CN102531667A - 建筑保温墙体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用工业废渣赤泥、铁尾矿、长石和黄沙，通过高温发泡法制备建筑保温墙体材料的方法。该建筑保温墙体材料的原料主要由以下原料组成：赤泥20%～40%，铁尾矿15%～30%，长石20%～30%，黄沙12%～20%，发泡剂2%～8%，均为质量百分比。该建筑保温墙体材料的制备方法包括混料、坯体制备、高温发泡等步骤。本发明对于高效利用工业废渣、减少工业废渣对环境的污染、降低生产成本具有重要的意义；同时，生产的建筑保温墙体材料轻质、多孔、强度较高，具有较好的保温、隔热、隔音功能等。

Description

建筑保温墙体材料及其制备方法
技术领域
 本发明涉及建筑保温材料领域，具体涉及一种利用工业废渣赤泥、铁尾矿制备建筑保温墙体材料的方法。
背景技术
赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的颗粒极细、强碱性固体废渣，每生产1吨氧化铝，大约产生赤泥0.8~1.5吨。我国是氧化铝生产大国，2009年生产氧化铝2378万吨，约占世界总产量的30%，产生的赤泥近3000万吨。目前，我国赤泥综合利用率仅为4%，累积堆存量达到2亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加。预计到2015年，赤泥累计堆放量将达到3.5亿吨。赤泥的大量堆放，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。
在公开号CN101468905A中，其公开处理赤泥的方法是：“将一定比例的干赤泥、粉煤灰、碎石粉、石灰、石膏和硫酸镁混合后，用轮碾搅拌的方式搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水之后搅拌均匀，压制成型，再蒸压、存放后得免烧砖产品”。
铁尾矿是铁选厂在特定经济技术条件下，将铁矿石磨细，选取“有用组分”后排放的废弃物。据不完全统计，目前我国发现的矿产有150多种，开发建立8000多座矿山，累计生产尾矿59.7亿吨。其中，堆存铁尾矿量高达十几亿吨，占全部尾矿堆存总量的近1/3，而且，每年排出铁尾矿近3亿吨，综合利用率还不到20%。大量的铁尾矿一般采用堆填处置，不仅浪费资源，同时挤占土地，工厂还得支付土地征用费、运费和填埋费等，增加了钢铁的生产成本，同时还造成环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种建筑保温材料及其制备方法，其采用赤泥、铁尾矿、长石、黄沙为原料，加入发泡剂球磨、干燥，制得粉体后在15MPa压力下压制成型，在自然状态或干燥箱中80℃干燥12h；再将干燥的坯体置于窑炉中烧成，烧成制度为：得到轻质、多孔、强度较高，具有较好的保温、隔热、隔音功能的建筑保温材料，该建筑保温材料符合国家标准要求。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
本发明提供的建筑保温材料，其主要原料为：赤泥20%～40%，铁尾矿15%～30%，长石20%～30%，黄沙12%～20%，发泡剂2%～5%，均为质量百分比，各原料按比例混合。
所述的赤泥的主要组成为：SiO220.56%、CaO41.83%、Fe2O39.62%、Al2O37.9%、Na2CO37.8%和多种微量成分，均为质量百分比。
所述的铁尾矿的主要组成为SiO275.91%、CaO1.82%、TFe11.69%、Al2O30.65%、MgO1.51%及杂质，均为质量百分比。
所述的长石的主要组成为SiO266.71%，Al2O319.79%，CaO1.25%，Fe2O30.28%，Na2O10.26%及杂质，均为质量百分比。
本发明提供的上述建筑保温材料，其利用赤泥和铁尾矿来制备，该制备包括以下步骤： 
（1）原料的制备： 
将赤泥、铁尾矿、黄沙、长石和发泡剂按比例混合，加入20%左右的水球磨4小时，将球磨后的浆料烘干，制得粒径小于74um的粉体。
（2）坯体的制备：
将制得的粉体加入适量的5%PVA交联剂混合均匀，在15MPa压力下压制成型。
（3）干燥：
将成型的坯体置于自然状态或干燥箱中80℃干燥12h，得到干燥后的坯体。
（4）烧成：
将干燥后的坯体置于窑炉中，室温→120℃，升温速率为2℃/min保温60min，；120℃→650℃，升温速率为2℃/min，保温120min；650℃→900℃，升温速率为10℃/min，保温60min；900℃→1200℃左右，升温速率为10℃/min，保温240min～480min；最后随炉冷却至室温，即得建筑保温墙体材料。
所述原料可由以下原料混合后，加水球磨4～6小时后干燥制粉体制成：赤泥30%，铁尾矿25%，长石22%，黄砂18%，发泡剂5%，均为质量百分比。
本发明与现有技术相比具有的优点主要是：使得工业废渣赤泥与铁尾矿得到有效利用，使赤泥与铁尾矿对环境的污染减小，有利于资源的循环利用。该建筑保温材料的生产具有周期短，成本低，无放射性污染，密度较低，强度高的优点。经检验：气孔率、抗压强度达到GB 13544-2011的要求；密度、导热系数达到JC/T 1062-2007的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述
实施例1：
1．配料：
原料配比按以下重量百分比计：赤泥38%，铁尾矿20%，长石22%，黄沙15%，发泡剂5%；加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2．成型：将制得的粉体在15MPa下压制成型，得到坯体。
3．干燥：置于自然状态或干燥箱中80℃干燥24h。
4．烧成：室温→120℃，升温速率为2℃/min，保温60min；120℃→650℃，升温速率为2℃/min，保温120min；650℃→900℃，升温速率为10℃/min，保温60min；900℃→1200℃左右，升温速率为10℃/min，保温240min～480min；最后随炉冷却至室温，即得建筑保温墙体材料。
经测试，建筑保温材料的密度为0.73g/cm3，符合JC/T 1062-2007的要求；气孔率为44.2%，抗压强度为23.7MPa，符合GB 13544-2011的要求；导热系数为0.18 w/(m·k)，符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例2：
1．配料：
原料配比按以下重量百分比：赤泥35%，铁尾矿22%，长石20%，黄沙18%，发泡剂5%；加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2．其他同实施例1
经测试，建筑保温材料的密度为0.81g/cm3，符合JC/T 1062-2007的要求；气孔率为42.6%，抗压强度为25.2MPa，符合GB 13544-2011的要求；导热系数为0.17 w/(m·k)，符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例3：
1．配料：
原料配比按以下重量百分比：赤泥30%，铁尾矿25%，长石25%，黄沙14%，发泡剂6%；加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2．其它同实施例1
经测试，建筑保温材料的密度为0.75g/cm3，符合JC/T 1062-2007的要求；气孔率为46.8%，抗压强度为23.9MPa，符合GB 13544-2011的要求；导热系数为0.15 w/(m·k)，符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例4：
1．配料：
原料配比按以下重量百分比：赤泥28%，铁尾矿25%，长石24%，黄沙16%，发泡剂7%；加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2．其它同实施例1
经测试，建筑保温材料的密度为0.79g/cm3，符合JC/T 1062-2007的要求；气孔率为46.1%，抗压强度为25.1MP，符合GB 13544-2011的要求; 导热系数为0.17 w/(m·k)，符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例5：
 1．配料：
原料配比按以下重量百分比：赤泥25%，铁尾矿26%，长石28%，黄沙15%，发泡剂7%；加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2．其它同实施例1
经测试，建筑保温材料的密度为0.72g/cm3，符合JC/T 1062-2007的要求；气孔率为46.9%，抗压强度为23.6MP，符合GB 13544-2011的要求；导热系数为0.19 w/(m·k)，符合 JC/T 1062-2007的要求。
实施例6：
 1．配料：
原料配比按以下重量百分比：赤泥23%，铁尾矿28%，长石26%，黄沙18%，发泡剂5%；加入20%水球磨后干燥制得粉体。
2．其它同实施例1
经测试，建筑保温材料的密度为0.78g/cm3，符合JC/T 1062-2007的要求；气孔率为43.7%，抗压强度为24.0MP，符合GB 13544-2011的要求；导热系数为0.14 w/(m·k)，符合 JC/T 1062-2007的要求。

Claims (9)

1.一种建筑保温墙体材料，其特征是材料原料主要组分质量百分比为：赤泥20%～40%，铁尾矿15%～30%，长石20%～30%，黄沙12%～20%，发泡剂2%～5%；各原料按比例球磨混合均匀，然后造粉、压制成型，再经高温烧结发泡，得到建筑保温墙体材料制品。
2.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料，其特征在于赤泥的主要组成为质量百分比的SiO220.56%、CaO41.83%、Fe2O39.62%、Al2O37.9%、Na2CO37.8%和多种微量成分。
3.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料，其特征在于铁尾矿的主要组成为质量百分比的SiO275.91%、CaO1.82%、TFe11.69%、Al2O30.65%、MgO1.51%及杂质。
4.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料，其特征在于长石的主要组成为质量百分比的SiO266.71%，Al2O319.79%，CaO1.25%，Fe2O30.28%，Na2O10.26%及杂质。
5.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料，其特征在于所使用的发泡剂为CaCO3、CaSO4、SiC。
6.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料，其特征在发泡剂的粒径小于44um。
7.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料，其特征在于用5%PVA溶液作为交联剂。
8.一种建筑保温墙体材料的制备方法，其特征包括以下步骤：
（1）浆料的制备： 
先将赤泥、铁尾矿、长石、黄沙、和发泡剂按比例混合，得到混合的物料；
（2）混合料的处理
将混合好的物料加入适量的水，球磨4～6小时，干燥后制成粉体；
（3）坯体的制备：
将制得的粉体压制成型；
（4）干燥：
将成型的坯体置于自然状态或干燥箱中干燥；
（5）烧制
将干燥好的坯体置于窑炉中烧制。
9.根据权利要求1所述的建筑保温墙体材料的制备方法，其特征在于干燥箱中的温度不低于80℃，干燥时间为12h，再置于窑炉中在1200℃左右烧制。
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