CN118290091A - 一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法 - Google Patents
一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118290091A CN118290091A CN202410389302.6A CN202410389302A CN118290091A CN 118290091 A CN118290091 A CN 118290091A CN 202410389302 A CN202410389302 A CN 202410389302A CN 118290091 A CN118290091 A CN 118290091A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- strength
- tailing
- granularity
- artificial stone
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 138
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 23
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 9
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 7
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 4
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 4
- IQYKECCCHDLEPX-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;magnesium Chemical compound [Mg].ClOCl IQYKECCCHDLEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 131
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 abstract description 6
- 235000019580 granularity Nutrition 0.000 description 44
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 36
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 7
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 7
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 6
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- RHDUVDHGVHBHCL-UHFFFAOYSA-N niobium tantalum Chemical compound [Nb].[Ta] RHDUVDHGVHBHCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005007 epoxy-phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 235000019587 texture Nutrition 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本申请适用于材料技术领域，提供了一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法，其中，所述高强骨料包括以下重量份数的原料：粒度1.18mm‑2.36mm的高强尾矿砂粒20‑30份、粒度0.6mm‑1.18mm的高强尾矿砂粒10‑20份、粒度40‑70目的尾矿砂25‑30份以及粒度500‑800目的尾矿粉15‑27份；其中，所述高强尾矿砂粒是以质量比为(20‑50):(50‑80)的水泥和粒度500‑800目的尾矿粉为原料制备而成。本申请所得高强骨料性能优越，强度高、硬度大，能有效替代石英砂骨料，降低人造石骨料成本并提高人造石板材的性能。
Description
技术领域
本申请属于材料技术领域，尤其涉及一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法。
背景技术
随着矿产资源的不断开采，原矿品位逐渐降低，在开采及选矿过程中将会产生更多的尾矿砂，而大量尾矿砂未能有效地实现利用，在造成资源浪费的同时，也会逐渐增加尾砂坝的堆放处置压力。
人造石材较天然石材，具有色泽鲜艳，光洁度高，色泽均匀，抗压耐磨，韧性好，结构密实，坚固耐用，比重轻，不吸水，耐腐蚀，耐候，色差小，不褪色的特点。人造石材能还原天然石材肌理和超越天然石材性能，既避免天然石材对人类健康造成的危害又降低了建筑成本，同时达到近似石材纹络和花斑的自然效果，可广泛应用于室内的地面、台面和内墙以及道路、广场等的铺设，正逐渐取代天然石材的市场。全国大部分矿山经开采后的尾矿砂有望成为人造石的可靠原料，若能在人造石制备工艺上尽可能提高尾矿砂的利用率将能够实现尾矿砂“吃干榨尽”式利用，实现尾矿砂资源的高值化利用，有利于保护环境并实现可持续发展。
现有技术中有涉及高岭土脱泥尾砂制备人造石英石的方法，该方法掺杂天然河沙和二氧化硅粉末为骨料和填料，无法实现尾砂在人造石中的全利用；或者通过制备基层和面层的方法进行复合人造石的制备，工艺相对复杂；或者通过在人造石板材中掺杂纳米氢氧化镁晶须和改性聚丙烯纤维来提升人造石板材的强度，此种方法工艺复杂，不利于产业化。
由此可见，现有的人造石制备技术难以达到高性价比与高强度的平衡。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种高强骨料，旨在解决现有的人造石制备技术难以达到高性价比与高强度的平衡的问题。
本申请实施例是这样实现的，一种高强骨料，包括以下重量份数的原料：
粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒20-30份、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒10-20份、粒度40-70目的尾矿砂25-30份以及粒度500-800目的尾矿粉15-27份；
其中，所述高强尾矿砂粒是以质量比为(20-50):(50-80)的水泥和粒度500-800目的尾矿粉为原料制备而成。
进一步，所述高强尾矿砂粒的制备方法为：
将水泥和粒度500-800目的尾矿粉混合充分后进行造粒处理，并在造粒过程中向混合料中加入水，保证水灰比为0.18-0.25，制备得到粒度1mm-5mm的尾矿球；
将所述尾矿球置于温度为80℃-95℃的条件下蒸养6h-12h，蒸养结束后，自然冷却并风干12h-48h，得到高强尾矿砂球；
对所述高强尾矿砂球进行破碎处理，得到粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
本申请实施例还提供了一种无机有机人造石材，所述无机有机人造石材包括如上所述的高强骨料。
本申请实施例还提供了一种无机有机人造石材的制备方法，包括：
将粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒、粒度40-70目的尾矿砂、粒度500-800目的尾矿粉、有机粘结剂以及固化剂、偶联剂进行充分混合，得到拌合料；
将所述拌合料填充至模具后，抽真空并置于压力机中，设置压力为20-30MPa，保压时间为120s-180s，得到人造石胚；
将所述人造石胚置于温度为80℃-90℃的条件下进行养护12h-48h，得到无机有机人造石材。
本申请实施例提供的一种高强骨料，以水泥为粘结剂，利用尾矿砂造粒、养护制备得到高强尾矿砂球，再将高强尾矿砂球破碎形成高强尾矿砂粒，最后与细尾矿砂和尾矿粉形成级配而得，本申请所得高强骨料性能优越，强度高、硬度大，能有效替代石英砂骨料，降低人造石骨料成本并提高人造石板材的性能；另外，本申请所制备的高强尾矿粒粒度能够灵活调整，满足与不同粒度细尾矿砂和尾矿粉的级配，达到高强骨料高度紧密堆积，减少人造石板材缺陷；此外，高强骨料代替石英砂能够保证人造石板材性能的前提下实现尾矿砂在人造石板材的全利用，为矿山企业尾砂治理提供新思路。
本申请实施例提供的无机有机人造石材，通过将特制的高强骨料与有机粘接剂复配，采用树脂型人造石压板法制备方式，一体成型制备无机-有机复合型人造石材，工艺简单、高效，有利于批量化生产。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的高强尾矿砂球的形貌图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供了一种高强骨料，包括以下重量份数的原料：
粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒20-30份、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒10-20份、粒度40-70目的尾矿砂25-30份以及粒度500-800目的尾矿粉15-27份；
其中，所述高强尾矿砂粒是以质量比为(20-50):(50-80)的水泥和粒度500-800目的尾矿粉为原料制备而成。
其中，所述高强尾矿砂粒的制备方法为：
将水泥和粒度500-800目的尾矿粉混合充分后进行造粒处理，并在造粒过程中向混合料中加入水，保证水灰比为0.18-0.25，制备得到粒度1mm-5mm的尾矿球；
将所述尾矿球置于温度为80℃-95℃的条件下蒸养6h-12h，蒸养结束后，自然冷却并风干12h-48h，得到高强尾矿砂球；
可选地，对所述高强尾矿砂球进行破碎处理，得到粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
所述粒度500-800目的尾矿粉是通过将粒度6-30目的尾矿砂进行球磨处理20min-50min而得。
可选地，骨料的配料：所需原料为水泥(包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥中的一种或几种)和尾矿粉(500-800目)。将尾矿砂进行球磨20min-50min破碎制备尾矿粉，保证尾矿粉粒度500-800目，尾矿砂可选用6-30目；随后将水泥与尾矿粉按下述质量百分比用量进行配比：水泥：20-50份；尾矿粉：50-80份，形成混合料。造粒：将混合料通过造粒机进行造粒，造粒过程中向混合料中滴入自来水，保证水灰比为0.18-0.25，制备得到1mm-5mm的未养护的尾矿球。养护和干燥：将尾矿球置于80℃-95℃蒸养箱养护6h-12h，蒸养结束后，置于通风处自然冷却并风干12h-48h，保证尾矿球强度；最后进行烘干即可得到高强尾矿砂球。破碎：将高强尾矿砂球进行破碎，制备粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
本申请实施例还提供了一种无机有机人造石材，所述无机有机人造石材包括如上所述的高强骨料。
可选地，所述无机有机人造石材包括以下重量份数的原料：
粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒20-30份、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒10-20份、粒度40-70目的尾矿砂25-30份、粒度500-800目的尾矿粉15-27份、有机粘结剂9-11份以及固化剂、偶联剂；其中，所述固化剂、偶联剂的用量均为有机粘结剂用量的2％-3％。
可选地，所述有机粘结剂包括不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。
可选地，所述偶联剂选用硅烷偶联剂(包括KH550、KH560、KH570等)。
本申请实施例还提供了一种如上所述的无机有机人造石材(复合人造石板)的制备方法，包括：
将粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒、粒度40-70目的尾矿砂、粒度500-800目的尾矿粉、有机粘结剂以及固化剂、偶联剂进行充分混合，得到拌合料；
将所述拌合料填充至模具后，抽真空并置于压力机中，设置压力为20-30MPa，保压时间为120s-180s，得到人造石胚；
将所述人造石胚置于温度为80℃-90℃的条件下进行养护12h-48h，得到无机有机人造石材。
下面将结合具体实施例，对本申请的高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法的实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
另外，需要说明的是，以下实施例中所给出的数值是尽可能精确，但是本领域技术人员理解由于不可能避免的测量误差和实验操作问题，每一个数字都应该被理解为约数，而不是绝对准确的数值。
实施例1：本申请中尾矿砂制备复合人造石板包括以下步骤：
a.骨料的配料：选用PW 52.5白色硅酸盐水泥为无机粘结剂。将16-30目尾矿砂进行球磨20min制备尾矿粉，保证尾矿粉粒度500-600目；随后将水泥与尾矿粉按下述质量百分比用量进行配比：水泥：30份；尾矿粉：70份。形成混合料。
b.造粒：将混合料通过造粒机进行造粒，造粒过程中向混合料中滴入自来水，保证水灰比为0.19。制备得到1mm-5mm的未养护的尾矿球。
c.养护和干燥：将尾矿球置于85℃蒸养箱养护7h，蒸养结束后，置于通风处自然冷却并风干48h，保证尾矿球强度；最后进行烘干即可得到高强尾矿砂球。
d.破碎：将高强尾矿砂球进行破碎，制备粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
e.配料。将高强尾矿砂粒、尾矿砂、尾矿粉、树脂按下述质量用量进行配比：高强尾矿砂粒(1.18mm-2.36mm)：30份；高强尾矿砂粒(0.6mm-1.18mm)：12份；尾矿砂(40-70目)：28份；尾矿粉(500-600目)：20份；不饱和聚酯树脂：10份；固化剂采用过氧化甲乙酮，偶联剂采用硅烷偶联剂KH570，固化剂和偶联剂均采用不饱和聚酯树脂用量的2.5％。
f.混料。按步骤e中所述的成分进行配料后，将各物料置于搅拌机中进行搅拌7min，充分混合形成复合人造石板所需的拌合料。
g.布料。将拌合料填充至模具中，使填充厚度相对均匀，保证制备出的复合人造石板密度均匀。
h.成型。将布料完的模具进行振动并抽真空，随后置于压力机中，设置压力为20MPa，保压时间为120s，最终制备得到复合人造石板胚。
i.养护并测试。将得到的人造石胚放于85℃干燥箱中进行养护18h，最终得到无机-有机复合型人造石板。复合人造石板体积密度2.45g/cm3，抗弯强度达到42MPa，抗压强度158MPa，吸水率0.24％，莫氏硬度5。图1为实施例1所制备得到的高强尾矿砂球的形貌图。
实施例2：本申请中尾矿砂制备复合人造石板包括以下步骤：
a.骨料的配料：选用PW 52.5白色硅酸盐水泥为无机粘结剂。将6-16目尾矿砂进行球磨30min制备尾矿粉，保证尾矿粉粒度700-800目；随后将水泥与尾矿粉按下述质量百分比用量进行配比：水泥：40份；尾矿粉：60份。形成混合料。
b.造粒：将混合料通过造粒机进行造粒，造粒过程中向混合料中滴入自来水，保证水灰比为0.25。制备得到1mm-5mm的未养护的尾矿球。
c.养护和干燥：将尾矿球置于90℃蒸养箱养护8h，蒸养结束后，置于通风处自然冷却并风干48h，保证尾矿球强度；最后进行烘干即可得到高强尾矿砂球。
d.破碎：将高强尾矿砂球进行破碎，制备粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
e.配料。将高强尾矿砂粒、尾矿砂、尾矿粉、树脂按下述质量百分比用量进行配比：高强尾矿砂粒(1.18mm-2.36mm)：25份；高强尾矿砂粒(0.6mm-1.18mm)：20份；尾矿砂(40-70目)：30份；尾矿粉(700-800目)：16份；不饱和聚酯树脂：9份；固化剂采用过氧化甲乙酮，偶联剂采用硅烷偶联剂KH550，固化剂和偶联剂均采用不饱和聚酯树脂用量的2％。
f.混料。按步骤e中所述的成分进行配料后，将各物料置于搅拌机中进行搅拌10min，充分混合形成复合人造石板所需的拌合料。
g.布料。将拌合料填充至模具中，使填充厚度相对均匀，保证制备出的复合人造石板密度均匀。
h.成型。将布料完的模具进行振动并抽真空，随后置于压力机中，设置压力为25MPa，保压时间为180s，最终制备得到复合人造石板胚。
i.养护并测试。将得到的人造石胚放于80℃干燥箱中进行养护12h，最终得到无机-有机复合型人造石板。复合人造石板体积密度2.42g/cm3，抗弯强度达到39.2MPa，抗压强度153MPa，吸水率0.33％，莫氏硬度5。
实施例3：本申请中尾矿砂制备复合人造石板包括以下步骤：
a.骨料的配料：选用铝酸盐水泥(CA-50)为无机粘结剂。将16-30目尾矿砂进行球磨20min制备尾矿粉，保证尾矿粉粒度500-600目；随后将水泥与尾矿粉按下述质量百分比用量进行配比：水泥：20份；尾矿粉：80份。形成混合料。
b.造粒：将混合料通过造粒机进行造粒，造粒过程中向混合料中滴入自来水，保证水灰比为0.22。制备得到1mm-5mm的未养护的尾矿球。
c.养护和干燥：将尾矿球置于95℃蒸养箱养护8h，蒸养结束后，置于通风处自然冷却并风干36h，保证尾矿球强度；最后进行烘干即可得到高强尾矿砂球。
d.破碎：将高强尾矿砂球进行破碎，制备粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
e.配料。将高强尾矿砂粒、尾矿砂、尾矿粉、树脂按下述质量百分比用量进行配比：高强尾矿砂粒(1.18mm-2.36mm)：20份；高强尾矿砂粒(0.6mm-1.18mm)：20份；尾矿砂(40-70目)：30份；尾矿粉(700-800目)：19份；环氧树脂：9份；固化剂采用多元胺，偶联剂采用硅烷偶联剂KH560，固化剂和偶联剂均采用环氧树脂用量的2％。
f.混料。按步骤e中所述的成分进行配料后，将各物料置于搅拌机中进行搅拌5min，充分混合形成复合人造石板所需的拌合料。
g.布料。将拌合料填充至模具中，使填充厚度相对均匀，保证制备出的复合人造石板密度均匀。
h.成型。将布料完的模具进行振动并抽真空，随后置于压力机中，设置压力为30MPa，保压时间为180s，最终制备得到复合人造石板胚。
i.养护并测试。将得到的人造石胚放于90℃干燥箱中进行养护24h，最终得到无机-有机复合型人造石板。复合人造石板体积密度2.38g/cm3，抗弯强度达到37.8MPa，抗压强度149MPa，吸水率0.14％，莫氏硬度4。
实施例4：本申请中尾矿砂制备复合人造石板包括以下步骤：
a.骨料的配料：选用氯氧镁水泥为无机粘结剂。将6-16尾矿砂进行球磨40min制备尾矿粉，保证尾矿粉粒度500-600目；随后将水泥与尾矿粉按下述质量百分比用量进行配比：水泥：30份；尾矿粉：70份。形成混合料。
b.造粒：将混合料通过造粒机进行造粒，造粒过程中向混合料中滴入自来水，保证水灰比为0.20。制备得到1mm-5mm的未养护的尾矿球。
c.养护和干燥：将尾矿球置于80℃蒸养箱养护12h，蒸养结束后，置于通风处自然冷却并风干36h，保证尾矿球强度；最后进行烘干即可得到高强尾矿砂球。
d.破碎：将高强尾矿砂球进行破碎，制备粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
e.配料。将高强尾矿砂粒、尾矿砂、尾矿粉、树脂按下述质量百分比用量进行配比：高强尾矿砂粒(1.18mm-2.36mm)：30份；高强尾矿砂粒(0.6mm-1.18mm)：10份；尾矿砂(40-70目)：20份；尾矿粉(500-600目)：27份；不饱和聚酯树脂：11份；固化剂采用过氧化甲乙酮，偶联剂采用硅烷偶联剂KH570，固化剂和偶联剂均采用环氧树脂用量的2％。
f.混料。按步骤e中所述的成分进行配料后，将各物料置于搅拌机中进行搅拌8min，充分混合形成复合人造石板所需的拌合料。
g.布料。将拌合料填充至模具中，使填充厚度相对均匀，保证制备出的复合人造石板密度均匀。
h.成型。将布料完的模具进行振动并抽真空，随后置于压力机中，设置压力为30MPa，保压时间为180s，最终制备得到复合人造石板胚。
i.养护并测试。将得到的人造石胚放于80℃干燥箱中进行养护48h，最终得到无机-有机复合型人造石板。复合人造石板体积密度2.4g/cm3，抗弯强度达到39.8MPa，抗压强度155MPa，吸水率0.12％，莫氏硬度5。
实施例5：本申请中尾矿砂制备复合人造石板包括以下步骤：
a.骨料的配料：选用PW 52.5白色硅酸盐水泥为无机粘结剂。将6-16目尾矿砂进行球磨50min制备尾矿粉，保证尾矿粉粒度600-700目；随后将水泥与尾矿粉按下述质量百分比用量进行配比：水泥：30份；尾矿粉：70份。形成混合料。
b.造粒：将混合料通过造粒机进行造粒，造粒过程中向混合料中滴入自来水，保证水灰比为0.19。制备得到1mm-5mm的未养护的尾矿球。
c.养护和干燥：将尾矿球置于90℃蒸养箱养护12h，蒸养结束后，置于通风处自然冷却并风干48h，保证尾矿球强度；最后进行烘干即可得到高强尾矿砂球。
d.破碎：将高强尾矿砂球进行破碎，制备粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
e.配料。将高强尾矿砂粒、尾矿砂、尾矿粉、树脂按下述质量百分比用量进行配比：高强尾矿砂粒(1.18mm-2.36mm)：20份；高强尾矿砂粒(0.6mm-1.18mm)：20份；尾矿砂(40-70目)：30份；尾矿粉(500-600目)：19份；环氧树脂：9份；固化剂采用多元胺，偶联剂采用硅烷偶联剂KH550，固化剂和偶联剂均采用环氧树脂用量的3％。
f.混料。按步骤e中所述的成分进行配料后，将各物料置于搅拌机中进行搅拌10min，充分混合形成复合人造石板所需的拌合料。
g.布料。将拌合料填充至模具中，使填充厚度相对均匀，保证制备出的复合人造石板密度均匀。
h.成型。将布料完的模具进行振动并抽真空，随后置于压力机中，设置压力为25MPa，保压时间为150s，最终制备得到复合人造石板胚。
i.养护并测试。将得到的人造石胚放于80℃干燥箱中进行养护36h，最终得到无机-有机复合型人造石板。复合人造石板体积密度2.39g/cm3，抗弯强度达到41.2MPa，抗压强度153MPa，吸水率0.16％，莫氏硬度5。
对比例1：本对比例提供了纯尾矿砂为骨料的无机型人造石板，考察原尾矿砂制备的无机人造石板材的性能，具体采用原钽铌尾矿砂进行筛分后，尾矿砂按下述质量百分比用量进行配比：0.15mm以下尾矿砂：30份；0.15-0.3mm尾矿砂：35份；0.3-0.6mm尾矿砂：35份，采用PW52.5硅酸盐水泥为粘结剂，水灰比为0.22，胶料比为3：7，后续混料、布料、成型工艺均参照实施例1的人造石板材制备工艺，养护采取无机人造石板浸没于自来水中，养护28天后得到无机型人造石板。
最终制备得到的无机型人造石板，密度为2.23g/cm3，吸水率为0.28％，莫氏硬度4，抗弯强度21.5MPa，抗压强度110MPa。
对比例2：本对比例提供了纯尾矿砂为骨料的树脂型人造石板，与实例1中高强尾矿砂粒为骨料制备的复合人造石做对比，具体采用原钽铌尾矿砂进行筛分后，尾矿砂按下述质量百分比用量进行配比：0.15mm以下尾矿砂：17份；0.15-0.3mm尾矿砂：56份；0.3-0.6mm尾矿砂：27份，尾矿砂用量与不饱和聚酯树脂用量比为9：1，固化剂采用过氧化甲乙酮，偶联剂采用硅烷偶联剂KH570，固化剂与偶联剂按树脂用量的2.5％，后续混料、布料、成型、养护工艺均参照实施例1的人造石板材制备工艺。
最终制备得到的树脂型人造石板，密度为2.35g/cm3，吸水率为0.12％，莫氏硬度4，抗弯强度28.5MPa，抗压强度126MPa。
对比例3：本对比例采用钽铌尾矿砂充当部分细骨料和填料，与石英砂进行级配制备树脂型人造石板，该对比例对比了尾砂全利用和部分利用制备人造石的区别。具体各物料按下述质量百分比用量进行配比：0.3mm以下尾矿砂：32份；0.3-1.18mm石英砂：18份；1.18-2.36mm石英砂：18份；2.36-4.75mm尾矿砂：23份；不饱和聚酯树脂：9份，固化剂采用过氧化甲乙酮，偶联剂采用硅烷偶联剂KH550，其中固化剂和偶联剂按树脂用量的2％。混料、布料、成型、养护工艺均参照实施例2的人造石板材制备工艺。
最终制备得到的树脂型人造石板，密度为2.4g/cm3，吸水率为0.15％，莫氏硬度5，抗弯强度34.56MPa，抗压强度135MPa。
综上可知，原尾矿砂制备的无机型人造石板和树脂型人造石板性能都不及本申请高强骨料制备的复合人造石板的性能，说明利用水泥为无机粘结剂制备高强尾矿砂粒，再将高强尾矿砂粒与细颗粒尾矿砂和尾矿粉按特定比例形成良好级配制备的复合人造石板的性能得到显著提高。另外，采用高强尾矿砂粒代替石英砂所制备的人造石板材具有更好的性能，表明高强尾矿砂粒在提高人造石板性能上发挥重要作用。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强骨料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒20-30份、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒10-20份、粒度40-70目的尾矿砂25-30份以及粒度500-800目的尾矿粉15-27份；
其中，所述高强尾矿砂粒是以质量比为(20-50):(50-80)的水泥和粒度500-800目的尾矿粉为原料制备而成。
2.根据权利要求1所述的高强骨料，其特征在于，所述高强尾矿砂粒的制备方法为：
将水泥和粒度500-800目的尾矿粉混合充分后进行造粒处理，并在造粒过程中向混合料中加入水，保证水灰比为0.18-0.25，制备得到粒度1mm-5mm的尾矿球；
将所述尾矿球置于温度为80℃-95℃的条件下蒸养6h-12h，蒸养结束后，自然冷却并风干12h-48h，得到高强尾矿砂球；
对所述高强尾矿砂球进行破碎处理，得到粒度0.6-2.36mm的高强尾矿砂粒。
3.根据权利要求1或2所述的高强骨料，其特征在于，所述粒度500-800目的尾矿粉是通过将粒度6-30目的尾矿砂进行球磨处理20min-50min而得。
4.根据权利要求1或2所述的高强骨料，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氯氧镁水泥中的一种或几种。
5.一种无机有机人造石材，其特征在于，所述无机有机人造石材包括权利要求1-4任一所述的高强骨料。
6.根据权利要求5所述的无机有机人造石材，其特征在于，所述无机有机人造石材包括以下重量份数的原料：
粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒20-30份、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒10-20份、粒度40-70目的尾矿砂25-30份、粒度500-800目的尾矿粉15-27份、有机粘结剂9-11份以及固化剂、偶联剂；其中，所述固化剂、偶联剂的用量均为有机粘结剂用量的2％-3％。
7.根据权利要求5所述的无机有机人造石材，其特征在于，所述有机粘结剂包括不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的无机有机人造石材，其特征在于，所述固化剂为过氧化甲乙酮、多元胺中的一种或两种。
9.根据权利要求5所述的无机有机人造石材，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
10.一种权利要求5所述的无机有机人造石材的制备方法，其特征在于，包括：
将粒度1.18mm-2.36mm的高强尾矿砂粒、粒度0.6mm-1.18mm的高强尾矿砂粒、粒度40-70目的尾矿砂、粒度500-800目的尾矿粉、有机粘结剂以及固化剂、偶联剂进行充分混合，得到拌合料；
将所述拌合料填充至模具后，抽真空并置于压力机中，设置压力为20-30MPa，保压时间为120s-180s，得到人造石胚；
将所述人造石胚置于温度为80℃-90℃的条件下进行养护12h-48h，得到无机有机人造石材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410389302.6A CN118290091A (zh) | 2024-04-02 | 2024-04-02 | 一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410389302.6A CN118290091A (zh) | 2024-04-02 | 2024-04-02 | 一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118290091A true CN118290091A (zh) | 2024-07-05 |
Family
ID=91681399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410389302.6A Pending CN118290091A (zh) | 2024-04-02 | 2024-04-02 | 一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118290091A (zh) |
-
2024
- 2024-04-02 CN CN202410389302.6A patent/CN118290091A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114380518B (zh) | 一种拜耳法赤泥-磷石膏免烧胶凝材料及其制备方法 | |
| US10906836B1 (en) | Composite plate and preparation method thereof | |
| WO2021012310A1 (zh) | 一种高韧性无机复合人造石材面板及其制备方法 | |
| CN107640943B (zh) | 一种自装饰再生骨料透水混凝土制品及其制备方法 | |
| CN109851298B (zh) | 电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺 | |
| CN111217566B (zh) | 一种利用二氧化碳制备耐高温混凝土砌块的方法 | |
| CN110845196A (zh) | 高强无机人造石及其制造方法 | |
| CN111170669A (zh) | 一种利用工程弃土制备的人造再生骨料及其制备方法 | |
| CN115321857A (zh) | 一种缓凝型地聚物混凝土及其制备方法 | |
| CN115321903A (zh) | 一种无机人造石板材及其制备方法 | |
| WO2021012308A1 (zh) | 一种有机纤维增韧无机复合人造石材面板及其制备方法 | |
| CN103351112B (zh) | 一种高强度轻质多孔的建筑垃圾复合材料的制备方法 | |
| CN113698154A (zh) | 一种建筑用高抗裂混凝土及其制作方法 | |
| CN113603422A (zh) | 抗裂再生混凝土 | |
| CN1944317A (zh) | 铸造废砂生产彩瓦的配方及其生产方法 | |
| CN108609988B (zh) | 一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法 | |
| CN118290091A (zh) | 一种高强骨料、无机有机人造石材及其制备方法 | |
| CN115259759B (zh) | 一种固废基复合土壤固化剂及其制备方法 | |
| KR101233807B1 (ko) | 시멘트 블록 제조용 조성물 및 이를 이용한 시멘트 블록의 제조방법 | |
| CN115432968A (zh) | 一种基于骨料预处理的再生人造石及其制备方法 | |
| CN116283074A (zh) | 无机人造石板材及其制备方法 | |
| CN111848014B (zh) | 一种绿色高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN115124298A (zh) | 一种利用废弃石粉制备的高强再生骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN112745061A (zh) | 一种利用改性碳酸钙制备的人造石英石板材及其制备方法 | |
| CN108546076B (zh) | 一种优异耐候性及功能性人造石及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |