料浆池，然后调整成比重为1.42～1.45的铁尾矿砂浆，并将多余的水返回至选矿厂的缓冲池回收利用；所述含水筛下料的质量含水率为54％；
步骤二、配料浇注：采用自动计量系统，分别将细石灰、水泥、步骤一中得到的铁尾矿砂浆、石膏、铝粉膏称重计量后加入搅拌机内，经搅拌制成加气混凝土板材的料浆；
步骤三、制作钢筋网笼：将钢筋依次经调直、剪切、焊接、除锈防腐处理，然后加工制成钢筋网笼；
步骤四、插钎和静停初养：将步骤二中制成的加气混凝土板材的料浆固定浇注在模具中，然后将步骤三中制成的钢筋网笼插入并采用钢钎固定在模具中，并转移至静停室进行静停初养，得到坯体；
步骤五、拔钎和切割：将步骤四中得到的坯体定位，采用拔钎机将坯体中固定钢筋网笼的钢钎均匀稳定拔出，放置于固定地方循环利用，再用切割机对拔出钢钎后的坯体进行切割，得到目的尺寸的坯体；
步骤六、对步骤五中得到的目的尺寸的坯体顶入蒸养釜进行蒸压养护，经掰板得到加气混凝土板材，打包并运输到产品库储存。
2.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，所述铁尾矿砂中K2O和Na2O的总质量含量不超过2.72％，SO3的质量含量为0.04％，满足《硅酸盐建筑制品用砂》质量要求。
3.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌的过程为：先将细石灰和水泥采用震料搅拌机搅拌4s～5s，然后加入搅拌机与铁尾矿砂浆、石膏、铝粉膏搅拌40s。
4.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤四中所述静停初养的温度为50℃以上，时间不超过2.5h。
5.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤五中所述切割的偏差尺寸为1.5mm以内。
6.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，将步骤五中对坯体切割得到的散落浆料回收作为制备原料参与配料浇注。
7.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤六中所述蒸压养护的制度为：进釜和出釜时间共计0.5h，然后抽真空0.5h至真空度为-0.06MPa，在1.5h内升压至1.3MPa并在1.3MPa进行蒸汽恒温养护8h，再在1.5h内降压至0MPa，每个蒸压养护的周期为12h，每天循环2次，蒸汽恒温养护时蒸汽的温度为195℃。
8.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿制备加气混凝土板材的方法，其特征在于，步骤六中所述蒸压养护的余压蒸汽通过蒸汽回收装置回收并再利用于步骤四中的静停初养，产生的冷凝水用于加气混凝土板材的料浆制备。
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