CN106810158A - 专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，该免烧砖的制备材料包括90‑97重量份的铁尾矿、3‑10重量份的水泥、8‑10重量份的水以及0.01‑0.1重量份的土体稳定剂，所述土体稳定剂由100重量份的水，1‑15重量份的表面活性剂，0.1‑10重量份的硼酸或硼酸盐组成。采用铁尾矿作为免烧砖的主体材料，制备的免烧砖具有很好的抗压强度和耐水性。

Description

专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖

技术领域

本发明涉及环保领域，具体地，涉及采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖。

背景技术

矿石资源是人类赖以生存的重要物资，矿石的开发利用体现了一个国家的技术和经济实力。矿石资源是不可再生资源，选矿技术和矿石的品位限制了矿石资源的充分利用。选矿厂尾矿是在一定的技术条件下，从精选矿石中选取有用成分后产生的固体废弃物。

铁尾矿是铁矿石经过磨细、选别之后产生的工业固体废弃物。目前，我国的铁尾矿综合利用率仅有 7%，而堆存量有十几亿吨，占全部尾矿堆存总量的近三分之一。因此，铁尾矿的综合回收利用问题已受到人们的广泛关注。

随着世界各国节能减排的呼声越来越高，因免烧制品具有生产成本低、工艺简单、绿色环保等特点被广泛生产及应用。烧结砖在制备过程中步骤繁琐，不仅消耗了大量土地，而且消耗大量热能、排放大量的 CO2，不符合我国“节能减排”的政策。采用铁尾矿制作免烧砖可以资源化利用铁尾矿。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，所述免烧砖的制备材料包括90-97重量份的铁尾矿、3-10重量份的水泥、8-10重量份的水以及0.01-0.1重量份的土体稳定剂，所述土体稳定剂由100重量份的水，1-15重量份的表面活性剂，0.1-10重量份的硼酸或硼酸盐组成。

所述水泥为425#普通硅酸盐水泥。

所述土体稳定剂的pH值被调整至8-11。

所述表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、硬脂酸盐、烷基醚羧酸盐、丁基奈磺酸盐中一种或几种。

所述免烧砖的制备材料还包括0.5-3重量份的硅溶胶以及0.01-0.1重量份的硫酸钠。

一种免烧砖的制备方法，包括以下步骤：

将3-10重量份的水泥、8-10重量份的水与90-97重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合3-15分钟，得到水泥铁尾矿混料；

将得到的水泥铁尾矿混料、0.5-3重量份的硅溶胶与0.01-0.1重量份的土体稳定剂在第二混料仓中混合3-15分钟后，加入0.01-0.1重量份的硫酸钠混合3-5分钟，得到免烧砖混合料；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

本发明的表面活性剂能够吸附于大颗粒的表面，改变颗粒表面的亲水性，使得颗粒具有屏蔽水的作用，降低颗粒的吸水性，制备得到的免烧砖具有很好的抗渗透性，进而具有很好的抗压强度。本发明选择的表面活性剂具有较长的烷基链段，烷基链段具有极好的柔韧性和斥水性，能够更加有效地提高颗粒表面的斥水性。本发明采用了少量的水泥，加入了硼酸或硼酸盐，大大提高了免烧砖的抗压强度，采用了本发明的土体稳定剂，可以大量地减少水泥的使用量而不降低成型免烧砖的抗压强度。

本发明所述的8-10重量份的水可以是外加的水，也可以是外加的水以及铁尾矿含水的总和。本发明的压制强度为20Mpa。对于硅含量较低的铁尾矿，获得的免烧砖力学强度较低，本发明加入了硅溶胶与硫酸钠，硫酸钠作为硅溶胶的活化剂，硅溶胶在矿石表面形成并交联，与土体稳定剂中的硼酸互相配合，提高了免烧砖中颗粒之间的交联度，大大提高了免烧砖的力学强度。

传统方法将铁尾矿作为骨料制标准砖，需大量掺入水泥，成型后必须经过“蒸养”才能达到强度标准。不但要大量消耗能源，污染环境，还大量消耗原生资源（水泥），单砖成本高。本发明采用专用的土体稳定剂，仅仅采用铁尾矿作为免烧砖的主体材料，制备的免烧砖具有很好的抗压强度和耐水性。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

下面参照几个例子详细描述本发明。

实施例1

将8重量份的水泥与92重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合15分钟，得到水泥铁尾矿混料；铁尾矿来自唐山，SiO2含量70%，CaO含量5%，Fe2O3含量5%，Al2O3含量8%，MgO含量4%，TFe含量4%，烧失量3%；

将得到的水泥铁尾矿混料与0.015重量份的土体稳定剂、8重量份的水在第二混料仓中混合0.5小时，免烧砖混合料；土体稳定剂由100重量份的水，8重量份的表面活性剂，5重量份的硼酸组成；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

免烧砖成品（240×115×90）根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。

实施例2

将8重量份的水泥与92重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合15分钟，得到水泥铁尾矿混料；铁尾矿来自北京，SiO2含量21%，CaO含量5%，Fe2O3含量6%，Al2O3含量9%，MgO含量5%，TFe含量8%，烧失量3%；

将得到的水泥铁尾矿混料与0.015重量份的土体稳定剂、8重量份的水在第二混料仓中混合0.5小时，免烧砖混合料；土体稳定剂由100重量份的水，8重量份的表面活性剂，5重量份的硼酸组成；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

免烧砖成品（240×115×90）根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。

实施例3

将8重量份的水泥与92重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合15分钟，得到水泥铁尾矿混料；铁尾矿来自鞍山，SiO2含量73%，CaO含量3%，Fe2O3含量6%，Al2O3含量4%，MgO含量5%，TFe含量4%，烧失量3%；

将得到的水泥铁尾矿混料与0.015重量份的土体稳定剂、8重量份的水在第二混料仓中混合0.5小时，免烧砖混合料；土体稳定剂由100重量份的水，8重量份的表面活性剂，5重量份的硼酸组成；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

免烧砖成品（240×115×90）根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。

实施例4

将8重量份的水泥与92重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合15分钟，得到水泥铁尾矿混料；铁尾矿来自恩施，SiO2含量73%，CaO含量3%， Al2O3含量11%，MgO含量1%，TFe含量33%，烧失量8%；

将得到的水泥铁尾矿混料与0.015重量份的土体稳定剂、8重量份的水在第二混料仓中混合0.5小时，免烧砖混合料；土体稳定剂由100重量份的水，8重量份的表面活性剂，5重量份的硼酸组成；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

免烧砖成品（240×115×90）根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。

实施例5

将6重量份的水泥与94重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合15分钟，得到水泥铁尾矿混料；铁尾矿来自恩施，SiO2含量73%，CaO含量3%， Al2O3含量11%，MgO含量1%，TFe含量33%，烧失量8%；

将得到的水泥铁尾矿混料、1.5重量份的硅溶胶（ludox AM-30硅溶胶）与0.015重量份的土体稳定剂在第二混料仓中混合10分钟后，加入0.05重量份的硫酸钠混合5分钟，得到免烧砖混合料；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。

免烧砖成品（240×115×90）根据GB8239-97 测试5块免烧砖抗压强度平均值以及单块抗压强度最低值以及耐水性。

对比例1，与实施例5相同，不加入0.05重量份的硫酸钠。

通过设置对比例，与实施例1相同，不采用本发明的土体稳定剂，获得的免烧砖平均抗压强度为11.2MPa，软化系数为0.85。可以看出，本发明的土体稳定剂可以大大提高免烧砖的力学强度。同时采用了硅溶胶的实施例5在硅含量低的铁尾矿中也能获得很好的效果。通过设置对比例，与实施例5相同，不使用本发明的土体稳定剂，得到的免烧砖的平均抗压强度为13.1MPa，软化系数为0.84。可以看出，硅溶胶和土体稳定剂形成了很好的协同作用。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (6)

1.一种采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的制备材料包括90-97重量份的铁尾矿、3-10重量份的水泥、8-10重量份的水以及0.01-0.1重量份的土体稳定剂，所述土体稳定剂由100重量份的水，1-15重量份的表面活性剂，0.1-10重量份的硼酸或硼酸盐组成。

2.根据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，其特征在于，所述水泥为425#普通硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，其特征在于，所述土体稳定剂的pH值被调整至8-11。

4.根据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，其特征在于，所述表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、硬脂酸盐、烷基醚羧酸盐、丁基奈磺酸盐中一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种采用专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的制备材料还包括0.5-3重量份的硅溶胶以及0.01-0.1重量份的硫酸钠。

6.一种免烧砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将3-10重量份的水泥、8-10重量份的水与90-97重量份的铁尾矿在第一混料仓中混合3-15分钟，得到水泥铁尾矿混料；

将得到的水泥铁尾矿混料、0.5-3重量份的硅溶胶与0.01-0.1重量份的土体稳定剂在第二混料仓中混合3-15分钟后，加入0.01-0.1重量份的硫酸钠混合3-5分钟，得到免烧砖混合料；

将免烧砖混合料常温下压制成型、自然养护得到免烧砖成品。