[发明专利]大掺量高强度镍渣砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大掺量高强度镍渣砖及其制备方法，属于工业固体废弃物资源化技术领域。

背景技术

镍是一种战略物资，被誉为“工业维生素”，在国防和民用工业中均具有广泛的用途，因此，我国镍消费量增长迅速，导致大量的镍渣产生。由红土镍矿火法冶炼提取镍金属后产生的水淬镍渣、空冷镍渣，其主要成分均由SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3、CaO等组成；其中，水淬镍渣仅含有少量的镁橄榄石和SiO2结晶相，其余均以玻璃态物质存在，经球磨后具有潜在的火山灰活性，而空冷镍渣较为坚硬，破碎后仍具有较高的强度。因此，这两种形态的镍渣均可以作为建筑材料加以利用，以减少其堆积对环境造成的污染。

目前对镍渣的资源化利用以有价金属回收为主，但有价金属回收后仍存在大量的废渣亟待处理。专利 CN102703696A采用多次分段浸出、萃取工艺回收铁、铬、镍和镁。专利CN104120209A中，镍渣在还原剂作用下形成含镍铁水和熔渣，含镍铁水可用于炼铁。专利CN103643043A则将镍渣在高温处理和碳粉反应条件下分别制备金属镁、金属铁、碳化硅、电石等物质。专利CN103553333A和 CN103708731A均介绍了一种镍渣在氧化剂和澄清剂作用下经高温熔融制备镍渣微晶玻璃的方法。利用镍渣制备微晶玻璃，其附加值较高，但需高温煅烧，能耗较大，不利于节能降耗。专利CN103613332A中，镍渣被作为高强混凝土集料的一部分，用以改善集料的级配，其消耗量较小。专利CN103408277A以水淬镍渣为主要原材料，配以工业废渣、石灰、水泥和适量水，模压成型后经蒸气养护、自然养护而制备了一种新型镍渣砖，但镍渣砖强度普遍较低，各配比强度差异也较大，难以取代具有较高强度的烧结砖进行应用。

因此，目前尚没有一种既能够大量消耗镍渣，又能制备出强度较高的镍渣砖及其工艺方法，以取代“禁黏”后烧结砖市场的不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种大掺量高强度镍渣砖及其制备方法， 镍渣消耗量大，达75 %以上，镍渣资源化和环境保护效益显著；制备的镍渣砖强度较高，达到MU20非烧结砖的要求，可以作为烧结砖的有效替代品，降低了能耗和生产成本，具有明显的节能降耗效益；成型与养护工艺简单，易于实现规模化生产，市场前景广阔。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种由淬镍渣、空冷镍渣为主要原料的大掺量高强度镍渣砖，其特征在于：该镍渣砖各组分按照如下质量份数配制而成：

水淬镍渣           50~75 份

空冷镍渣           12~25 份

砂子               0~6 份

水泥               6~9 份

水                 7~10 份

减水剂             用量为使用水泥质量的0.01~0.08 %。

水淬镍渣、空冷镍渣均为红土镍矿火法冶炼提取镍金属后产生的工业废渣。

水淬镍渣经球磨后，粒径小于80 μm的细镍渣占整个球磨后水淬镍的质量百分比不少于50 %。

空冷镍渣采用颚式破碎机破碎，其出料口间距调整为10 mm；破碎后空冷镍渣经筛分取其粒径4.75~9.5 mm进行使用。

砂子为普通河砂，其细度模数大于2.2。

水泥为42.5级硅酸盐水泥。

所述的减水剂为市售聚羧酸系高效减水剂，其固含量为30 %，该百分比为质量百分比。

一种所述的大掺量高强度镍渣砖的制备方法，由以下步骤制成：

步骤1）、对水淬镍渣进行球磨：将水淬镍渣置于普通水泥球磨机中进行球磨，控制镍渣、磨球的质量比为1︰1，球磨时间15~60 min；

步骤2）、对空冷镍渣进行破碎与筛分：将空冷镍渣置于颚式破碎机，破碎后的空冷镍渣经4.75 mm和9.5 mm筛子进行振筛1~10 min；

步骤3）、配料与成型：按配比称取所需的球磨后的水淬镍渣、破碎并筛分后的空冷镍渣、砂子和水泥干混均匀成为混合料；按配比量取水和配制好的减水剂逐渐加入混合料中并搅拌均匀；然后将拌合物装入模具，置于震实台震实成型。