CN104478343B - 一种酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料,它主要由以下按重量份配比的原料混合后压制成型,并经蒸压养护制成:红土镍渣50-92份,熟石灰4-30份或生石灰2-25份,水泥0-30份,水0-30份。本发明方法工艺简单,对成型设备要求不高,蒸压养护温度较低,蒸压养护时间较短,具有能耗低,固定资产投入较少的优点。此外制备得到的酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料强度高(最高可达40余MPa),耐水性好,孔隙率低,而且原材料主要为工业废渣,既环保又能够满足新型墙体材料的要求。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体是一种酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料及其制备方法。
背景技术
我国是镍的消耗大国,2013年中国镍产品需求量为91万吨,占全球总需求量的50%。镍矿主要分为硫化镍矿和氧化镍矿,其中后者占世界总资源四分之三,主要以红土镍矿为主。由于硫化矿品位高,所以20世纪80年代之前的镍及其合金主要利用是由硫化矿冶炼。但随着硫化矿资源减少,红土镍矿也日益受到重视。
随着越来越多的地区使用红土镍矿提取镍及其合金,随之而产生的废弃物也与日俱增,主要处置方式为简单堆存,这不仅浪费资源,而且占用大量的土地,破坏周边的生态环境。因此,对红土镍渣的综合利用迫在眉睫。
目前国内外的研究主要集中在如何从红土镍矿中提取镍及其合金的工艺方法,而未对因此而产生的红土镍渣提出处置方法。
此外,国内外也存在一些利用工业废弃物(如磷石膏/粉煤灰/尾矿/电解锰渣/建筑垃圾/硫化镍渣等)来制备蒸压墙体材料的方法,但都没有涉及到对红土镍渣的研究。另外,现阶段蒸压墙体材料成型压力一般为20MPa左右,蒸压温度150-190℃左右,蒸压时间约为6-8小时,能耗较高。
蒸压制品主要原理是钙质材料与硅质材料在蒸压养护的条件下,与水发生水化反应,产生CSH/托勃莫来石等产物提供强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料及其制备方法,使红土镍渣实现废物再利用,而且降低蒸压墙体材料的生产成本,得到的蒸压墙体材料强度高,耐水性好,孔隙率低。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题:
本发明酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料,它由以下按重量份配比的原料混合后压制成型,并经蒸压养护制成:
红土镍渣50-92份
熟石灰4-30份或生石灰2-25份
水泥0-30份
水0-30份。
为了降低成本,在红土镍渣利用率达到最大化的前提下,保证具有一定的强度,优选地所述红土镍渣基蒸压墙体材料中原料的重量份组成为:
红土镍渣70-85份
熟石灰10-15份或生石灰7-12份
水泥5-15份
水20-30份。
为了优化产品性能,还可在上述配方的基础上外掺总固体原料重量的0.2-2.0%的增强剂。所述增强剂为木质素磺酸盐类或聚羧酸类中的一种。
本发明酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料的制备方法,该方法的操作步骤如下:
先将各组分按比例混合均匀,压制成型,成型压力为10-40MPa,成型后的坯体直接放入蒸压釜内进行蒸压养护,蒸压温度30-190℃,蒸压时间1-12h。
本发明方法简单,对成型设备要求不高,蒸压养护温度较低,蒸压养护时间较短,具有能耗低,固定资产投入较少的优点。此外制备得到的酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料强度高(最高可达40余MPa),耐水性好,孔隙率低,而且原材料主要为工业废渣,既环保又能够满足新型墙体材料的要求。
具体实施方法
本发明方法所采用的红土镍渣为红土镍矿提取镍及其合金后的废弃物,其所含SiO2的重量百分数为40-85%,MgO的重量百分数为0-20%,Fe2O3的重量百分数为0-20%,Al2O3的重量百分数为0-15%,CaO的重量百分数为0-15%,烧失量的重量百分数为0-20%。
可见,红土镍渣的主要组分为二氧化硅,本发明通过合理利用红土镍渣,使其实现资源再利用,为墙体材料提供新原料,又可保护环境,避免作为废弃物堆置或填埋。
以下是本发明方法的实施例:
实施例1-6
下述实例中红土镍渣SiO2的重量百分数为61.68%,MgO的重量百分数为13.28%,Fe2O3的重量百分数为12.77%,Al2O3的重量百分数为2.48%,CaO的重量百分数为1.73%,烧失量的重量百分数为7.78%。
下述实例中红土镍渣中位径为13.13微米,粒径≤2微米的重量百分数为10%,径小于20微米大于2微米的重量百分数为50%,径小于45微米大于20微米的重量百分数为23%,径小于80微米大于45微米的重量百分数为10%,径≥80微米的重量百分数为7%。
下述实例中水泥粒径≤80微米的重量百分数为95%。下述实例中熟石灰≤80微米的重量百分数为100%,熟石灰中Ca(OH)2重量百分数≥95%。
另外水作为外掺物料,计算增重率时不参与计算。
实施例1-6制备过程如下:
按表1中的原料重量份组成混合各组分,放入直径为20mm×20mm的模具中压制成型,然后放入蒸压斧内进行蒸压养护,蒸压温度为170℃,蒸压6h。
表1
实施例7-10
实施例7-12制备过程如下:
按表2中的原料重量份组成混合各组分,放入直径为20mm×20mm的模具中压制成型,成型压力为20MPa,然后放入蒸压斧内进行蒸压养护。
表2
性能测试:
实施例1-6的性能测试结果如表3所示。
表3
实施例7-10的性能测试结果如表4所示。
表4
由表3/4可以看出,本发明酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料不仅废弃物利用率高,且性能优越,强度范围大,满足各种强度等级需求。
Claims (3)
1.一种酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料,其特征在于,它由以下按重量份配比的原料混合后压制成型,并经蒸压养护制成:
酸浸法红土镍渣50-92份
熟石灰4-30份或生石灰2-25份
水泥0-30份
水0-30份;
制备工艺包括如下操作步骤:
先将各组分按比例混合均匀,压制成型,成型压力为10-40MPa,成型后的坯体直接放入蒸压釜内进行蒸压养护,蒸压温度30-180℃,蒸压时间1-12h。
2.根据权利要求1所述酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料,其特征在于,所述原料的优选配比是:
酸浸法红土镍渣70-85份
熟石灰10-15份或生石灰7-12份
水泥5-15份
水20-30份。
3.根据权利要求1或2所述酸浸法红土镍渣基蒸压墙体材料,其特征在于,在配制的原料中加入总固体原料重量的0.2-2.0%增强剂,所述增强剂为木质素磺酸盐类或聚羧酸类中的一种。
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