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一種環(huán)保滲水磚及其制造方法與流程

文檔序號:12704782閱讀:429來源:國知局
本發(fā)明屬于建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域
,具體涉及一種環(huán)保滲水磚。
背景技術(shù)
:陶粒即是陶質(zhì)的顆粒,外觀多數(shù)呈圓形或橢圓形球體或是圓柱體。陶粒的表面附有一層堅硬的外殼,這層外殼是陶質(zhì)或釉質(zhì),用來隔水保氣,并且使陶粒具有較高的強度。陶粒具有筒壓強度高、密度小、吸水率低、軟化系數(shù)高、抗凍性良好等特點。正是由于這些優(yōu)異的性能,使得陶粒被廣泛應用于建筑材料領(lǐng)域、石油化工領(lǐng)域、園藝園林領(lǐng)域等,目前陶粒的應用領(lǐng)域還在繼續(xù)擴大。金屬礦山尾礦是一種含有微量金屬礦物和大量非金屬礦物的二次資源,多具有顆粒細、數(shù)量大、毒性強、殘留有微量金屬礦物和大量非金屬礦物的特點,其主要化學組成是SiO2、Al2O3、Fe2O3,CaO、MgO、K2O、Na2O等,是一種復合礦物原料。以金屬尾礦代替部分粘土,摻入適量增塑劑,完全可以滿足制造陶粒的成分要求。城市污泥產(chǎn)量巨大且污泥成分復雜。若污泥處理處置不當,不僅會對環(huán)境造成二次污染,同時也是對資源的一種浪費。利用城市污水廠污泥燒制陶粒,不僅充分利用了污泥中有機質(zhì)作為陶粒焙燒過程中的發(fā)泡物質(zhì),而且污泥中的無機成分也得到了利用。將污泥經(jīng)“污泥改性+機械脫水”(簡稱干化污泥)后與其它原料復配燒結(jié)制成陶粒,作為一種人造輕質(zhì)粗集料,因質(zhì)輕、高強、保溫等特性備受關(guān)注,是具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒ú?。赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的廢棄物,目前赤泥的特點之一是排放量大,且綜合利用率極低。到目前為止,還沒有可真正工業(yè)化的技術(shù),因此很難在短時間內(nèi)解決赤泥帶來的潛在危害。多年來的研究表明,利用赤泥燒磚是一條解決問題的好途徑。赤泥燒磚,具有消耗量大、制磚成本低、取代粘土等優(yōu)點,能真正實現(xiàn)赤泥的無害化處理,使之成為高附加值產(chǎn)品。赤泥具有高鐵高堿低硅的特點,這一特點有利于降低坯體的燒結(jié)溫度。但赤泥燒結(jié)磚存在石灰爆裂、泛霜嚴重等問題。滲水磚是不同于傳統(tǒng)阻水的路面磚、廣場磚等的一種內(nèi)部含微小連通滲水孔、可保水、滲水的新型建筑材料。滲水磚主要分為養(yǎng)護型及燒結(jié)型,最早是通過天然石材或沙子級配堆積成孔。近年來,關(guān)于滲水磚的研究集中于利用各種大宗固體廢棄物,例如冶煉鋼渣、金屬尾礦、陶瓷廢料等為主要原料,養(yǎng)護或燒結(jié)制備出承重及滲水兼?zhèn)涞拇u體。但是,相當一部分固體廢棄物本身重金屬離子嚴重超標,若直接使用這些固廢養(yǎng)護成磚,一方面會在滲透水的過程中將重金屬離子帶入到土壤中,污染地下水資源,破壞水環(huán)境。另一方面燒結(jié)磚的泛霜問題也嚴重限制了它們的應用。因此,如何在利用固體廢棄物制磚過程中固化重金屬離子、避免泛霜就顯得尤其重要。而對燒結(jié)制品進行表面?;忾]處理,則是一種行之有效的方法。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明專利解決的問題在于,針對利用固體廢棄物制備滲水磚,特別是養(yǎng)護型滲水磚,可能會在滲水的同時溶出重金屬離子從而污染環(huán)境的問題。提供一種“團球-表面?;狈ㄖ苽涔腆w廢棄物陶粒,從而制備環(huán)保滲水磚及其相應制造方法。本發(fā)明提供一種環(huán)保滲水磚的制造方法,包括以下步驟:1)混料:按重量比,將原料金屬尾礦、干化污泥、赤泥及粘土,稱量、利用球磨機球磨混合混勻并過200目篩得到混合料;其中,原料按照重量份計為:金屬尾礦50~70%,干化污泥0~20%,赤泥0~30%,粘土10~40%;2)造粒:將步驟1)制備的混合料放入滾筒造粒機,以水作為造粒劑,進行二次團球造粒;所述二次團球造粒是將混合料放入滾筒造粒機,加入重量百分比為20%的水滾球造粒,使粒徑達到約3mm~4mm,過篩后干燥至含水率<5%;然后再將干燥后的粒料再放入滾筒造粒機,加入粘土粉,繼續(xù)滾動造粒至外層裹覆一層約1-2mm厚的粘土,即得到陶粒坯料;3)焙燒:將陶粒坯料置于匣缽中放入燃氣隧道窯或回轉(zhuǎn)窯中焙燒制得?;樟#黄渲?,所述?;樟5幕旌狭匣瘜W成分需滿足SiO245-60wt%,Al2O310~20wt%,F(xiàn)e2O3:3~12wt%、CaO+MgO10~30wt%、K2O+Na2O:2~10wt%;4)制磚:挑選直徑5~20mm的?;樟W鳛楣橇?,采用42.5級硅酸鹽水泥,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚;其中,所述硅酸鹽水泥的水灰比0.3,骨灰比4.0-5.0,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%。優(yōu)選的,所述固體廢棄物可以是鐵尾礦、金尾礦、鉬尾礦、銅尾礦的一種或一種以上。優(yōu)選的,所述焙燒為將干燥后的陶粒坯料放入隧道窯或回轉(zhuǎn)窯中,以30℃/min的升溫速率快速升溫至?;瘻囟?,并在玻化溫度1150℃-1250℃下煅燒2-3小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為20-50℃/min。本發(fā)明還提供一種環(huán)保滲水磚,其根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的制造方法制造而成,其特征在于,遇水幾乎無重金屬離子溶出。優(yōu)選的,筒壓強度不小于2MPa。優(yōu)選的,各種重金屬離子溶出濃度均不大于16ppm。本發(fā)明能夠獲得顯著的技術(shù)效果:1、本發(fā)明利用金屬尾礦、干化城市污泥、赤泥與其它原料復配燒結(jié)制成陶粒,再與水泥砂漿混合養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚,實現(xiàn)了對金屬尾礦、城市污泥和赤泥的減量化、無害化處理,并進行了資源化利用。2、本發(fā)明采用造粒、二次“團球”成型工藝制備生料,通過高溫煅燒,使料球中的大部分重金屬與在高溫焙燒階段形成的硅酸鹽玻璃相融合,形成穩(wěn)定的固溶體,降低重金屬的遷移性。同時通過急速冷卻,使陶粒表面包裹的粘土完成玻化,從而達到雙重阻止重金屬離子浸出的效果。以此陶粒與水泥砂漿混合養(yǎng)護制成的滲水磚,解決了固廢中重金屬的污染問題,為有效處理大宗固廢找到了一條新路徑。3、通過“團球-表面?;狈ㄖ苽涔腆w廢棄物陶粒,可以避免陶粒在潮濕環(huán)境下形成泛霜。所以,以此陶粒與水泥砂漿混合養(yǎng)護制成滲水磚,具有抗壓強度高,耐久性良好、無重金屬離子溶出與高滲水、保水功能特性。具體實施方式為了更好的理解本發(fā)明,下面結(jié)合實例進一步闡明發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明不僅僅局限于相面的實施例。實施例一1、按重量份計,陶?;旌狭希ㄒ钥傊亓?00份計,下同)的組分和用量為:金尾礦40份,鐵尾礦20份,赤泥20份,粘土20份,在球磨機中球磨至混合料粒度為200目;2、在混合料中加入重量百分比為20%的水作為造粒劑,經(jīng)滾筒造粒機造粒,使粒徑達到約3mm~4mm,過篩后進行干燥,控制其含水率在5%以下,將造粒完成的坯料,放入粘土粉,繼續(xù)滾動造粒,將坯料包覆于中間,外層裹覆一層約1-2mm厚的陶粒。3、將陶粒生料放入烘干設備中在110℃下保溫48小時,脫出自然水。直接將陶粒生料放入燃氣回轉(zhuǎn)窯中在1150℃-1250℃下煅燒2小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為20℃/min。4、挑選5~20mm的?;樟W鳛楣橇?,采用42.5級硅酸鹽水泥,水灰比0.3,骨灰比4.0,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚。。實施例二1、按重量份計,陶?;旌狭希ㄒ钥傊亓?00份計,下同)的組分和用量為:金尾礦20份,鐵尾礦30份,干化污泥20、赤泥20份,粘土10份,在球磨機中球磨至混合料粒度為200目;2、同實施例一步驟。3、將陶粒生料放入烘干設備中在110℃下保溫48小時,脫出自然水。直接將陶粒生料放入燃氣隧道窯中在1200℃下煅燒3小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為30℃/min。4、挑選5~20mm的玻化陶粒作為骨料,采用42.5級硅酸鹽水泥,水灰比0.3,骨灰比4.5,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚。。實施例三1、按重量份計,陶?;旌狭希ㄒ钥傊亓?00份計,下同)的組分和用量為:鉬尾礦尾礦30份,鐵尾礦30份,干化污泥10份,粘土30份,在球磨機中球磨至混合料粒度為200目;2、同實施例一步驟。3、將陶粒生料放入烘干設備中在110℃下保溫48小時,脫出自然水。直接將陶粒生料放入燃氣回轉(zhuǎn)窯中在1250℃下煅燒2小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為50℃/min。4、挑選5~20mm的?;樟W鳛楣橇?,采用42.5級硅酸鹽水泥,水灰比0.3,骨灰比5.0,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚。。實施例四1、按重量份計,陶?;旌狭希ㄒ钥傊亓?00份計,下同)的組分和用量為:金尾礦20份,銅尾礦尾礦20份,鐵尾礦10份,赤泥10份,粘土40份,在球磨機中球磨至混合料粒度為200目;2、同實施例一步驟。3、將陶粒生料放入烘干設備中在110℃下保溫48小時,脫出自然水。直接將陶粒生料放入燃氣隧道窯中在1200℃下煅燒3小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為40℃/min。(4)挑選5~20mm的?;樟W鳛楣橇希捎?2.5級硅酸鹽水泥,水灰比0.3,骨灰比4.0,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚。。實施例五1、按重量份計,陶粒混合料(以總重量100份計,下同)的組分和用量為:金尾礦50份,赤泥30份,粘土20份,在球磨機中球磨至混合料粒度為200目;2、同實施例一步驟。3、將陶粒生料放入烘干設備中在110℃下保溫48小時,脫出自然水。直接將陶粒生料放入燃氣隧道窯中在1200℃下煅燒2.5小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為40℃/min。(4)挑選5~20mm的玻化陶粒作為骨料,采用42.5級硅酸鹽水泥,水灰比0.3,骨灰比4.5,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚。。實施例六1、按重量份計,陶?;旌狭希ㄒ钥傊亓?00份計,下同)的組分和用量為:金尾礦40份,銅尾礦尾礦30份,干化污泥20份,粘土10份,在球磨機中球磨至混合料粒度為200目;2、同實施例一步驟。3、將陶粒生料放入烘干設備中在110℃下保溫48小時,脫出自然水。直接將陶粒生料放入燃氣隧道窯中在1200℃下煅燒3小時,并急速冷卻至室溫,冷卻速度為30℃/min。(4)挑選5~20mm的?;樟W鳛楣橇?,采用42.5級硅酸鹽水泥,水灰比0.3,骨灰比5.0,木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑質(zhì)量分數(shù)2.5%,采用水泥漿預拌法攪拌后靜壓成型,再經(jīng)過28d密封濕養(yǎng)護制成環(huán)保滲水磚。本發(fā)明實施例一~六滲水磚的性能指標如表2所示:表1本發(fā)明實施例一~六?;樟5男阅苤笜吮?本發(fā)明實施例一~六滲水磚的性能指標表3干化污泥化學組成(wt.%)SiO2CaOAl2O3Fe2O3Na2OK2OTiO2SO3P2O5燒失量18-232-57-117-140.2-0.41-41.5-2.51.5-82-440-60表4赤泥化學組成(wt.%)SiO2CaOAl2O3MgONa2OK2OFe2O3TiO2SO3燒失量11-2314-406-181.5-22-40.5-29-252.5-3.50.5-19-14表5鐵尾礦化學組成(wt.%)SiO2CaOAl2O3MgONa2OK2OFe2O3MnOTiO249-532-1010-152-41-20.5-17-10~0.21-4表6金尾礦化學組成(wt.%)SiO2CaOAl2O3MgONa2OK2OFe2O3TiO2SP2O565-702-49-101-1.51-24-52~7~1~1~0.2表7鉬尾礦化學組成(wt.%)SiO2CaOAl2O3MgONa2OK2OFe2O3TiO2MnOMoO65-722-34-62-30.2-0.42-35-71.5-2.50.1-10.1-0.2表8銅尾礦化學組成(wt.%)SiO2CaOAl2O3MgONa2OK2OFe2O3CuPbZnAsTiO210-280.5-22-70.5-1.50.152.2614-24~0.2~1.52.02~0.010.33當前第1頁1 2 3 
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