本發(fā)明涉及一種基于高爐渣制備免燒磚的方法,屬于免燒磚制備技術領域。
背景技術:
隨著世界各國節(jié)能減排的呼聲越來越高,因免燒制品具有生產成本低、工藝簡單、綠色環(huán)保等特點被廣泛生產及應用。免燒制品主要包括各類免燒磚、免燒砌塊和板材等。免燒磚主要是由各類尾礦作為原料,早期的如利用煤渣制備的免燒磚主要用于新建的民用和工業(yè)建筑的墻體材料及房屋的修繕,現(xiàn)在產量己經很低。
免燒磚是利用粉煤灰、煤渣、礦渣、鋼渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣等工業(yè)廢渣或者天然砂、海涂泥等(以上原料的一種或數(shù)種)作為集料,經添加水泥、石灰等作為膠結料,配以外加劑壓制成型后,不經高溫煅燒而制造的一種新型墻體材料,但是以此方法制造的免燒磚抗壓強度不高,吸水率太高,免燒磚的空隙較大,不利于其具體使用。
高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢物,高爐渣中主要成分為CaO、MgO、SiO2、Al2O3。依礦石品位不同,每煉1噸鐵排出0.3 ~ 1噸渣,礦石品位越低,排渣量越大。中國目前每年約排放2000 多萬噸礦渣。礦渣棄置不用會占用土地,浪費資源,污染環(huán)境。目前,各鋼廠所產生的高爐渣主要被用于制備水泥制品。但是,由于中國鋼產量較大,目前還有近30%的高爐渣無法回收利用。此外,將高爐渣用于制備水泥制品利潤率較低。而目前關于如何將高爐渣大量回收利用,制備附加值更高的高性能材料沒有報道。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術問題:針對傳統(tǒng)的免燒磚抗壓強度低,吸水率高,同時高爐渣無法回收利用,污染環(huán)境,造成資源浪費的問題,本發(fā)明提供了一種將高爐渣進行處理,去除雜質后,與甲酸鈉、二氧化硅等物質進行球磨并煅燒,得到煅燒物,并置于水中浸泡,過濾,將過濾物風干后,與尾礦砂、生石灰等物質進行攪拌混合,得到混合料,接著將混合料壓制成磚坯,對其進行養(yǎng)護,從而制得免燒磚的方法。本發(fā)明以高爐渣廢棄物作為原料,通過除雜后,與甲酸鈉和二氧化硅混合進行高溫煅燒,在產生的硅酸鈉及氧化鈉的作用下,提高高爐渣的活性,以及在高爐渣內部形成微孔,通過水泥及生石灰填充高爐渣內部的微孔,在水的作用下水化形成凝膠材料,同時添加硅烷偶聯(lián)劑增加各組分的結合度,最后通過高壓壓制,高溫養(yǎng)護,制得免燒磚,本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強度高,空隙小,吸水率低,同時能有效解決高爐渣引起的土地資源與能耗浪費問題,具有較好的經濟和社會意義。
為解決上述技術問題,本發(fā)明采用的技術方案是:
(1)取高爐渣放入粉碎機中粉碎,過200目篩,將過篩顆粒與過篩顆粒質量2~3倍的質量分數(shù)為3%的雙氧水混合均勻,靜置20~30min,去除漂浮于水面的雜質,再進行過濾,收集濾渣,并將濾渣置于100℃烘箱中干燥6~8h,收集干燥物;
(2)按重量份數(shù)計,取50~55份上述干燥物、10~15份甲酸鈉、8~9份二氧化硅及7~11份褐煤,放入球磨罐中,按球料比18:1,加入直徑為50mm的鋼球,以300r/min球磨1~2h,收集球磨混合物,將球磨混合物放入煅燒爐中,設定溫度為1100~1300℃,煅燒1~2h;
(3)在上述煅燒結束后,隨爐冷卻至室溫,收集煅燒物,放入水中浸泡50~60min,進行過濾,收集過濾物,將過濾物放入風干機中風干,收集風干物,得免燒磚基料;
(4)按重量份數(shù)計,60~70份上述免燒磚基料、30~35份尾礦砂、16~19份水、13~15份生石灰、3~7份普通硅酸鹽水泥及1~2份乙烯基三叔丁基過氧硅烷,首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機中,以140r/min攪拌6~9min,再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌12~16min,得混合料;
(5)將上述混合料放入不銹鋼模具中,并將模具放置于壓力機中,以29~33MPa壓制成型,再進行脫模,得磚坯,將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護室內,溫度為90~95℃,濕度為86~93%,養(yǎng)護13~15h,即可得免燒磚。
本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強度為18~22MPa,抗折強度高于3.7MPa,吸水率為6~8%,抗沖擊性為20~30MPa。
本發(fā)明與其他方法相比,有益技術效果是:
(1)本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強度為18~22MPa,吸水率為6~8%,具有廣闊的應用前景;
(2)本發(fā)明效解決高爐渣引起的土地資源與能耗浪費問題,具有較好的經濟和社會意義。
具體實施方式
首先取高爐渣放入粉碎機中粉碎,過200目篩,將過篩顆粒與過篩顆粒質量2~3倍的質量分數(shù)為3%的雙氧水混合均勻,靜置20~30min,去除漂浮于水面的雜質,再進行過濾,收集濾渣,并將濾渣置于100℃烘箱中干燥6~8h,收集干燥物;按重量份數(shù)計,取50~55份上述干燥物、10~15份甲酸鈉、8~9份二氧化硅及7~11份褐煤,放入球磨罐中,按球料比18:1,加入直徑為50mm的鋼球,以300r/min球磨1~2h,收集球磨混合物,將球磨混合物放入煅燒爐中,設定溫度為1100~1300℃,煅燒1~2h;在上述煅燒結束后,隨爐冷卻至室溫,收集煅燒物,放入水中浸泡50~60min,進行過濾,收集過濾物,將過濾物放入風干機中風干,收集風干物,得免燒磚基料;接著按重量份數(shù)計,60~70份上述免燒磚基料、30~35份尾礦砂、16~19份水、13~15份生石灰、3~7份普通硅酸鹽水泥及1~2份乙烯基三叔丁基過氧硅烷,首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機中,以140r/min攪拌6~9min,再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌12~16min,得混合料;最后將上述混合料放入不銹鋼模具中,并將模具放置于壓力機中,以29~33MPa壓制成型,再進行脫模,得磚坯,將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護室內,溫度為90~95℃,濕度為86~93%,養(yǎng)護13~15h,即可得免燒磚。
實例1
首先取高爐渣放入粉碎機中粉碎,過200目篩,將過篩顆粒與過篩顆粒質量3倍的質量分數(shù)為3%的雙氧水混合均勻,靜置30min,去除漂浮于水面的雜質,再進行過濾,收集濾渣,并將濾渣置于100℃烘箱中干燥8h,收集干燥物;按重量份數(shù)計,取55份上述干燥物、15份甲酸鈉、9份二氧化硅及11份褐煤,放入球磨罐中,按球料比18:1,加入直徑為50mm的鋼球,以300r/min球磨2h,收集球磨混合物,將球磨混合物放入煅燒爐中,設定溫度為1300℃,煅燒2h;在上述煅燒結束后,隨爐冷卻至室溫,收集煅燒物,放入水中浸泡60min,進行過濾,收集過濾物,將過濾物放入風干機中風干,收集風干物,得免燒磚基料;接著按重量份數(shù)計,70份上述免燒磚基料、35份尾礦砂、19份水、15份生石灰、7份普通硅酸鹽水泥及2份乙烯基三叔丁基過氧硅烷,首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機中,以140r/min攪拌9min,再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌16min,得混合料;最后將上述混合料放入不銹鋼模具中,并將模具放置于壓力機中,以33MPa壓制成型,再進行脫模,得磚坯,將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護室內,溫度為95℃,濕度為93%,養(yǎng)護15h,即可得免燒磚。
經檢測,本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強度為22MPa,抗折強度為3.9MPa,吸水率為7%,抗沖擊性為20MPa。
實例2
首先取高爐渣放入粉碎機中粉碎,過200目篩,將過篩顆粒與過篩顆粒質量2倍的質量分數(shù)為3%的雙氧水混合均勻,靜置20min,去除漂浮于水面的雜質,再進行過濾,收集濾渣,并將濾渣置于100℃烘箱中干燥6h,收集干燥物;按重量份數(shù)計,取50份上述干燥物、10份甲酸鈉、8份二氧化硅及7份褐煤,放入球磨罐中,按球料比18:1,加入直徑為50mm的鋼球,以300r/min球磨1h,收集球磨混合物,將球磨混合物放入煅燒爐中,設定溫度為1100℃,煅燒1h;在上述煅燒結束后,隨爐冷卻至室溫,收集煅燒物,放入水中浸泡50min,進行過濾,收集過濾物,將過濾物放入風干機中風干,收集風干物,得免燒磚基料;接著按重量份數(shù)計,60份上述免燒磚基料、30份尾礦砂、16份水、13份生石灰、3份普通硅酸鹽水泥及1份乙烯基三叔丁基過氧硅烷,首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機中,以140r/min攪拌6min,再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌12min,得混合料;最后將上述混合料放入不銹鋼模具中,并將模具放置于壓力機中,以29MPa壓制成型,再進行脫模,得磚坯,將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護室內,溫度為90℃,濕度為86%,養(yǎng)護13h,即可得免燒磚。
經檢測,本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強度為20MPa,抗折強度為4.1MPa,吸水率為8%,抗沖擊性為30MPa。
實例3
首先取高爐渣放入粉碎機中粉碎,過200目篩,將過篩顆粒與過篩顆粒質量3倍的質量分數(shù)為3%的雙氧水混合均勻,靜置25min,去除漂浮于水面的雜質,再進行過濾,收集濾渣,并將濾渣置于100℃烘箱中干燥7h,收集干燥物;按重量份數(shù)計,取52份上述干燥物、12份甲酸鈉、8份二氧化硅及10份褐煤,放入球磨罐中,按球料比18:1,加入直徑為50mm的鋼球,以300r/min球磨2h,收集球磨混合物,將球磨混合物放入煅燒爐中,設定溫度為1200℃,煅燒2h;在上述煅燒結束后,隨爐冷卻至室溫,收集煅燒物,放入水中浸泡55min,進行過濾,收集過濾物,將過濾物放入風干機中風干,收集風干物,得免燒磚基料;接著按重量份數(shù)計,65份上述免燒磚基料、32份尾礦砂、18份水、14份生石灰、6份普通硅酸鹽水泥及1份乙烯基三叔丁基過氧硅烷,首先將上述免燒磚基料、尾礦砂、生石灰及普通硅酸鹽水泥放入攪拌機中,以140r/min攪拌8min,再加入水、乙烯基三叔丁基過氧硅烷繼續(xù)攪拌14min,得混合料;最后將上述混合料放入不銹鋼模具中,并將模具放置于壓力機中,以30MPa壓制成型,再進行脫模,得磚坯,將磚坯置于蒸汽養(yǎng)護室內,溫度為92℃,濕度為90%,養(yǎng)護14h,即可得免燒磚。
經檢測,本發(fā)明制備的免燒磚抗壓強度為19MPa,抗折強度為3.8MPa,吸水率為6%,抗沖擊性為25MPa。