新型矿渣砖及其制造方法

丛建新, 鄢福丽, 徐国生, 岳蕴通, 孙风利, 陈洪云

1992年9月9日

1991年2月12日

1991年2月12日

河北省南皮县水泥构件厂

C04B18/14GK1064258SQ91100980

矿渣 新型 制造

1.一种将矿渣应用于建筑行业而制成的矿渣砖，其特征在于该矿渣砖主要由硫铁矿烧渣砖、生石灰、水泥组成2.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征在于该矿渣中含硫量不超过0.4%3.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征是石灰中有效氧化钙含量应大于60%、过烧石灰和氧化镁含量不超过5%(重量比)4.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征在于矿渣砖的原料配比为(重量份数)硫铁矿渣100份、生石灰5-15份，水泥3-30份，硫铁矿渣、水泥、生石灰混合料与水的比例控制在1∶5-1∶95.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征在于原料的配比为硫铁矿渣100份，生石灰10份，水泥10份，硫铁矿渣、水泥、生石灰混合料与水的比例控制在1∶76.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征在于该矿渣砖是矩形的硫渣砖7.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征在于该矿渣砖为大六角、小六角、四方形、正棱形的硫渣人行道板砖8.根据权利要求1所述的矿渣砖，其特征在于该矿渣砖为外形是矩形体的硫渣空心砖9.一种如权利要求1所述的矿渣砖，其制造方法为a、将从沸腾炉排出的硫铁矿烧渣用自来水淬冷，然后堆放10-15天，使颗粒充分粉化，成细粉末生石灰块，经泼水消化，使之成为消石灰粉，用滚筒筛筛去未分解的核心和不能消化的过烧颗粒，过筛的消石灰最大颗粒不得大于2毫米然后将它们与水泥按配比混合，b、将混合料送入强制式搅拌机，拌合2-3分钟，使原料充分混合均匀，再加入水搅拌2-3分钟，进一步得到了细化、均化、胶体化的物料，c、经过搅拌的混合料，然后由压砖机制成硫渣砖或硫渣人行道板砖，由震动成型制成硫渣空心砖

本发明涉及一种建筑材料及其制造方法硫酸是化工生产的重要产品和原料，在国民经济中占有重要位置，生产厂家遍布全国，年产约1000万吨左右，而在硫酸生产过程中，每生产一吨硫酸就要排出1.5-2.0吨的废弃物-硫酸矿烧渣在硫渣场地周围，晴天红尘飞扬，雨天红水四流，造成严重的环境污染，其危害之重，是全国硫酸生产厂家的沉重负担和老大难问题国内外有关技术人员早对此进行研究，试图改变其对环境的污染，已取得一定成效，但使硫酸矿烧渣应用于建筑业，变废为宝，从而达到节约土地和能源，造福人类，消除污染，创造经济效益，至今却未有成功先例本发明的目的就在于打破过去的“秦砖汉瓦”的一统天下，对旧的砖瓦生产方式进行改进，利用工业废渣生产硫渣系列产品，从而代替粘土、石子、砂子，使废渣过去占田，现在造田使之化害为利，变废为宝，节约能源，农田，减少环境污染，开辟一条生产建筑材料的新途径，对长久无法处理的硫酸工业废渣找到了一次性处理的新办法本发明是这样实现的，以在硫酸生产过程中的废弃物-硫酸矿烧渣为主要原料，加适量水泥、白灰、水拌制，经过振动或加压成型，自然养护，可制成硫酸铁矿渣系列产品硫铁矿烧渣砖，硫铁矿烧渣小型空心砌块，硫铁矿烧渣人行道板砖硫铁矿烧渣是以硫铁矿石为原料，是在生产硫酸过程中排放的废渣硫铁矿石有用的成分为FeO2，主要杂质为粘土类矿物质，矿石在沸腾炉内经800-855℃的焙烧，其中FeO2与氧气的反应，放出有用的SO2，与此同时，排出大量的以FeO2、SiO2和Al2O3矿物为主的废渣-即为硫矿烧渣，其中矿渣中的SiO2和Al2O3是制硫渣系列产品的有益成份，其含量愈高，活性愈好，它们与石灰化合后的胶凝性能愈好，产品的强度就愈高硫渣中硫化物是一种影响产品质量的有害成份，其含量的增加，除造成石灰的用量增大外，还会造成制品的体积膨胀，酥松或微裂，因此，在硫酸生产中尽可能地提高硫的烧出率，使矿渣中的残硫降到最低限度，(在制硫渣系列产品时，硫铁矿烧渣中硫的含量不超过0.4%)，矿渣由沸腾炉排出后，应立即用水淬冷，然后堆放10-15天，使之粉化，粉化后的废渣外观呈棕红色沙粒状石灰是制硫渣系列产品中的另一原料，它是硫铁矿烧渣的碱性激发剂，它能激发硫铁矿烧渣中的活性SiO2、Al2O3和Fe2O3生成新的水化产物，从而使产品获得强度，在制硫渣系列产品时石灰中有效氧化钙含量越多越好，石灰中的过烧石灰和氧化镁，由于活性低，消化作用缓慢，含量过高，会使制品产生裂缝，一般过烧石灰，氧化镁的含量以不超过3-5%为好硫铁矿烧渣系列产品的强度形成主要是硫渣中的活性氧化硅与白灰中的氢氧化钙及水化合成低碱度水化硅酸钙，反应式如下nCaO+mSiO2+xH2O→nCaO+nSiO2+xH2O石灰与活性Al2O3和SiO2同时反应生成少量石榴子石型水化物，使其生成为水硬性胶凝物质，使硫渣系列产品获得强度硫渣中的石灰与水泥的掺量硫渣系列产品是一种墙体、广场等建筑材料，其质量的好坏，主要表现在强度，外观耐久性及其它物理性能上，其中抗压强度是它们的主要指标，一般情况下，根据水泥与白灰掺多少调整强度，其最低强度10Mpa，最高强度达30Mpa，经反复研究、实验，当石灰用量在5-15%时，水泥用量在3-30%，产品的抗压强度最好，石灰用量过小，矿渣中的活性氧化硅和活性氧化铝不能与石灰中的有效氧化钙充分结合，从而使产品的强度达不到要求，掺量过大，不仅对产品的经济效益带来影响，更重要的是它会使制品中产生出多余的游离Ca(OH)2，使水化物的碱度增高，从而对强度造成一定的影响硫渣混合料与水的比例混合料中含水量的多少，直接影响着产品的成型和强度，混合料中含水量过高，多余的水份充满在颗粒间，使制品的Ca(OH)2浓度降低，从而使水化速度减慢，给强度提高带来影响含水量过小，则混合料松散，可塑性差，产品不易成型，经过反复研究实验，采用震动或挤压成型时，混合料与水的比例一般控制在1∶5-1∶9为宜硫渣产品的生产工艺为 现对本发明生产工艺进行详细陈述1、原料硫渣产品的主要原料硫铁矿烧渣从沸腾炉排出后，用自来水淬冷，然后堆放10-15天，使颗粒充分粉化，成细粉末，使用前必须化验，渣中含硫量超过0.4%不准使用石灰块可用市售生石灰块，经泼水消化，使之成为消石灰粉，用滚筒筛筛去未分解的核心和不能消化的过烧颗粒，过筛的消石灰最大颗粒不得大于2毫米2、配料与干混合料加水搅拌将干料经过计量混合送入强制式搅拌机，拌合2-3分钟，使原料充分混合均匀，再加入水搅拌2-3分钟，进一步使之细化、均化、胶体化，从而得到密实的、富有粘性的便于成型的物料3、成型经过搅拌的混合料，然后由JZ型8孔压砖机制成砖，成型压力为15-20Mpa，用SZ-100型压砖机制成各种人行道板砖，成型压力为10Mpa，CXJ-A型小型空心砌块，采用震动成型4、养护用草垫或塑料布遮盖，防止烈日曝晒和风吹，以免过快过早地失去水份，影响强度的发展，一般情况下，自然养护30天左右即可出厂使用下面为本发明四种实施例的配方(重量组份) 注以上石灰、水泥的重量百分比为石灰、水泥占硫铁矿烧渣的重量百分比硫渣系列产品的性能测试1、硫渣系列产品的物理力学性能测试，硫渣系列产品和其它材料一样是以抗压、抗折、强度作为质量的主要指标，经测试，硫渣系列产品的抗压值为C10-C30，抗折值为2-6Mpa，评定强度等级一般为C10、C15、C20、C25、C30，均达到建筑结构要求2、硫渣系列产品的耐久性测试将硫渣产品试样在50℃温度下烘烤4小时，立即人工水淋3小时，然后在电风扇下吹干3小时，如此为一个循环，经30个循环后，观察外观破坏情况，并作抗压强度试验，测试结果表明，硫渣产品试件完整无缺，强度稳定，综合性良好总之，本发明的硫渣系列产品具有较高的抗压、抗折强度，硫渣砖标号可达100-200＃，小型空心砌块标号可达35-150＃地面砖标号可达150-250＃，而且耐水性、抗碳化性、耐腐蚀性和耐大气稳定性等耐久性能是良好的，均能满足一般墙体材料的要求硫渣系列产品的生产工艺简单，投资小，见效快，不需要蒸压养护或蒸汽养护，可大量节约能源和降低生产成本，产品的原料主要是废渣，可以化害为利，变废为宝，消除了污染，节省了农田，是一种价廉优质的新型墙体建筑材料