[发明专利]一种利用尾矿制备装饰烧结砖的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及到利用矿业固体废弃物制备新型建筑材料的生产技术，属于环境工程和建筑材料领域。

背景技术

尾矿是采矿企业在一定技术条件下排出的“废弃物”，是指各种矿石经过粉碎、选矿提取有用成分之后排放的尾砂，是在当时条件下不宜再分选的矿山固体废弃物。各种尾矿一般都堆放在开采矿山附近的尾矿库内。随着矿山开采时间的延长，堆存的尾矿数量也越来越大，对矿区的生态环境造成严重破坏并对矿区人民群众生命财产安全造成重大的隐患。我国目前大量堆存的尾矿主要有铁矿尾矿、有色金属尾矿、非金属矿尾矿、煤矸石、赤泥等等。

对尾矿的安全处理方法主要有：合理闭库与土地复垦、矿井回填、回收有价组分、制备各种新型材料。其中制备建筑材料是高效大规模资源化利用尾矿的有效方法之一。目前，国内外在利用尾矿制备免烧砖、蒸养加气混凝土等方面做了大量的工作，形成了有效利用尾矿的技术体系并实现了工业化生产。但是在利用尾矿制备烧结砖，尤其是装饰烧结砖方面遇到了坯体性质难以调控、砖体密度大、泛霜、石灰爆裂等一系列问题的困扰，一直没有取得明显的进展。

烧结砖是一种经过原材料粉碎与混合、成型、干燥、烧结而获得的具有一定强度和外观的、耐久性优良的墙体材料，是建筑物消耗的大宗原材料之一。大部分烧结砖使用粘土烧制，破坏了大量的耕地。因此，我国禁止使用粘土砖。替代粘土砖的产品主要有免烧砖、免烧蒸养砖和免烧蒸压砖等免烧成产品。这些产品在建筑物地面以上、遇水情况较少的建筑部位使用性能良好，但是在地下工程、建筑物底部和农村民房中仍然需要大量的烧结砖制品。

装饰烧结砖是烧结砖中品质优良的产品，在建筑物上使用后，不需要在墙体外面进行饰面层施工，而直接具有很好的装饰性。采用尾矿、坯料塑性调节材料、干燥性能调节材料、色泽调整材料和燃料等各种原料和水按照一定的比例混合，陈化一定时间后挤出成型，再经过干燥和一定的烧成制度下烧制后就可以获得装饰烧结砖产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种以尾矿、坯料塑性调节材料、干燥性能调节材料、色泽调整材料和燃料等为原料，通过先进的坯料塑性调节技术、干燥性能调节技术、色泽调整技术和烧成条件控制技术而制成装饰烧结砖的方法。

本发明通过以下措施实现了利用尾矿制备装饰烧结砖：

(1)利用80目方孔筛筛分铁尾矿，取筛下部分为原料；将煤矸石、坯料塑性调节材料、干燥性能调节材料和色泽调整材料破碎至80目以下；

(2)将铁尾矿、煤矸石、坯料塑性调节材料、干燥性能调节材料和色泽调整材料按照质量比为30～75∶15～25∶0～25∶0～15∶0～5称量后混合均匀，加干粉总质量的13％～17％的清水混合均匀；

(3)将混合均匀的物料在封闭的空间内陈化2d～15d，使物料充分均化，达到调节坯料塑性和干燥性能的目的。其作用原理如下：

坯料塑性调节材料在陈化过程中充分吸水分散，在分散过程中形成表面带有相同电荷的、粒径在0.5微米～2微米的小颗粒，使得坯料在整体上具有比脊性材料更好的塑性，其塑性指数调整在7.0～9.5之间。干燥性能调节材料则控制塑性调节材料在坯料中的分散厚度，使其单层分散厚度小于20微米，从而使坯料在干燥过程中体积收缩率减小，从而降低其干燥敏感性，达到坯料在快速干燥的过程中不开裂的目的。

(4)将陈化好的物料挤出成型、干燥后，在一定的烧成制度下煅烧后即可得到装饰烧结砖产品。

本发明利用铁尾矿、煤矸石等尾矿制备的装饰烧结砖因塑性调节材料的作用而使坯料易于挤出成型且坯料在挤出、码坯、干燥和烧成过程中不变形，由于干燥性能调节材料的作用而使坯料在干燥和烧结过程中不开裂，由于色泽调整材料的作用而获得多种颜色的装饰性。获得的产品尺寸偏差小、裂纹少、强度高、色彩丰富，可以作为高档建筑的装饰砖使用。

本发明最终获得的装饰烧结砖的化学成分组成为：二氧化硅55％～65％，氧化铝15％～30％，氧化钙+氧化镁小于2.5％，可溶性氧化钠+氧化钾小于0.1％。

实现本发明的装饰烧结砖的具体制备方法是：

原材料选用：

1.铁尾矿，要求二氧化硅含量大于50％、氧化钙+氧化镁含量小于3.5％；

2.煤矸石，要求900℃灼烧后二氧化硅含量大于50％、氧化钙+氧化镁含量小于3.5％、1200℃氧化气氛下烧失量大于25％、低位热值大于1000kJ/kg；