CN1962522A - 一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法 - Google Patents

一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖，其主要组分为：含铁废盐酸液适量；粘土30－50重量份，页岩40－60重量份，煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合10－20重量份，铁矿废渣1－3重量份，上述各种物料的颗粒小于1毫米。其制备方法可为将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣进行反应后的上清液与上述重量份的物料进行充分搅拌、混匀，经陈化、碾压、再搅拌、挤压、切坯、码坯后，静置干燥、烧结，后自然冷却即得。本发明用含铁废盐酸液制备多孔砖、空心砖，克服了现有钢厂处理废盐酸液成本高、不彻底、污染环境等不足。采用本发明方法制备的多孔砖、空心砖可用于建筑领域中。

Description

一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用含铁废盐酸液及粘土等为原料制备的建筑用多孔砖、空心砖及其制备方法。
背景技术
在冷轧带钢的生产过程中，需要对钢材的表面进行处理，对其的处理过程也就是酸洗过程；即将钢材浸入酸浓度为20％左右的酸洗槽中进行酸洗，随着酸洗的进行，酸浓度逐渐降低，铁浓度不断升高，当溶液中酸浓度降至6％-8％，生成的铁浓度超过20％-25％时，酸洗速率下降，酸洗液必须更换。由于盐酸的价格比硫酸要便宜，且盐酸酸洗比硫酸酸洗具有更突出的优点，因此近年来酸洗介质逐步由盐酸所取代。但二者都有废酸处理问题，而废酸处理措施又与建设投资、产品成本、环境保护有着密切的关系，不同的处理方法，对以上三个方面的影响程度各不相同。目前已有的废酸处理方法，大致有六种：一是喷雾焙烧法；二是萃取-焙烧法；三是萃取-补氯法；四是萃取-中和法；五是渗析-中和法；六是中和法。其中喷雾焙烧法是目前废盐酸处理较为先进的方法，多为较大型钢厂使用；其它几种或投资很大，或处理不彻底，或技术不成熟，所以较少采用。现今世界上有300条左右的生产线都是采用喷雾焙烧法处理废盐酸，我国现有的数条废盐酸处理也是采用这种方法。但由于此法技术含量高，设备投资大，一些中小企业无力承担，所以，目前一些中小型钢厂的盐酸酸洗废液，多采用中和法简单处理后排放。由于处理不彻底，废酸量大，致使钢厂外排水无法达标。经粗略统计，每年全国有数百万吨含铁废盐酸采用此法排放，极大地污染、破坏了环境。
发明内容
为解决现今部分钢厂废盐酸处理过程中存在的问题，发明人根据多年实践经验，经过查阅大量文献资料和上百次试验，研制出本发明用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法。
本发明的目的在于提供一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法，以降低企业成本、减少污染，造福社会。
为实现本发明的目的，本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖，其主要组分为：
1)、PH值为5.5-7.0含铁废盐酸液适量；
2)、粘土30-50重量份，优选为40重量份；页岩40-60重量份，优选为50重量份；煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合10-20重量份，优选为15重量份；铁矿废渣1-3重量份，优选为2重量份；上述各种物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其步骤为：
1)、将粘土、页岩、煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣进行反应，使其PH值达到5.5-7.0；
3)、将步骤2)中的上清液与粘土30-50重量份，优选为40重量份；页岩40-60重量份，优选为50重量份；煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合10-20重量份，优选为15重量份；铁矿废渣1-3重量份，优选为2重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经72-120小时陈化后，优选为96小时，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为15-25％的空心泥条，优选为20％，压力为15-25kg/cm2，优选为20kg/cm2，真空度为0.05-0.15Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为80-120℃，时间为24-72小时；
7)、后将砖坯在温度为780-1200℃条件下烧结，优选为950-1050℃烧制36-48小时，后自然冷却即得。
本发明技术方案中，所述的粘土，主要是指一般普通砖用的粘土；
所述的页岩可为：黑色页岩、碳质页岩、油页岩、硅质页岩或铁质页岩等，在我国分布广泛，且储量巨大；
所述煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石、铁矿废渣等都属煤矿、电厂、钢铁厂等的废料，成本低廉，来源广泛；
所述烧结，可采用已知的轮窑或隧道窑等常规的烧砖方法；
本发明中所用设备均为制砖厂常用设备，只是存储及进行反应时的储液槽为防酸型，可为水泥等制作的反应槽、罐等，但要通风良好。
本发明中废盐酸液取自钢厂的废弃物，既解决了废盐酸的处理问题，又避免了环境污染，还降低了成本；且又因反应后的废盐酸中含有30％以上的氯化亚铁和少量的盐酸等其它物质，其与上述各种物料的混合，也会发生部分化学反应，特别是经过烧结后，形成复杂的三价氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化硅等混合物，由于有三价铁化合物，产品呈现鲜红色，且这些复杂氧化物的混合体，使砖体更加致密，强度更高，抗折性能更好，具有其它不加含铁废盐酸砖无法比拟的优点。
同时，由于里面混有内燃物，煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石等，使得本发明制造的砖在烧结过程中，还具有其它优点：①既节能降耗，又减少环境污染；②可加快轮窑、隧道窑焙烧速度，加速轮窑、隧道窑周转，提高产量和质量；③缩短坯体干燥周期，减轻空心砖容重，减小导热系数和热损失，提高隔热保温能力；④减轻烧火工的劳动强度和煤灰污染，改善出窑作业条件。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1  本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖
组成：1)、PH值为5.5含铁废盐酸液适量；
2)、粘土30重量份，页岩60重量份，煤渣10重量份，铁矿废渣3重量份；上述各种物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将粘土、页岩、煤渣、铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米；
2)、将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣等进行反应，使其PH值达到5.5；
3)、将步骤2)中上清液与上述粘土30重量份，页岩60重量份，煤渣10重量份，铁矿废渣3重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经72小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为25％的空心泥条，压力为15kg/cm2，真空度为0.15Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为120℃，时间为24小时；
7)、后将砖坯在温度为1200℃条件下烧结，烧制36小时，后自然冷却即得。
实施例2本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖
组成：1)、PH值为6.8含铁废盐酸液适量；
2)、粘土50重量份，页岩40重量份，劣质煤20重量份，铁矿废渣1重量份；上述各种物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将粘土、页岩、劣质煤及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米；
2)、将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣等进行反应，使其PH值达到6.8；
3)、将步骤2)中的上清液与上述粘土50重量份，页岩40重量份，劣质煤20重量份，铁矿废渣1重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经120小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为15％的空心泥条，压力为25kg/cm2，真空度为0.05Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为80℃，时间为72小时；
7)、后将砖坯在温度为780℃条件下烧结，烧制48小时，后自然冷却即得。
实施例3  本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖
组成：1)、PH值为6.0含铁废盐酸液适量；
2)、粘土40重量份，页岩50重量份，煤渣、煤矸石混合15重量份，铁矿废渣2重量份；上述各种物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将粘土、页岩、煤渣、煤矸石及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米；
2)、将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣等进行反应，使其PH值达到6.0；
3)、将步骤2)中的上清液与上述粘土40重量份，页岩50重量份，煤渣、煤矸石混合15重量份，铁矿废渣2重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经96小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为20％的空心泥条，压力为20kg/cm2，真空度为0.10Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为100℃，时间为48小时；
7)、后将砖坯在温度为1000℃条件下烧结，烧制42小时，后自然冷却即得。
实施例4本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖
组成：1)、PH值为6.5含铁废盐酸液适量；
2)、粘土35重量份，页岩55重量份，粉煤灰12重量份，铁矿废渣1.5重量份；上述各种物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将粘土、页岩、粉煤灰及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米；
2)、将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣等进行反应，使其PH值达到6.5；
3)、将步骤2)中的上清液与上述粘土35重量份，页岩55重量份，粉煤灰12重量份，铁矿废渣1.5重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经80小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为18％的空心泥条，压力为22kg/cm2，真空度为0.07Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为110℃，时间为30小时；
7)、后将砖坯在温度为950℃条件下烧结，烧制40小时，后自然冷却即得。
实施例5本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖
组成：1)、PH值为5.8含铁废盐酸液适量；
2)、粘土45重量份，页岩45重量份，煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石混合物18重量份，铁矿废渣2.5重量份；上述各种物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将粘土、页岩、煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米；
2)、将含铁废盐酸液与废铁屑、铁矿废渣等进行反应，使其PH值达到5.8；
3)、将步骤2)中的上清液与上述粘土45重量份，页岩45重量份，煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石混合物12重量份，铁矿废渣2.5重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经110小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为23％的空心泥条，压力为17kg/cm2，真空度为0.13Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为90℃，时间为66小时；
7)、后将砖坯在温度为1050℃条件下烧结，烧制45小时，后自然冷却即得。
为表明本发明一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的性能效果，下面通过对比试验来进一步阐述：
试验材料：1)、100#标准红砖
2)、采用本发明实施例1-5中所述方法制备的多孔砖、空心砖
试验设备及方法：采用普通粘土砖的试验设备及试验方法
项目 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 100#红砖标准值
外观 - 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出
  体积密度   kg/m3 1390 1232 1280 1380 1210 1365
  吸水率   ％ 5.2 6.7 5.9 5.3 7.1 5.5
  抗压强度   MPa 16.3 11.9 14.9 15.2 11.6 10.5
  单块最小值   MPa 13.1 9.2 12.6 12.9 8.7 6.2
  抗折强度   MPa 8.3 5.9 8.5 8.1 5.6 2.5
  举块最小值   MPa 7.1 4.7 7.3 6.9 4.2 1.1
结论：采用本发明用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的主要性能指标如抗压强度、抗折强度等均优于100#红砖标准值。

Claims (10)

1.一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖，其特征在于主要组分为：
1)、PH值为5.5-7.0含铁废盐酸适量；
2)、粘土30-50重量份；页岩40-60重量份；煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合10-20重量份；铁矿废渣1-3重量份。
2.根据权利要求1所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖，其特征在于：所述的组分2)中的各种物料的颗粒小于1毫米。
3.根据权利要求1所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖，其特征在于：所述的组分2)中粘土为40重量份；页岩为50重量份；煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合为15重量份；铁矿废渣为2重量份。
4.权利要求1所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于步骤为：
1)、将粘土、页岩、煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将含铁废盐酸与废铁屑、铁矿废渣进行反应，使其PH值达到5.5-7.0；
3)、将步骤2)中的上清液与粘土30-50重量份；页岩40-60重量份；煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合10-20重量份；铁矿废渣1-3重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经72-120小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为15-25％的空心泥条，压力为15-25kg/cm2，真空度为0.05-0.15Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为80-120℃，时间为24-72小时；
7)、后将砖坯在温度为780-1200℃条件下烧结，烧制36-48小时，后自然冷却即得。
5.根据权利要求4所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中粘土为40重量份。
6.根据权利要求4所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中页岩为50重量份。
7.根据权利要求4所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中煤渣、劣质煤、粉煤灰、煤矸石或其混合为15重量份；铁矿废渣为2重量份。
8.根据权利要求4所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤4)中陈化时间为96小时。
9.根据权利要求4所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤5)中真空挤压成含废液为20％的空心泥条，压力为20kg/cm2。
10.根据权利要求4所述的一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤7)中将砖坯在温度为950-1050℃条件下烧结。
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