发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种工艺简单、铁尾矿利用率高的铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺,以制备出气孔分布均匀、抗压强度高且保温隔热性能好的铁尾矿烧结多孔保温轻质板材。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺,其特征在于制备过程为:
(1)将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎,破碎后的粒度≤25mm,然后送入球磨机粉磨,粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、计量,粉磨细度为20~80μm之间;
(2)按质量百分比将粉磨细度为20~80μm的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合,送入混料机中混合均匀后,经料仓、预加混合料质量百分比为3~15%的水成球造粒,生料球粒径为1~7mm;
(3)自然干燥24小时后,将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中,然后将模具悬空放入窑炉中烧成,烧成过程采用分段保温的方式进行,烧成制度为:室温~300℃,升温速率为7~15℃/min;300℃~900℃,升温速率为2~10℃/min;900℃~1000℃,升温速率为3~8℃/min;发泡温度1000℃~1200℃,升温速率为2~10℃/min;1200℃保温30分钟后降温冷却,降温速率为2~10℃/min;
(4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放;
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿10%~40%,页岩40%~70%,增韧剂3%~15%,助溶剂6%~20%,发泡剂1%~10%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉1~10%,碳化硅粉1%~30%,铁粉8%~30%,磷酸钙粉30%~90%。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%~30%,页岩45%~55%,增韧剂5%~10%,助溶剂10%~15%,发泡剂1%~5%。
所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉2~8%,碳化硅粉5%~10%,铁粉15%~25%,磷酸钙粉65%~75%。
上述步骤(4)中所述板材的体积密度为400~600kg/m3,导热系数为0.11~0.17W/m.K,抗压强度为7~10Mpa。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1.本发明铁矿尾矿利用率可达到40%,节约能源,节约资源、利于环保,具有很好的社会效益。
2.采用高温发泡工艺,由发泡剂的添加量和烧结制度可控制板材的体积密度和气孔的大小及分布。
3.所制备的气孔均匀分布的多孔轻质板材,体积密度为400~600kg/m3,导热系数为0.11~0.17W/m.K,抗压强度为7~10Mpa,可满足全国不同地区建筑节能50%的要求,与建筑物同寿命,具有很好的经济效益和社会效益。
4、工艺简单,成本低廉,适合工业生产。
下面通过实施例对本发明做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺,其特征在于制备过程为:
(1)将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎,破碎后的粒度≤25mm,然后送入球磨机粉磨,粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、计量,粉磨细度为20~80μm之间;
(2)按质量百分比将粉磨细度为20~80μm的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合,送入混料机中混合均匀后,经料仓、预加混合料质量百分比为3~15%的水成球造粒,生料球粒径为1~7mm;
(3)自然干燥24小时后,将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中,然后将模具悬空放入窑炉中烧成,烧成过程采用分段保温的方式进行,烧成制度为:室温~300℃,升温速率为7~15℃/min;300℃~900℃,升温速率为2~10℃/min;900℃~1000℃,升温速率为3~8℃/min;发泡温度1000℃~1200℃,升温速率为2~10℃/min;1200℃保温30分钟后降温冷却,降温速率为2~10℃/min;
(4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%,页岩70%,增韧剂3%,助溶剂6%,发泡剂1%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉1%,碳化硅粉1%,铁粉8%,磷酸钙粉90%。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿15%,页岩40%,增韧剂15%,助溶剂20%,发泡剂10%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉10%,碳化硅粉30%,铁粉30%,磷酸钙粉30%。其它步骤同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿10%,页岩55%,增韧剂10%,助溶剂20%,发泡剂5%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉5%,碳化硅粉15%,铁粉20%,磷酸钙粉60%。其它步骤同实施例1。
实施例4
本实施例与实施例1不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿40%,页岩40%,增韧剂3%,助溶剂15%,发泡剂2%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉8%,碳化硅粉22%,铁粉15%,磷酸钙粉55%。其它步骤同实施例1。
实施例5
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺,其特征在于制备过程为:
(1)将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎,破碎后的粒度≤25mm,然后送入球磨机粉磨,粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、计量,粉磨细度为20~80μm之间;
(2)按质量百分比将粉磨细度为20~80μm的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合,送入混料机中混合均匀后,经料仓、预加混合料质量百分比为3~15%的水成球造粒,生料球粒径为1~7mm;
(3)自然干燥24小时后,将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中,然后将模具悬空放入窑炉中烧成,烧成过程采用分段保温的方式进行,烧成制度为:室温~300℃,升温速率为7~15℃/min;300℃~900℃,升温速率为2~10℃/min;900℃~1000℃,升温速率为3~8℃/min;发泡温度1000℃~1200℃,升温速率为2~10℃/min;1200℃保温30分钟后降温冷却,降温速率为2~10℃/min;
(4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%,页岩55%,增韧剂5%,助溶剂15%,发泡剂5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉1%,碳化硅粉1%,铁粉8%,磷酸钙粉90%。
实施例6
本实施例与实施例5不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿30%,页岩45%,增韧剂10%,助溶剂10%,发泡剂5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉10%,碳化硅粉30%,铁粉30%,磷酸钙粉30%。其它步骤同实施例5。
实施例7
本实施例与实施例5不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿25%,页岩54%,增韧剂8%,助溶剂12%,发泡剂1%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉5%,碳化硅粉15%,铁粉20%,磷酸钙粉60%。其它步骤同实施例5。
实施例8
本实施例与实施例5不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿22%,页岩55%,增韧剂8%,助溶剂12%,发泡剂3%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉5%,碳化硅粉20%,铁粉20%,磷酸钙粉55%。其它步骤同实施例5。
实施例9
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺,其特征在于制备过程为:
(1)将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎,破碎后的粒度≤25mm,然后送入球磨机粉磨,粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、计量,粉磨细度为20~80μm之间;
(2)按质量百分比将粉磨细度为20~80μm的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合,送入混料机中混合均匀后,经料仓、预加混合料质量百分比为3~15%的水成球造粒,生料球粒径为1~7mm;
(3)自然干燥24小时后,将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中,然后将模具悬空放入窑炉中烧成,烧成过程采用分段保温的方式进行,烧成制度为:室温~300℃,升温速率为7~15℃/min;300℃~900℃,升温速率为2~10℃/min;900℃~1000℃,升温速率为3~8℃/min;发泡温度1000℃~1200℃,升温速率为2~10℃/min;1200℃保温30分钟后降温冷却,降温速率为2~10℃/min;
(4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%,页岩70%,增韧剂3%,助溶剂6%,发泡剂1%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉5%,碳化硅粉5%,铁粉15%,磷酸钙粉75%。
实施例10
本实施例与实施例9不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿40%,页岩40%,增韧剂3%,助溶剂7%,发泡剂10%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉2%,碳化硅粉8%,铁粉25%,磷酸钙粉65%。其它步骤同实施例9。
实施例11
本实施例与实施例9不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%,页岩40%,增韧剂15%,助溶剂20%,发泡剂5%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉8%,碳化硅粉10%,铁粉16%,磷酸钙粉66%。其它步骤同实施例9。
实施例12
本实施例与实施例9不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%,页岩55%,增韧剂9%,助溶剂10%,发泡剂6%;所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉2%,碳化硅粉8%,铁粉20%,磷酸钙粉70%。其它步骤同实施例9。
实施例13
一种铁尾矿烧结多孔保温板材的制备工艺,其特征在于制备过程为:
(1)将页岩和铁尾矿分别送入颚式破碎机和锤式破碎机破碎,破碎后的粒度≤25mm,然后送入球磨机粉磨,粉磨后的页岩和铁尾矿经过筛、计量,粉磨细度为20~80μm之间;
(2)按质量百分比将粉磨细度为20~80μm的页岩和铁尾矿加入增韧剂、助溶剂和发泡剂后混合,送入混料机中混合均匀后,经料仓、预加混合料质量百分比为3~15%的水成球造粒,生料球粒径为1~7mm;
(3)自然干燥24小时后,将步骤(2)中的生料球通过布料机均匀地分布于经清扫和喷涂脱模剂的模具中,然后将模具悬空放入窑炉中烧成,烧成过程采用分段保温的方式进行,烧成制度为:室温~300℃,升温速率为7~15℃/min;300℃~900℃,升温速率为2~10℃/min;900℃~1000℃,升温速率为3~8℃/min;发泡温度1000℃~1200℃,升温速率为2~10℃/min;1200℃保温30分钟后降温冷却,降温速率为2~10℃/min;
(4)最后将冷却后的板材脱模后成品堆放。
上述步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿20%,页岩55%,增韧剂5%,助溶剂15%,发泡剂5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉5%,碳化硅粉5%,铁粉15%,磷酸钙粉75%。
实施例14
本实施例与实施例13不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿30%,页岩45%,增韧剂10%,助溶剂10%,发泡剂5%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉2%,碳化硅粉8%,铁粉25%,磷酸钙粉65%。其它步骤同实施例13。
实施例15
本实施例与实施例13不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿25%,页岩52%,增韧剂9%,助溶剂13%,发泡剂1%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉8%,碳化硅粉10%,铁粉17%,磷酸钙粉65%。其它步骤同实施例13。
实施例16
本实施例与实施例13不同的是:步骤(2)中所述铁尾矿、页岩、增韧剂、助溶剂和发泡剂的质量百分比为:铁尾矿25%,页岩50%,增韧剂10%,助溶剂12%,发泡剂3%。所述增韧剂为白云母、碳化硅和萤石中的一种,所述助溶剂为硼砂、钾长石、钠长石和氧化铅中的一种,所述发泡剂为碳酸钠粉、碳化硅粉、铁粉和磷酸钙粉的混合物,质量百分比为:碳酸钠粉4%,碳化硅粉6%,铁粉20%,磷酸钙粉70%。其它步骤同实施例13。
上述实施例所制备的气孔均匀分布的铁尾矿烧结多孔保温轻质板材,体积密度为400~600kg/m3,导热系数为0.11~0.17W/m.K,抗压强度为7~10Mpa,可满足全国不同地区建筑节能50%的要求,与建筑物同寿命,具有很好的经济效益和社会效益。