CN108821748A - 利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法 - Google Patents

利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，将锂尾矿、钢渣尾矿均化处理，然后将锂尾矿、钢渣尾矿、粘土原料、水按一定比例配料，装入球磨机，混合磨细过筛除铁，放入泥浆池，然后压滤成泥饼，经练泥挤出泥段，再将泥段挤压成型为带有均匀分布5～10mm直通输水孔的烧结透水砖湿坯，湿坯经切割放托板上，送入隧道窑干燥；干坯按一定的烧成制度、在节能双层隧道窑内高温1100～1200℃烧成制得透水砖。本发明产品具有很好的透水、疏水性，无污染，强度高，耐腐蚀性强，防冻融性好，使用寿命长，能调节气候，消除城市热岛效应，保持地表水循环等多项功能，符合国家节能减排、保护环境、发展低碳经济的要求。

Description

利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法
技术领域
本发明属于固体废物利用技术领域，具体涉及一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法。
背景技术
随着我国经济高速发展、人民生活水平的不断提高以及城市的大规模建设，城市的地表绝大部分被建筑物、水泥混凝土、地板砖等所覆盖，这些固体物不利于雨水及时渗入地下，遇有大暴雨容易产生内涝，给城市人们的出行、交通安全带来很大的问题。每年夏季全国各地城市普遍出现这种情况，惨痛的教训历历在目。另外，现用的道路广场砖一般为水泥砂子免烧砖，基本没有渗水性能，而且使用寿命短，几年后（碎裂、粉化）需要重新更换。
为解决这些问题，城市管理者除了改造地下管网（加粗管道）外，研制生产新型透水砖用于铺设地面，加速雨水渗入地下，势在必行。
锂尾矿是浮选锂精矿后的固体废物，产出量大，堆积如山。同时，钢铁厂每天产生很多钢渣废物。这些固体废物既占用了土地，又污染了环境。
锂尾矿中主要成分含硅、铝、钾、钠及微量的锂、铁、钛等成分，是生产透水砖的理想材料，具有烧结温度低，细度好不用球磨的特点。
钢渣尾矿含有多种有用成分：金属铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等。其矿物组成以硅酸三钙为主，其次是硅酸二钙、RO相、铁酸二钙和游离氧化钙。钢渣为孰料，是重熔相，熔化温度低。重新熔化时，液相形成早，流动性好。
废物利用、变废为宝，为本发明创造的初衷，符合国家大力提倡的节能减排、废物利用、保护环境的政策和绿色发展的新理念。
用锂尾矿及钢渣尾矿为主要原料生产的透水砖产品，是一种新型城市地面装饰材料，它具有良好的透水性（疏水性），下暴雨时雨水会较快渗透到砖下面，流入下水道，天晴时，渗入砖下面的水分会慢慢地蒸发到大气中，起到调节空气温湿度的作用；同时利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖，废物利用、变废为宝，符合国家大力提倡的节能减排、废物利用、保护环境的政策和绿色发展的新理念。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎，两者分别过筛；
（2）配料：将锂尾矿、钢渣尾矿、粘土原料、水装入球磨机，混合磨细12～15h，过80～100目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后经练泥挤出泥段，再将泥段挤压成型为烧结直通输水型透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑干燥形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度在高温1100～1200℃烧成，制得成品砖。
本发明所述步骤（1）中，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛。
本发明所述步骤（2）配料，加入锂尾矿50～60份、钢渣尾矿10～25份、粘土原料30～40份、最后加水40～50份。
本发明所述步骤（3）中，经练泥挤出的泥段含水率15～20%。
本发明所述步骤（3）中，烧结直通输水型透水砖湿坯上面均匀分布着直径5～10mm的直通输水孔，相邻两个输水孔的边缘间距不小于20mm且不大于50mm。
本发明所述步骤（3）中，湿坯放托板上，送入干燥隧道窑在60～80℃下干燥8～12h形成干坯。
本发明所述步骤（3）中，烧成制度为：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温。
本发明所述锂尾矿主要化学成分及含量：SiO2：78.01%、Al2O3：14.96%、Fe2O3：0.35%、CaO：0.28%、K2O：1.87%、Na2O：3.12%；所述钢渣尾矿主要化学成分及含量：SiO2：16.73%、Al2O3：5.06%、Fe2O3：2.3%、TiO2：0.86%、CaO：48%、MgO：11.62%、K2O：0.075%、Na2O：0.17%、SO3：0.57%、MnO2：2.21%、CaF2：2.2%、Fe：0.68%、P2O5 ：1.04%、Loss：2.58%。
本发明的“练泥”过程为:泥饼放入有螺旋叶片的搅泥机，对泥饼进行搅拌、切割，在-0.095～-0.1Mpa真空度下真空处理，出泥速率1～1.5M/min，挤出泥段。练泥的目的：脱出泥料中的气泡，使泥料水分均匀、塑性好，并挤出泥段待用。
本发明所述方法生产的烧结直通输水型透水砖产品抗折强度4.2～5.5MPa，劈裂抗拉强度4.2～5.2MPa，透水系数3.0～3.5×10-2cm/s；耐磨性：磨坑长度≤35mm，防滑性：BPN≥60，抗冻性合格，指标符合并优于国家标准GB/T 25933-2010《透水路面砖和透水路面板》。
本发明利用锂尾矿及钢渣尾矿生产的烧结直通输水型透水砖产品检测方法参考国家标准GB/T 25933-2010《透水路面砖和透水路面板》，相关要求见表1。
表1 透水路面砖和透水路面板性能指标
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明以锂尾矿、钢渣尾矿为透水砖的主要原料，采用挤压成形，生产出直通疏水型砖坯，砖坯上面均匀分布着直径5～10mm的直通输水孔，经高温烧成，制得的透水砖强度高，透水、疏水性能好，抗冻融性合格，使用寿命长。2、本发明制成的烧结透水砖产品，解决了锂尾矿、钢渣尾矿废弃物的处理处置问题，减少了宝贵土地资源的占用；实现了锂尾矿、钢渣尾矿的资源化利用，减少了对自然环境的污染，变废为宝。3、本发明产品具有很好的透水、疏水性，无污染，强度高，耐腐蚀性强，防冻融性好，使用寿命长，能调节气候，消除城市热岛效应，保持地表水循环等多项功能，符合国家节能减排、保护环境、发展低碳经济的要求。4、本发明所述方法生产的烧结直通输水型透水砖产品抗折强度4.2～5.5MPa，劈裂抗拉强度4.2～5.2MPa，透水系数3.0～3.5×10-2cm/s；耐磨性：磨坑长度≤35mm，防滑性：BPN≥60，抗冻性合格；指标符合并优于国家标准GB/T25933-2010《透水路面砖和透水路面板》。
具体实施方式
实施例1
一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛；
（2）配料：将锂尾矿52kg、钢渣尾矿15kg、粘土原料33kg、水42kg装入球磨机，混合磨细13h，过80目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后练泥，经练泥挤出泥段，泥段含水率17%，再将泥段挤压成型为带有均匀分布8mm直通输水孔的烧结透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑在80℃下干燥12h形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温，在高温1120℃烧成，制得成品砖。
经检测，产品的抗折强度4.5MPa，劈裂抗拉强度4.2MPa，透水系数3.0×102cm/s，耐磨性：磨坑长度31mm，防滑性：BPN 71，抗冻性合格；指标符合并优于国家标准GB/T25933-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
实施例2
一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛；
（2）配料：将锂尾矿55kg、钢渣尾矿20kg、粘土原料35kg、水45kg装入球磨机，混合磨细12h，过80目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后练泥，经练泥挤出泥段，泥段含水率19%，再将泥段挤压成型为带有均匀分布8mm直通输水孔的烧结透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑在80℃下干燥12h形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温，在高温1150℃烧成，制得成品砖。
经检测，产品的抗折强度5.0MPa，劈裂抗拉强度4.8MPa，透水系数3.2×102cm/s，耐磨性：磨坑长度30mm，防滑性：BPN 72，抗冻性合格；指标符合并优于国家标准GB/T25933-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
实施例3
一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛；
（2）配料：将锂尾矿57kg、钢渣尾矿22kg、粘土原料38kg、水47kg装入球磨机，混合磨细13h，过80目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后练泥，经练泥挤出泥段，泥段含水率18%，再将泥段挤压成型为带有均匀分布8mm直通输水孔的烧结透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑在80℃下干燥12h形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温，在高温1180℃烧成，制得成品砖。
经检测，产品的抗折强度5.5MPa，劈裂抗拉强度5.2MPa，透水系数3.5×102cm/s，耐磨性：磨坑长度28mm，防滑性：BPN 75，抗冻性合格；指标符合并优于国家标准GB/T25933-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
实施例4
一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛；
（2）配料：将锂尾矿50kg、钢渣尾矿10kg、粘土原料30kg、水40kg装入球磨机，混合磨细12h，过90目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后练泥，经练泥挤出泥段，泥段含水率15%，再将泥段挤压成型为带有均匀分布5mm直通输水孔的烧结透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑在60℃下干燥8h形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温，在高温1100℃烧成，制得成品砖。
经检测，产品的抗折强度4.2MPa，劈裂抗拉强度4.2MPa，透水系数3.2×102cm/s，耐磨性：磨坑长度32mm，防滑性：BPN 68，抗冻性合格；指标符合并优于国家标准GB/T25933-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
实施例5
一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛；
（2）配料：将锂尾矿60kg、钢渣尾矿25kg、粘土原料40kg、水50kg装入球磨机，混合磨细15h，过100目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后练泥，经练泥挤出泥段，泥段含水率20%，再将泥段挤压成型为带有均匀分布10mm直通输水孔的烧结透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑在80℃下干燥12h形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温，在高温1200℃烧成，制得成品砖。
经检测，产品的抗折强度4.8MPa，劈裂抗拉强度4.6MPa，透水系数3.1×102cm/s，耐磨性：磨坑长度25mm，防滑性：BPN 78，抗冻性合格；指标符合并优于国家标准GB/T25933-2010《透水路面砖和透水路面板》的要求。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）锂尾矿、钢渣尾矿均化处理：首先将锂尾矿、钢渣尾矿分别均化处理，钢渣尾矿均化后粉碎，两者分别过筛；
（2）配料：将锂尾矿、钢渣尾矿、粘土原料、水装入球磨机，混合磨细12～15h，过80～100目筛除铁；
（3）烧结直通输水型透水砖的制备：将除铁后配料放入泥浆池，压滤成泥饼，然后经练泥挤出泥段，再将泥段挤压成型为烧结直通输水型透水砖湿坯，湿坯切割后放托板上，送入干燥隧道窑干燥形成干坯，干坯在节能双层隧道窑内按烧成制度在高温1100～1200℃烧成，制得成品砖。
2.根据权利要求1所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，钢渣尾矿均化后粉碎过10目筛，锂尾矿均化后过20目筛。
3.根据权利要求1所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（2）配料，加入锂尾矿50～60份、钢渣尾矿10～25份、粘土原料30～40份、最后加水40～50份。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，经练泥挤出的泥段含水率15～20%。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，烧结直通输水型透水砖湿坯上面均匀分布着直径5～10mm的直通输水孔，相邻两个输水孔的边缘间距不小于20mm且不大于50mm。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，湿坯放托板上，送入干燥隧道窑在60～80℃下干燥8～12h形成干坯。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，烧成制度为：室温～1100℃、升温速率150℃/h，在1100～1200℃、保温1h，1200≥T≥900℃、降温速率75℃/h，900＞T≥700℃、降温速率200℃/h，700＞T≥500℃、降温速率50℃/h，出窑温度500＞T≥50℃、降温速率150℃/h，其中T为窑温。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述锂尾矿主要化学成分及含量：SiO2：78.01%、Al2O3：14.96%、Fe2O3：0.35%、CaO：0.28%、K2O：1.87%、Na2O：3.12%；所述钢渣尾矿主要化学成分及含量：SiO2：16.73%、Al2O3：5.06%、Fe2O3：2.3%、TiO2：0.86%、CaO：48%、MgO：11.62%、K2O：0.075%、Na2O：0.17%、SO3：0.57%、MnO2：2.21%、CaF2：2.2%、Fe：0.68%、P2O5 ：1.04%、Loss：2.58%。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用锂尾矿及钢渣尾矿生产烧结直通输水型透水砖的方法，其特征在于，所述方法生产的烧结直通输水型透水砖产品抗折强度4.2～5.5MPa，劈裂抗拉强度4.2～5.2MPa，透水系数3.0～3.5×10-2cm/s；耐磨性：磨坑长度≤35mm，防滑性：BPN≥60，抗冻性合格。
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