[發明專利]一種電解錳渣和廢棄粘土磚雙摻免燒磚及其制備方法

有效

• 申請號: 202210588477.0
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114890749B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳躍輝;郭銀杰;劉云;游志敏;郭婧
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/16;C04B18/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種電解錳渣和廢棄粘土磚雙摻免燒磚及其制備方法，該免燒磚由電解錳渣、廢棄燒結粘土磚、粘土陶粒、水泥和固化劑等原料固化成型得到。該免燒磚利用電解錳渣與廢棄燒結粘土磚之間的協同作用，在大幅提高磚體力學性能的同時還有效地固定了電解錳渣中的重金屬離子。本發明所提供免燒磚的制備方法是將電解錳渣、水泥、廢棄燒結粘土磚和粘土陶粒按設定質量比例混合均勻，再加入固化劑和水充分攪拌制得免燒磚漿料，免燒磚漿料經成型、養護后即得。該制備方法具有簡單易行，便于操作，對環境友好等優點，適合大規模、連續性工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種免燒磚及其制備方法，具體涉及一種電解錳渣和廢棄粘土磚雙摻免燒磚及其制備方法，屬于建筑材料技術領域

背景技術

從中國電解錳行業運行動態及投資趨勢預測報告中解到，2020年我國電解錳渣產量為150.13萬噸，占全球總產能的97％。我國電解錳渣主要分布在湖南、重慶、湖北、陜西、貴州、四川、云南和廣西等地。其中湖南、重慶、貴州和四川4省電解錳渣產量占全國電解錳渣總產能的90％以上。

電解錳渣是電解金屬錳過程中產生的一種固體廢渣，錳礦與硫酸反應的副產物，含有重金屬離子、硫酸鹽和氨氮等有害物質，人體中長期攝入這些有害物質，可引起心血管或呼吸道疾病。目前電解錳渣主要常見處理與處置技術有直接填埋法和固化法等。采用直接填埋法處置電解錳渣優點是工藝簡單、處理成本低，其缺點是大量的填埋電解錳渣會導致大面積土地資源被占用，同時電解錳渣含有的氨氮、Cr³⁺、Pb²⁺等有害物質在填埋中能夠在環境進行遷移、富集和轉化，從而對周邊的生態系統造成危害。采用固化法處理電解錳渣是在其加入催化劑，使電解錳渣轉變為不可流動的密實固體，再將此固體排放到自然界中。采用固化法處理技術并沒有完全的去除電解錳渣中有的害物質，原因是固化法所用的催化劑有的具有強酸性，而大多數重金屬沉淀在強酸性環境下容易溶出，可能導致污染物暴露，造成再次污染。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的第一個目的在于提供一種電解錳渣、廢棄粘土磚雙摻免燒磚，該免燒磚利用電解錳渣與廢棄粘土磚的協同作用，在大幅提升免燒磚力學強度的同時有效解決了電解錳渣中重金屬浸出的問題，實現了固廢材料的資源化管理。

本發明的第二個目的在于提供一種電解錳渣、廢棄粘土磚雙摻免燒磚的制備方法，該方法將免燒磚各原料按設定質量比例混合均勻后加水攪拌，經成型、養護即得，該制備方法具有簡單易行，固廢材料利用率高，對環境友好，不產生二次污染等優點，適用于連續性工業化生產。

為實現上述技術目的，本發明提供了一種電解錳渣、廢棄粘土磚雙摻免燒磚，其原料組分包括：電解錳渣、廢棄燒結粘土磚、粘土陶粒、水泥和固化劑；所述固化劑為脂肪族胺類固化劑。

作為一項優選的方案，所述脂肪族胺類固化劑為三乙烯基四胺、乙二胺、二乙烯基三胺和三乙烯基三胺中的至少一種。

本發明所提供的雙摻免燒磚以電解錳渣和廢棄粘土磚作為主要原料，利用二者的協同作用，大幅提供了免燒磚的力學性能的同時還有效解決了電解錳渣的重金屬浸出問題。電解錳渣屬于活性廢渣，硅鋁化合物含量高達40％，這些物質能夠與水泥水化產物發生二次水化作用，從而提高磚體硬度，廢棄粘土磚一方面作為骨料，堆積構成骨架結構，傳遞應力，起強度作用，另一方面吸附與電解錳渣發生耦合作用，為電解錳渣提供附著位點，固定電解錳渣中的重金屬離子。粘土陶粒作為粗集料起到支撐作用，脂肪族胺類固化劑的作用在于常溫條件下增加免燒磚的早硬性，便于免燒磚成型。

作為一項優選的方案，所述雙摻免燒磚的原料質量百分比組分：電解錳渣15～35％、水泥8～15％、固化劑0.5～2％、廢棄燒結粘土磚40～66％、粘土陶粒5～10％。

廢棄燒結粘土磚的主要成分為碳酸鈣、硅灰石、氧化鋁、石英等，其中石英可以經過激活變成膠凝活性材料，活性石英與氫氧化鈣反應生成的凝膠物質將其它骨料包裹起來，構成了高密度的網狀結構。