以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖及其制备方法【技术领域】。[0002]近年来，随着我国建筑业持续发展，建筑用砖，特别是烧结砖，以其良好的抗压强度和较低的吸水率，成为用量最大的建筑材料，我国每年要消耗约7500亿块烧结砖。在国内外研究中，主要用粘土或粉煤灰为原料制备烧结砖(张开元，粉煤灰烧结砖及其制备方法[P]CN101607815，2009)，而粘土的过度开采会毁坏农田，因此政府规定禁止生产和使用粘土实心烧结砖。粉煤灰作为近年来新型建筑材料价格逐年上涨。因此，以各种固体废弃物为原料生产烧结砖，成为我们必须研究的一项重要课题。目前，虽有一些研究是利用固体废弃物为原料制备烧结砖，但尾矿的掺量较少，成本较高(陈文光，建筑垃圾烧结砖及其生产方法[P]CN101666129，2010)，并且当前以褐煤提锗尾渣为主要原料制备烧结砖的研究未见报道.本研究以褐煤提锗尾渣为主要原料，制备烧结砖，以实现二次资源的综合利用。[0003]在提锗的过程中，先将褐煤焙烧，再采用大量的含酸溶液处理含锗烟尘，将其中的四价锗转移到溶液中，过滤洗涤后，滤渣经碱石灰中和后即为褐煤提锗尾渣。目前褐煤提锗尾渣主要采取堆放处理，容易造成占地、污染环境等问题，同时也造成很大的安全隐患。因此，如何利用褐煤提锗尾渣已经引起科研人员的关注，目前的研究主要是制备建材方面。如:利用褐煤提锗尾渣制备烧结陶粒及免烧陶粒，而以褐煤提锗尾渣为原料制备烧结砖的研究未见报到。本研究采用褐煤提锗尾渣为基质制备烧结砖，以实现二次资源回收利用和环保的目的。本发明工艺简单、尾渣利用率高、产品性能好。
[0004]本发明旨在克服已有的技术缺陷，目的是提供一种工艺简单，产品性能好的以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖，该烧结砖的组成物及其重量百分比为褐煤提锗尾渣65wt%~80wt%、高岭土 5%wt~10wt%、粉煤灰 5%wt~13wt%、水 10wt%~12wt%。[0005]本发明另一目的是提供以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖的制备方法，具体制备步骤是: (O原料的预处理:将褐煤提锗尾渣和高岭土分别烘干至含水率小于或等于5wt%，然后分别破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)搅拌混合:将褐煤提锗尾渣、高岭土及粉煤灰混合搅拌5min后加入水，再次搅拌5~10min,混合均匀,得到混合料；
(3)成型:将混合料用真空挤砖机压成条状，得到挤压成条的坯料，将所得坯料用垂直切条机制成砖坯(挤压的压力为3~5Mpa，真空度为0.06~0.08Mpa)；
(4)砖坯干燥:将成 型的砖坯置于恒温干燥箱中，在90~100°C下干燥6~10h，得到干燥好的坯体；(5)预热烧结:将干燥好的坯体放入炉内，从室温开始以8°C/min的升温速率，先升至500°C保温20min后，继续以8°C /min的升温速率，升至1000°C~1080°C，保温30~50min ；
(6)冷却: 自然冷却到室温，即得到以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖。
[0006]本发明中所述褐煤提锗尾渣是指将含锗褐煤筛分、制煤球后加入链条炉冶炼，对炉内产生的含锗烟尘采用旋风收烟器、布袋收尘器进行收集，然后采用8~9mol/L盐酸溶液对含锗烟尘加温浸出，加热温度为是8(T90°C，浸出时间4h-8h，锗以四氯化锗的形式转移到浸出溶液中，将溶液过滤，滤渣水洗涤后经碱石灰中和至中性即得到褐煤提锗尾渣；制得的褐煤提锗尾渣粒度较粗，粒径大于3mm的尾渣>80%，需经过粉磨才能成球；其塑性指数为12%~14%，可塑性中等；含锗褐煤的冶炼采用常规方法进行，如参照申请号93121175.1中方法实施。
[0007]本发明中所述高岭土为市售产品(广东茂名)，其中SiO2含量为309T55wt%，Al2O3含量为10%wt-20wt%。所述粉煤灰来自武汉某电厂，为符合国家级灰规定的粉煤灰。
[0008]本发明中所述烧结砖的尺寸为240mmX 115mmX90mm。
[0009]本发明的优点和技术效果如下:
1、以褐煤提锗尾渣为原料制备烧结砖，为该类废料提供了合理的利用途径，解决了尾矿堆存过程所造成的环境污染和资源浪费等问题；
2、该类尾矿的高效利用实现了资源开发与环境保护，实现节能减排，促进矿山的绿色生产，同时降低建筑用砖的成本；
3、褐煤提锗尾渣中硅铝比例合适，在制备过程中只需要添加少量的添加剂，就能达到制砖要求，制备得到性能优异的烧结砖，同时减低生产成本；
4、该原料中含有少量具有抗癌、抗病毒作用的锗，因此该尾渣所制备的烧结砖较一般的烧结砖，对人体的幅射更小，有一定的保健作用，更环保安全；
5、本发明具有环境友好，工艺简单，产品性能好的优点，开拓了褐煤提锗尾渣综合利用的新途径，其产品性能均能达到GB/T5101-2003要求。

[0010]下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容，本实施例中所用试剂如无特殊说明，均为常规市售试剂；
实施例中所述褐煤提锗尾渣均来自云南某选矿公司，其是由含锗褐煤筛分、制煤球后加入链条炉冶炼，对炉内产生的含锗烟尘采用旋风收烟器、布袋收尘器进行收集，然后采用8~9mol/L盐酸溶液对含锗烟尘加温浸出，加热温度为是8(T90°C，浸出时间4h_8h，锗以四氯化锗的形式转移到浸出溶液中，将溶液过滤，滤渣洗涤后经碱石灰中和至中性即得到褐煤提锗尾渣。
[0011]实施例1:本以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖组成物及其重量百分比为:褐煤提锗尾渣65wt%、高岭土 10wt%、粉煤灰13wt%、水12wt%。
[0012]以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖具体制备步骤是:
(O原料的预处理:将褐煤提锗尾渣和高岭土分别烘干至含水率为5wt%，然后分别破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)搅拌混合:将褐煤提锗尾渣、高岭土及粉煤灰混合搅拌5min后加入水，再次搅拌IOmin,混合均匀,得到混合料；
(3)成型:将混合料用真空挤砖机压成条状，得到挤压成条的坯料，将所得坯料用垂直切条机制成砖坯(挤压的压力为5Mpa，真空度为0.08Mpa)；
(4)砖坯干燥:将成型的砖坯置于恒温干燥箱中，在100°C下干燥10h，得到干燥好的坯
体；
(5)预热烧结:将干燥好的坯体放入炉内，从室温开始以8°C/min的升温速率，先升至500°C保温20min后，继续以8°C /min的升温速率，升至1000°C，保温50min ；
(6)冷却:自然冷却到室温，即得到以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖。
[0013]本实施例所制备的砖外形美观，有良好的抗压性，吸水率为16.02%，抗压强度为23MPa，其它标准均能达到GB/T5101-2003要求。
[0014]实施例2:本以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖组成物及其重量百分比为:褐煤提锗尾禮:80wt%、高岭土 5wt%、粉煤灰5wt%、水10wt%。
[0015]以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖具体制备步骤是:
(O原料的 预处理:将褐煤提锗尾渣和高岭土分别烘干至含水率为3wt%，然后分别破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)搅拌混合:将褐煤提锗尾渣、高岭土及粉煤灰混合搅拌5min后加入水，再次搅拌8min,混合均匀,得到混合料；
(3)成型:将混合料用真空挤砖机压成条状，得到挤压成条的坯料，将所得坯料用垂直切条机制成砖坯(挤压的压力为4Mpa，真空度为0.07Mpa)；
(4)砖坯干燥:将成型的砖坯置于恒温干燥箱中，在100°C下干燥8h，得到干燥好的坯
体；
(5)预热烧结:将干燥好的坯体放入炉内，从室温开始以8°C/min的升温速率，先升至500°C保温20min后，继续以8°C /min的升温速率，升至1050°C，保温40min ；
(6)冷却:自然冷却到室温，即得到以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖。
[0016]本实施例所制备的砖外形美观，有良好的抗压性，吸水率为16.52%，抗压强度为21MPa，其它标准均能达到GB/T5101-2003要求。
[0017]实施例3:本以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖组成物及其重量百分比为:褐煤提锗尾渣70wt%、高岭土 10wt%、粉煤灰10wt%、水10wt%。
[0018]以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖具体制备步骤是:
(O原料的预处理:将褐煤提锗尾渣和高岭土分别烘干至含水率为4wt%，然后分别破碎至粒度小于3mm的原料>80% ；
(2)搅拌混合:将褐煤提锗尾渣、高岭土及粉煤灰混合搅拌5min后加入水，再次搅拌5~10min,混合均匀,得到混合料；
(3)成型:将混合料用真空挤砖机压成条状，得到挤压成条的坯料，将所得坯料用垂直切条机制成砖坯(挤压的压力为3Mpa，真空度为0.06Mpa)；
(4)砖坯干燥:将成型的砖坯置于恒温干燥箱中，在90°C下干燥6h，得到干燥好的坯
体；
(5)预热烧结:将干燥好的坯体放入炉内，从室温开始以8°C/min的升温速率，先升至500°C保温20min后，继续以8°C /min的升温速率，升至1080°C，保温30min ；(6)冷却:自然冷却到室温，即得到以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结砖。
[0019]本实施例所制备的砖外形美观，有良好的抗压性，吸水率为16.34%，抗压强度为22MPa ，其它标准均能达到GB/T5101-2003要求。