[發(fā)明專利]錳渣制備礦物聚合物材料的配方及生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310037280.9
• 申請(qǐng)日: 2013-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN103130479A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張杰;梁家濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/08
• 分類號(hào): C04B28/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 劉楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦物聚合物材料的配方及生產(chǎn)工藝，特別是涉及一種利用錳渣來制備礦物聚合物材料的配方及生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

企業(yè)提煉錳金屬等產(chǎn)品后排放的高溫爐渣，經(jīng)水淬急冷后形成錳渣，大量產(chǎn)生的錳渣不僅占有了大片土地，也會(huì)污染周圍壞境。目前只有少量用來做建筑原料，而大部分廢棄，造成資源的巨大浪費(fèi)。因此解決錳渣再利用問題是一個(gè)重點(diǎn)課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種錳渣制備礦物聚合物材料的配方及生產(chǎn)工藝，使提煉錳金屬過程中產(chǎn)生的錳渣得到再利用，避免了污染環(huán)境，也解決了錳渣堆放占用土地的問題，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用這樣的技術(shù)方案：

首先，本發(fā)明提出了一種利用錳渣制備礦物聚合物材料的配方，其中，該配方中按質(zhì)量計(jì)算，配比為錳渣?:?鋁質(zhì)巖?:?高嶺土?:?石英砂?:?氧化鈣=1:?0.75?:?0.3?:?0.25?:?0.23；該配方中還加入了水玻璃、堿激發(fā)劑及水，液體加入量為固體的0.6倍；其中液體配比為：堿激發(fā)劑的加入量為固體質(zhì)量的8.0%，水玻璃的加入量為液體質(zhì)量的29%，其余為水。

本發(fā)明的錳渣中的主要礦物成分如下：按質(zhì)量百分比計(jì)算，錳渣中的粘土礦物含量大于50%，石膏含量為10-20%，褐鐵礦含量為5-10%，硅質(zhì)礦物含量少于5%。

利用前述的配方，本發(fā)明還提出了一種利用錳渣制備礦物聚合物材料的生產(chǎn)工藝，其中，該工藝包括如下步驟：

1）、先將錳渣、鋁質(zhì)巖、高嶺土及氧化鈣分別進(jìn)行干燥并磨碎，然后均勻混合；

2）、按照配方稱取相應(yīng)質(zhì)量的固體堿激發(fā)劑，用水使其溶解，形成水溶液；

3）、在上一步驟的水溶液中加入水玻璃，將液體充分混合；

4）、將步驟1）中得到的固體混合物與步驟3）中得到的水溶液進(jìn)行固液混合，攪拌均勻后澆注在聚合物成型模具中，并在混凝土振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)成型，振動(dòng)要直到?jīng)]有氣泡放出為止，時(shí)間為5～10min；

5）、對(duì)成型的產(chǎn)品進(jìn)行常溫養(yǎng)護(hù)，溫度為55～65℃，時(shí)間為1～3天。

進(jìn)一步的，步驟1）中將錳渣、鋁質(zhì)巖、高嶺土、石英砂及氧化鈣磨碎至粒度為100目。

更進(jìn)一步的，步驟1）中高嶺土磨碎后要經(jīng)過高溫煅燒后再與其它物質(zhì)進(jìn)行混合，煅燒溫度為750±10℃，時(shí)間為6h。

本發(fā)明的技術(shù)方案的原理是：錳渣等原料在堿激發(fā)劑的作用下，硅鋁組分溶解，分散的鋁硅酸鹽被凝膠層粘接，經(jīng)過重新組合，形成牢固緊密的硅氧四面體和鋁氧四面體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而形成具有特定結(jié)構(gòu)性能的礦物聚合物材料。其中鋁質(zhì)巖的加入是用來補(bǔ)充錳渣成分中鋁和硅的不足，以有效提高聚合物材料的抗壓強(qiáng)度；煅燒后的高嶺土能使溶解的硅鋁組分活化，以形成C-S-H凝膠；石英砂的主要作用是在骨料中發(fā)揮其骨架作用；氧化鈣則是為了提高制品的抗壓強(qiáng)度；而添加水玻璃的目的是調(diào)節(jié)體系中鈉硅比值，為鋁硅酸鹽聚合反應(yīng)提供強(qiáng)堿性環(huán)境。

30天后，要對(duì)成品進(jìn)行物理性能測(cè)試，包括抗壓強(qiáng)度、干體積密度、含水率、吸水率及耐酸性測(cè)定。

本發(fā)明具有以下有益效果：利用錳渣、鋁硅酸鹽礦物、高嶺石和堿硅酸鹽溶液混合制備礦物聚合物材料，使得錳渣資源化充分利用，這不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境。生產(chǎn)的聚合物材料不僅成本低，而且性能優(yōu)越，可部分代替建筑材料、陶瓷材料及高分子材料。利用錳渣制備的礦物聚合物材料成本較低廉、能耗低，且錳渣用量達(dá)30%，能夠享受國家優(yōu)惠政策；生產(chǎn)的礦物聚合物材料的抗壓強(qiáng)度已超過普通混凝土（C10,C15）的強(qiáng)度；錳渣來源豐富，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，整個(gè)制備過程有著較高的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益，這些都將對(duì)錳渣的資源化利用有著重要的意義。

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具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：先將錳渣、鋁質(zhì)巖、高嶺土及氧化鈣分別進(jìn)行干燥并磨碎至100目，再對(duì)高嶺土進(jìn)行高溫煅燒（煅燒溫度為750±10℃，時(shí)間為6h），再稱取錳渣20g、鋁質(zhì)巖15g、煅燒后的高嶺土5g、石英砂6g、氧化鈣4.6g，然后將固體均勻混合；接著稱取相應(yīng)質(zhì)量的固體堿激發(fā)劑4.6g，用自來水17g使其溶解，再加入水玻璃8.8g，將液體充分混合；最后進(jìn)行固液混合，攪拌均勻后澆注在成型模具中，并在混凝土振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)成型，振動(dòng)要直到?jīng)]有氣泡放出為止，時(shí)間約為5min。后期要對(duì)成型的產(chǎn)品進(jìn)行加溫養(yǎng)護(hù)，溫度60℃左右，時(shí)間1天。