本發(fā)明涉及一種利用鐵礦冶煉過程中產(chǎn)生的高鈦礦渣制備具有凈水功能的透水磚的方法及透水磚，屬于建筑材料和固體廢物利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，自然災(zāi)害頻頻爆發(fā)，對人民的正常生活造成了很大的影響，甚至造成了人員和財產(chǎn)的嚴重損失。譬如重慶，雖然是山城，卻也頻發(fā)暴雨災(zāi)害，造成道路積水、城市內(nèi)澇、交通中斷、房屋倒塌，山城也開啟了看海模式，處處積水，甚至學校被迫停課，嚴重影響學生的正常學習。與此相對的是，很多地區(qū)還經(jīng)常受到旱災(zāi)的威脅，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、山林火災(zāi)等嚴重的損失。暴雨和旱災(zāi)是看似矛盾的自然災(zāi)害，但是本質(zhì)是水資源分布不均帶來的問題。我國政府非常重視這一問題，2013年，提出建設(shè)自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市，設(shè)想城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。
在海綿城市的建設(shè)過程中，透水磚起到了雨水收集的重要作用。同時，在雨水收集之后，還需要進行凈化處理，才能夠加以使用。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)的透水磚僅僅具有讓雨水透過、收集雨水的基本功能。為了使透水磚在制造成本較低的前提下不僅具有收集雨水的功能，還具有凈水的功能，本項目提出了利用攀枝花鐵礦冶煉過程中產(chǎn)生的高鈦礦渣制作透水磚的設(shè)想。
攀枝花位于四川省，探明儲量的釩鈦磁鐵礦達近百億噸，其中釩、鈦儲量分別占全國已探明儲量的87%和94.3%，分別居世界第三位和第一位，有“世界釩鈦之都”之稱。礦石中還伴生有鉻、鈧、鈷、鎳、鎵等多種有用礦物?，F(xiàn)攀枝花已成為我國西南地區(qū)最大的鐵礦石原料基地和全國最大的鈦原料基地，是全國四大鐵礦區(qū)之一。由于攀枝花鐵礦含有鈦，而二氧化鈦正是很好的光催化材料，所以可以利用攀枝花鐵礦的礦渣，通過一定的處理，使其中的鈦元素轉(zhuǎn)化為具備光催化性能的二氧化鈦，進而使制備的透水磚兼具雨水收集和凈水的復(fù)合功能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種制作透水磚的方法及利用該方法制作的透水磚，該方法既能解決城市路面積水問題，又能有效消納工業(yè)副產(chǎn)物的技術(shù)。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)副產(chǎn)資源的綜合利用，是一種制備新型生態(tài)透水磚的方法，其特征步驟在于：
一種制作透水磚的方法，其特征在于：
a.原料處理：以鐵礦冶煉過程中產(chǎn)生的高鈦礦渣為主要原料，將原料烘干后，用粉碎機將高鈦礦渣粉碎，細細研磨后，用32目的粒徑篩進行粒徑篩選，篩選出0.3~0.6mm的高鈦礦渣粉末；
b．原料配比設(shè)計：分別保持高鈦礦渣和骨料的質(zhì)量以及固液質(zhì)量比一定，通過調(diào)控水泥的質(zhì)量，配成鈦含量在0.1%~8%的不同原料；
c．混料、拌合：先將一定質(zhì)量的高鈦礦渣與水泥放置在燒杯中，用玻璃棒攪拌2~3分鐘，使其混合均勻后，加入一定量的自來水，繼續(xù)攪拌2~3分鐘后，靜置5分鐘使骨料和粘合劑充分混合；
d．成型、固化：將制好的坯料倒入模具中，在20mpa的壓力下壓制成型后，在105℃恒溫干燥箱中干燥9小時，隨后放入電阻爐中煅燒，燒結(jié)溫度為550℃。
本發(fā)明還公開了一種利用該方法制作的透水磚。
有益效果
通過本發(fā)明制作透水磚的方法具有制備工藝簡單，原料供應(yīng)穩(wěn)定可靠，成本低廉，充分實現(xiàn)了廢物的有效利用，有著極其廣闊的研究和應(yīng)用前景。
具體實施方式
作為本發(fā)明的一種實施方式，一種制作透水磚的方法，其特征在于：
a.原料處理：以鐵礦冶煉過程中產(chǎn)生的高鈦礦渣為主要原料，將原料烘干后，用粉碎機將高鈦礦渣粉碎，細細研磨后，用32目的粒徑篩進行粒徑篩選，篩選出0.3~0.6mm的高鈦礦渣粉末；
b．原料配比設(shè)計：分別保持高鈦礦渣和骨料的質(zhì)量以及固液質(zhì)量比（1：0.15）一定，通過調(diào)控水泥的質(zhì)量，配成鈦含量在0.1%~8%的不同原料；保持高鈦礦渣和骨料的質(zhì)量不變，調(diào)節(jié)水泥的質(zhì)量，就可以改變鈦的相對含量。例如：保持高鈦礦渣的質(zhì)量為2kg,骨料質(zhì)量為1kg,若水泥的質(zhì)量為47kg,則高鈦礦渣的相對含量為4%；若水泥的質(zhì)量為22kg,則高鈦礦渣的相對含量為8％?？紤]到高鈦礦渣中的鈦的質(zhì)量分數(shù)，便可知配料中的鈦含量。而保持固液比一定，是為了控制單一變量；
c．混料、拌合：先將一定質(zhì)量的高鈦礦渣與水泥放置在燒杯中，用玻璃棒攪拌2~3分鐘，使其混合均勻后，加入一定量的自來水，繼續(xù)攪拌2~3分鐘后，靜置5分鐘使骨料和粘合劑（水泥）充分混合（該混合物中應(yīng)該還有高鈦礦渣）；此處所說一定量是指根據(jù)需要來對高鈦礦渣和水泥的配比來說的，同時一定量的自來水是指能夠?qū)⒏哜伒V渣與水泥混合并能夠攪拌即可，這個可以控制量的；
d．成型、固化：將制好的坯料倒入模具中，在20mpa的壓力下壓制成型后，在105℃恒溫干燥箱中干燥9小時，隨后放入電阻爐中煅燒，二氧化鈦來自于高鈦礦渣高溫過程中氧化形成的，充分考慮到高溫對二氧化鈦晶型的影響，采用的燒結(jié)溫度為550℃。二氧化鈦的常見晶型是金紅石和銳鈦礦，高溫（高于600°c）時，銳鈦礦會明顯向金紅石相轉(zhuǎn)變，而金紅石的光催化效果不佳，故需控制二氧化鈦的晶型為銳鈦礦。
本實施例得到的透水磚的透水系數(shù)約為1.35×10-2cm/s，抗壓強度約為24.8mpa。
還公開了一種利用該方法制作的透水磚。所述透水磚包含有高鈦礦渣及骨料和水泥。
本方法首次提出了利用鐵礦冶煉過程中產(chǎn)生的高鈦礦渣，通過粉碎、分級、造粒、成型、燒結(jié)等工藝，制作具有多級孔道（包括孔徑范圍數(shù)十納米的微孔和孔徑范圍幾個到幾十個微米的大孔，大孔有利于雨水的透過，微孔有利于對污染物的吸附降解）、含有光催化二氧化鈦成分的透水磚，使透水磚在收集雨水的同時具備了凈水功能，成本低廉，實現(xiàn)了廢物的充分利用。
性能測試：
制得的透水磚的性能通過光催化分解rhb得以驗證，具體方法是：首先，將制備好的鈦含量不同的透水磚研磨成粉，并分別取70mg放入盛有50mlrhb溶液（5mg/l）的石英管中，超聲分散20min；然后，在黑暗條件下曝氣30min，以達到吸附-解吸平衡，并依次取出3ml溶液待下一步處理；接著，將光源打開，進行輻照，并在一定的時間間隔內(nèi)，依次取出3ml溶液；最后，用帶有0.45μm水相微孔濾膜的一次性注射器將取出的溶液中含有的透水磚粉末除去，并利用紫外分光光度計在波長為550nm處測得的吸收強度，說明降解情況。結(jié)果表明：含鈦8%的透水磚經(jīng)太陽光輻照30min后，對有機污染物的礦化率高達92%。其中對rhb的解釋：羅丹明b是一種工業(yè)上使用比較廣泛的一類染料，比如用作化妝品工業(yè)中的著色劑，但此物劇毒且難降解。這里把它用作目標降解物，一方面具有代表性，證明透水磚的光催化普適性；另一方面，鑒于其降解難度，可以更好地說明透水磚較高的光催化活性。