以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚及其制備方法，該燒結(jié)磚是由褐煤提鍺尾渣、高嶺土、粉煤灰、水為原料制備而成；通過將褐煤提鍺尾渣磨細(xì)后加入高嶺土、粉煤灰和水?dāng)嚢杈鶆?，擠壓成型并切制成磚坯，并將所得磚坯置于恒溫干燥箱中干燥，得到干燥好的坯體；再將干燥好的坯體置于馬弗爐中預(yù)熱并焙燒，自然冷卻，制得燒結(jié)磚；本發(fā)明工藝簡單、尾渣利用率較高、產(chǎn)品性能好。
【專利說明】以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)磚及其制備方法，特別是一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚及其制備方法，屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展，建筑用磚，特別是燒結(jié)磚，以其良好的抗壓強(qiáng)度和較低的吸水率，成為用量最大的建筑材料，我國每年要消耗約7500億塊燒結(jié)磚。在國內(nèi)外研究中，主要用粘土或粉煤灰為原料制備燒結(jié)磚(張開元，粉煤灰燒結(jié)磚及其制備方法[P]CN101607815，2009)，而粘土的過度開采會毀壞農(nóng)田，因此政府規(guī)定禁止生產(chǎn)和使用粘土實(shí)心燒結(jié)磚。粉煤灰作為近年來新型建筑材料價格逐年上漲。因此，以各種固體廢棄物為原料生產(chǎn)燒結(jié)磚，成為我們必須研究的一項(xiàng)重要課題。目前，雖有一些研究是利用固體廢棄物為原料制備燒結(jié)磚，但尾礦的摻量較少，成本較高(陳文光，建筑垃圾燒結(jié)磚及其生產(chǎn)方法[P]CN101666129，2010)，并且當(dāng)前以褐煤提鍺尾渣為主要原料制備燒結(jié)磚的研究未見報道.本研究以褐煤提鍺尾渣為主要原料，制備燒結(jié)磚，以實(shí)現(xiàn)二次資源的綜合利用。
[0003]在提鍺的過程中，先將褐煤焙燒，再采用大量的含酸溶液處理含鍺煙塵，將其中的四價鍺轉(zhuǎn)移到溶液中，過濾洗滌后，濾渣經(jīng)堿石灰中和后即為褐煤提鍺尾渣。目前褐煤提鍺尾渣主要采取堆放處理，容易造成占地、污染環(huán)境等問題，同時也造成很大的安全隱患。因此，如何利用褐煤提鍺尾渣已經(jīng)引起科研人員的關(guān)注，目前的研究主要是制備建材方面。如:利用褐煤提鍺尾渣制備燒結(jié)陶粒及免燒陶粒，而以褐煤提鍺尾渣為原料制備燒結(jié)磚的研究未見報到。本研究采用褐煤提鍺尾渣為基質(zhì)制備燒結(jié)磚，以實(shí)現(xiàn)二次資源回收利用和環(huán)保的目的。本發(fā)明工藝簡單、尾渣利用率高、產(chǎn)品性能好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服已有的技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單，產(chǎn)品性能好的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚，該燒結(jié)磚的組成物及其重量百分比為褐煤提鍺尾渣65wt%~80wt%、高嶺土 5%wt~10wt%、粉煤灰 5%wt~13wt%、水 10wt%~12wt%。
[0005]本發(fā)明另一目的是提供以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚的制備方法，具體制備步驟是:
(O原料的預(yù)處理:將褐煤提鍺尾渣和高嶺土分別烘干至含水率小于或等于5wt%，然后分別破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)攪拌混合:將褐煤提鍺尾渣、高嶺土及粉煤灰混合攪拌5min后加入水，再次攪拌5~10min,混合均勻,得到混合料；
(3)成型:將混合料用真空擠磚機(jī)壓成條狀，得到擠壓成條的坯料，將所得坯料用垂直切條機(jī)制成磚坯(擠壓的壓力為3~5Mpa，真空度為0.06~0.08Mpa)；
(4)磚坯干燥:將成 型的磚坯置于恒溫干燥箱中，在90~100°C下干燥6~10h，得到干燥好的坯體；(5)預(yù)熱燒結(jié):將干燥好的坯體放入爐內(nèi)，從室溫開始以8°C/min的升溫速率，先升至500°C保溫20min后，繼續(xù)以8°C /min的升溫速率，升至1000°C~1080°C，保溫30~50min ；
(6)冷卻: 自然冷卻到室溫，即得到以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚。
[0006]本發(fā)明中所述褐煤提鍺尾渣是指將含鍺褐煤篩分、制煤球后加入鏈條爐冶煉，對爐內(nèi)產(chǎn)生的含鍺煙塵采用旋風(fēng)收煙器、布袋收塵器進(jìn)行收集，然后采用8~9mol/L鹽酸溶液對含鍺煙塵加溫浸出，加熱溫度為是8(T90°C，浸出時間4h-8h，鍺以四氯化鍺的形式轉(zhuǎn)移到浸出溶液中，將溶液過濾，濾渣水洗滌后經(jīng)堿石灰中和至中性即得到褐煤提鍺尾渣；制得的褐煤提鍺尾渣粒度較粗，粒徑大于3mm的尾渣>80%，需經(jīng)過粉磨才能成球；其塑性指數(shù)為12%~14%，可塑性中等；含鍺褐煤的冶煉采用常規(guī)方法進(jìn)行，如參照申請?zhí)?3121175.1中方法實(shí)施。
[0007]本發(fā)明中所述高嶺土為市售產(chǎn)品(廣東茂名)，其中SiO2含量為309T55wt%，Al2O3含量為10%wt-20wt%。所述粉煤灰來自武漢某電廠，為符合國家級灰規(guī)定的粉煤灰。
[0008]本發(fā)明中所述燒結(jié)磚的尺寸為240mmX 115mmX90mm。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果如下:
1、以褐煤提鍺尾渣為原料制備燒結(jié)磚，為該類廢料提供了合理的利用途徑，解決了尾礦堆存過程所造成的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問題；
2、該類尾礦的高效利用實(shí)現(xiàn)了資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，促進(jìn)礦山的綠色生產(chǎn)，同時降低建筑用磚的成本；
3、褐煤提鍺尾渣中硅鋁比例合適，在制備過程中只需要添加少量的添加劑，就能達(dá)到制磚要求，制備得到性能優(yōu)異的燒結(jié)磚，同時減低生產(chǎn)成本；
4、該原料中含有少量具有抗癌、抗病毒作用的鍺，因此該尾渣所制備的燒結(jié)磚較一般的燒結(jié)磚，對人體的幅射更小，有一定的保健作用，更環(huán)保安全；
5、本發(fā)明具有環(huán)境友好，工藝簡單，產(chǎn)品性能好的優(yōu)點(diǎn)，開拓了褐煤提鍺尾渣綜合利用的新途徑，其產(chǎn)品性能均能達(dá)到GB/T5101-2003要求。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，本實(shí)施例中所用試劑如無特殊說明，均為常規(guī)市售試劑；
實(shí)施例中所述褐煤提鍺尾渣均來自云南某選礦公司，其是由含鍺褐煤篩分、制煤球后加入鏈條爐冶煉，對爐內(nèi)產(chǎn)生的含鍺煙塵采用旋風(fēng)收煙器、布袋收塵器進(jìn)行收集，然后采用8~9mol/L鹽酸溶液對含鍺煙塵加溫浸出，加熱溫度為是8(T90°C，浸出時間4h_8h，鍺以四氯化鍺的形式轉(zhuǎn)移到浸出溶液中，將溶液過濾，濾渣洗滌后經(jīng)堿石灰中和至中性即得到褐煤提鍺尾渣。
[0011]實(shí)施例1:本以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚組成物及其重量百分比為:褐煤提鍺尾渣65wt%、高嶺土 10wt%、粉煤灰13wt%、水12wt%。
[0012]以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚具體制備步驟是:
(O原料的預(yù)處理:將褐煤提鍺尾渣和高嶺土分別烘干至含水率為5wt%，然后分別破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)攪拌混合:將褐煤提鍺尾渣、高嶺土及粉煤灰混合攪拌5min后加入水，再次攪拌IOmin,混合均勻,得到混合料；
(3)成型:將混合料用真空擠磚機(jī)壓成條狀，得到擠壓成條的坯料，將所得坯料用垂直切條機(jī)制成磚坯(擠壓的壓力為5Mpa，真空度為0.08Mpa)；
(4)磚坯干燥:將成型的磚坯置于恒溫干燥箱中，在100°C下干燥10h，得到干燥好的坯
體；
(5)預(yù)熱燒結(jié):將干燥好的坯體放入爐內(nèi)，從室溫開始以8°C/min的升溫速率，先升至500°C保溫20min后，繼續(xù)以8°C /min的升溫速率，升至1000°C，保溫50min ；
(6)冷卻:自然冷卻到室溫，即得到以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚。
[0013]本實(shí)施例所制備的磚外形美觀，有良好的抗壓性，吸水率為16.02%，抗壓強(qiáng)度為23MPa，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到GB/T5101-2003要求。
[0014]實(shí)施例2:本以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚組成物及其重量百分比為:褐煤提鍺尾禮:80wt%、高嶺土 5wt%、粉煤灰5wt%、水10wt%。
[0015]以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚具體制備步驟是:
(O原料的 預(yù)處理:將褐煤提鍺尾渣和高嶺土分別烘干至含水率為3wt%，然后分別破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)攪拌混合:將褐煤提鍺尾渣、高嶺土及粉煤灰混合攪拌5min后加入水，再次攪拌8min,混合均勻,得到混合料；
(3)成型:將混合料用真空擠磚機(jī)壓成條狀，得到擠壓成條的坯料，將所得坯料用垂直切條機(jī)制成磚坯(擠壓的壓力為4Mpa，真空度為0.07Mpa)；
(4)磚坯干燥:將成型的磚坯置于恒溫干燥箱中，在100°C下干燥8h，得到干燥好的坯
體；
(5)預(yù)熱燒結(jié):將干燥好的坯體放入爐內(nèi)，從室溫開始以8°C/min的升溫速率，先升至500°C保溫20min后，繼續(xù)以8°C /min的升溫速率，升至1050°C，保溫40min ；
(6)冷卻:自然冷卻到室溫，即得到以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚。
[0016]本實(shí)施例所制備的磚外形美觀，有良好的抗壓性，吸水率為16.52%，抗壓強(qiáng)度為21MPa，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到GB/T5101-2003要求。
[0017]實(shí)施例3:本以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚組成物及其重量百分比為:褐煤提鍺尾渣70wt%、高嶺土 10wt%、粉煤灰10wt%、水10wt%。
[0018]以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚具體制備步驟是:
(O原料的預(yù)處理:將褐煤提鍺尾渣和高嶺土分別烘干至含水率為4wt%，然后分別破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)攪拌混合:將褐煤提鍺尾渣、高嶺土及粉煤灰混合攪拌5min后加入水，再次攪拌5~10min,混合均勻,得到混合料；
(3)成型:將混合料用真空擠磚機(jī)壓成條狀，得到擠壓成條的坯料，將所得坯料用垂直切條機(jī)制成磚坯(擠壓的壓力為3Mpa，真空度為0.06Mpa)；
(4)磚坯干燥:將成型的磚坯置于恒溫干燥箱中，在90°C下干燥6h，得到干燥好的坯
體；
(5)預(yù)熱燒結(jié):將干燥好的坯體放入爐內(nèi)，從室溫開始以8°C/min的升溫速率，先升至500°C保溫20min后，繼續(xù)以8°C /min的升溫速率，升至1080°C，保溫30min ；(6)冷卻:自然冷卻到室溫，即得到以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚。
[0019]本實(shí)施例所制備的磚外形美觀，有良好的抗壓性，吸水率為16.34%，抗壓強(qiáng)度為22MPa ，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到GB/T5101-2003要求。
【權(quán)利要求】
1.一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚，其特征在于該燒結(jié)磚組成物及其重量百分比如下:褐煤提鍺尾禮:65wt%~80wt%、高嶺土 5%wt~10wt%、粉煤灰5%wt~13wt%、水10wt%~12wt%。
2.權(quán)利要求1所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O原料的預(yù)處理:將褐煤提鍺尾渣和高嶺土分別烘干至含水率小于或等于5wt%，然后分別破碎至粒度小于3mm的原料>80% ； (2)攪拌混合:將褐煤提鍺尾渣、高嶺土及粉煤灰混合攪拌5min后加入水，再次攪拌.5~10min,混合均勻,得到混合料； (3)成型:將混合料用真空擠磚機(jī)壓成條狀，得到擠壓成條的坯料，將所得坯料制成磚坯； (4)磚坯干燥:將成型的磚坯置于90~100°C下干燥6~10h，得到干燥好的坯體； (5)預(yù)熱燒結(jié):將干燥好的坯體放入爐內(nèi)，從室溫開始以8°C/min的升溫速率，先升至.500°C保溫20min后，繼續(xù)以8°C /min的升溫速率，升至1000°C~1080°C，保溫30~50min ； (6)冷卻:自然冷卻到室溫，即得到以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的燒結(jié)磚的制備方法，其特征在于:步驟(3)所用的真空擠磚機(jī)進(jìn)行擠壓的壓力為3~5Mpa，真空度為0.06~0.08Mpa。
【文檔編號】C04B18/12GK103964812SQ201410181076
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】陳佳, 那金華, 李文華, 才曉玲, 趙麗霞, 譚丹英 申請人:臨滄師范高等?？茖W(xué)校