[發明專利]一種利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土的方法

無效

• 申請號: 201010192023.9
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101870568A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 倪文;黃曉燕;張靜文;李德忠;王中杰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B18/14
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于礦山環境保護領域和墻體材料領域，特別涉及一種利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土的方法。

背景技術

蒸壓加氣混凝土是目前唯一能夠達到建筑節能50％的單一墻體材料，具有輕質、保溫、隔熱、吸聲、防火、易加工等特點。鑒于這些特點，在國家禁止使用粘土磚的背景下，蒸壓加氣混凝土作為墻體材料正在占有越來越大的市場。目前，我國市場上流通的主要有石灰-水泥-砂和石灰-水泥-粉煤灰兩種原材料體系制備的加氣混凝土產品，而隨著砂這種自然資源的不斷減少以及所面臨的粉煤灰因在混凝土領域中扮演著重要作用而使其供應日趨緊張的局面，勢必提高加氣混凝土的原料成本，影響著整個加氣混凝土行業的發展。

矽卡巖型尾礦的高效資源綜合利用一直是困擾企業的難題，矽卡巖型尾礦的堆存不僅給企業帶來經濟負擔，更是環境污染的一大源頭。目前，國內外關于這類尾礦綜合利用的報道不多見，已有文獻報道了利用這類尾礦制備蒸養標準磚、灰砂磚、水泥制品等。發明專利“金屬尾礦(矽卡巖)生產水泥或水泥制品的方法(CN1621378)”，公開了利用這類尾礦代替水泥水原料制備水泥或者代替水泥制備水泥制品的技術。上述這些建筑材料附加值都比較低，限制了產品的運距，進而使這類尾礦難以大量地被消納利用。另外這類尾礦含鎂較高，用于制備水泥制品或者灰砂磚，其耐久性也難以保證。發明專利“矽卡巖型磁鐵礦尾礦燒結多孔磚及其制備方法(CN101333102)”，將尾礦與煤矸石配合制坯，經燒結后制得矽卡巖型磁鐵礦尾礦燒結多孔磚。但是該方法需要將坯體在1110℃～1160℃的溫度下燒制26～28小時，雖因固體廢棄物的利用而節省了原料成本，也使原料經過固相反應而解決了耐久性問題，但是后期工藝制備過程的能耗卻較大。本發明利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土，以使原料中的活性組份在蒸壓條件下充分反應，克服其高的鎂含量給制造水泥帶來的潛在的耐久性不足的問題和灰砂磚類墻體材料隔熱性不足的問題，并充分發揮加氣混凝土輕質、保溫、隔熱、吸聲、防火、易加工等特點，提供一種節能型墻體材料，使這類尾礦的大宗高附加值利用成為可能。

發明內容

本發明的目的在于給矽卡巖型尾礦提供一條資源化利用途徑，減少矽卡巖型尾礦的堆存以及對環境的污染。制備蒸壓加氣混凝土采用的主要原料有矽卡巖型尾礦、礦渣、硅砂、水泥熟料、石膏、鋁粉、水、減水劑等。本發明所使用的尾礦為矽卡巖型尾礦，主要礦物有角閃石、輝石、白云石、蛇紋石等，而傳統制備加氣混凝土所需要的石英、長石等礦物很少。基于這一點，本發明引入水淬高爐礦渣和以石英為主要礦物組分的硅砂作為鈣質和硅質原料的補充組份，同時加入水泥熟料和石膏以使加氣混凝土具備足夠的早期強度以滿足坯體的加工和搬運。

本發明的實施步驟如下：

(1)將矽卡巖型尾礦烘干至含水率0～1％，烘干后的矽卡巖型尾礦磨細至比表面積400～1000kg/m²；將水淬高爐礦渣烘干至含水率0～1％，烘干后的水淬高爐礦渣渣磨細至比表面積400～600kg/m²；將硅砂烘干至含水率0～1％，烘干后的硅砂磨細至比表面積400～1000kg/m²；將天然石膏烘干至含水率0～1％，烘干后的天然石膏磨細至比表面積300～500kg/m²；將水泥熟料磨細至比表面積300～400kg/m²。

(2)按干基重量百分比將步驟(1)準備的原料按照矽卡巖型尾礦25～45％，水淬高爐礦渣25～35％，硅砂15～30％，水泥熟料6～12％，天然石膏3～6％配料，外加占以上混合干料總質量0.6～0.9％的減水劑和占混合干料總質量35％～45％的48～55℃溫水攪拌90～180秒鐘，之后加入0.06％～0.12％的鋁粉并攪拌35～45秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿。整個攪拌的過程設置保溫措施，保證料漿的澆注溫度在40～50℃。

(3)將步驟(2)中的混合料漿進行澆注，靜停發氣，預養護，切割，蒸壓，得到蒸壓加氣混凝土砌塊成品。靜停發氣和預養護的環境溫度為45～55℃，預養護時間為3～4小時。蒸壓條件為：壓力1.1～1.5MPa，溫度160～185℃，恒溫(恒壓)7～9小時。矽卡巖型尾礦生產蒸壓加氣混凝土的工藝流程如圖1所示。

本發明的有益之處：

(1)解決矽卡巖型尾礦不易綜合利用的難題，對節省尾礦管理費用和促進礦山環境保護具有重要意義。

(2)充分利用水淬高爐礦渣中和矽卡巖型尾礦本身的鈣元素，節省石灰，對減排CO₂具有重要意義。