[发明专利]一种矿热炉镍铁渣机制砂陶瓷砖胶粘剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种矿热炉镍铁渣机制砂陶瓷砖胶粘剂及其制备方法与应用。所述陶瓷砖胶粘剂的组分按质量百分比包括：水泥10％～20％，镍渣复合矿物掺合料2％～5％，偏高岭土3％～5％，矿热炉镍铁渣机制砂70％～80％，可再分散乳胶粉1％～3％，纤维素醚0.1％～0.3％，早强剂0％～0.2％。本发明使用矿热炉镍铁渣机制砂完全替代石英砂及河砂来制备陶瓷砖胶粘剂，不仅能够解决矿热炉镍铁渣机制砂堆积造成的环境问题，还能节约砂资源，降低陶瓷砖胶粘剂生产成本，同时本发明制备的陶瓷砖胶粘剂具有优良的性能，可达到《陶瓷砖胶粘剂》(JC/T 547‑2017)标准中C2‑增强型陶瓷砖胶粘剂等级要求。

技术领域

本发明属于工业固体废弃物资源化利用领域,具体涉及一种矿热炉镍铁渣机制砂陶瓷砖胶粘剂及其制备方法与应用。

背景技术

广东省阳江市有大型的不锈钢冶企业，企业在用RKEF法镍铁不锈钢一体化冶炼工艺过程中排放了大量的镍渣。这些露天堆积或者填埋的镍渣不仅严重污染了周边环境也占用了大量的土地资源，找到合适的无害化处理方式已经迫在眉睫。另一方面，随着绿色发展理念的深入与落实，天然河砂的开采受到限制。广东省面临着砂资源短缺的问题，建材行业存在着大量的用砂缺口，根据广东省建筑材料行业协会调研表明，2019年，广东省水泥消耗量为1.78亿吨，按照水泥与骨料的需求比例测算，广东省的砂石需求量为12.46亿吨，其中砂需求量为5.6亿吨。因此，必须使用机制砂来填补巨大的用砂缺口。机制砂的主要原材料为岩石、矿山尾矿和工业冶炼废渣。经过研究广东省阳江市不同种类镍渣的物理化学性质后发现矿热炉镍铁渣破碎后适合作为骨料，因此经过合理的工艺改良矿热炉镍铁渣的颗粒特性并将其制备为机制砂是一种镍渣无害化处理的有效方式。

陶瓷砖胶粘剂是一种特种砂浆，目前广泛的应用在瓷质地砖、墙砖的铺设中，相比普通水泥、防水砂浆之类产品，陶瓷砖胶粘剂有更高的拉伸粘结强度与抗老化性能，能够有效抑制瓷质墙、地砖的空鼓、脱落等现象。使用陶瓷砖胶粘剂时需要薄层铺贴，对砂质量要求较高，一般是粒径小于30目(0.6mm)的石英砂或者河砂。将矿热炉镍铁渣制备为陶瓷砖胶粘剂用砂可以在缓解用砂紧缺的同时，提高矿热炉镍铁渣无害化利用的附加值。

目前，有最新相关研究使用再生细骨料来制备陶瓷砖胶粘剂，以达到节约河砂、增加再生细骨料附加值的效果。中国发明专利CN112028567A中公开了一种用全再生细骨料制备陶瓷砖胶粘剂的方法。但是，全再生细骨料的来源为建筑物废弃物，其级配与颗粒特性不良，发明中公布的陶瓷砖胶粘剂只达到《陶瓷砖胶粘剂》(JC/T 547-2017)中C1-普通型陶瓷砖胶粘剂的性能要求。

发明内容

本发明针对阳江市镍渣大量排放、堆积以及广东省砂资源短缺的一系列问题，提供了一种矿热炉镍铁渣陶瓷砖胶粘剂的制备方法，在缓解环保压力的同时减少了天然砂资源的消耗。

本发明针对矿热炉镍铁渣的特性，应用了Dinger_Funk紧密堆积模型对矿热炉镍铁渣机制砂的级配进行优化，并且矿热炉镍铁渣自身具有一定的火山灰活性，可以进一步提高陶瓷砖胶粘剂的拉伸粘结强度。使其不仅能够达到陶瓷砖胶粘剂的用砂要求，还节约了水泥消耗量，可以再较低的水泥含量下达到《陶瓷砖胶粘剂》(JC/T 547-2017)中C2-增强型陶瓷砖胶粘剂的性能要求。使用矿热炉镍铁渣机制砂制备陶瓷砖胶粘剂在缓解了建材行业砂资源缺口的同时，有效提升了镍渣资源化利用的经济效益。本发明具有节约自然资源，保护环境的重要意义。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种矿热炉镍铁渣机制砂陶瓷砖胶粘剂，其组分按质量百分比包括：水泥10％～20％，镍渣复合矿物掺合料2％～5％，偏高岭土3％～5％，矿热炉镍铁渣机制砂70％～80％，可再分散乳胶粉1％～3％，纤维素醚0.1％～0.3％，早强剂0％～0.2％。

优选的，所述矿热炉镍铁渣机制砂的粒径为：在0.075mm以下的含量为20％～25％，粒径在0.15mm以下的含量为40％～45％，粒径在0.3mm以下的含量为65％～70％，粒径在0.6mm以下的含量为98％～100％。