[发明专利]尾矿制彩色装饰砖

说明书

本发明属于建筑材料及固体废物利用领域。

尾矿的大量堆积造成社会的极大危害，如何综合利用尾矿，造福于人类，迄今为止仍是世界性难题。现有的尾矿砖技术，除了制品在性能上还存在一些问题外，其工艺本身经济效益甚微，CN  1051543A专利文献中提出用选金尾矿制标准砖、空心砖、铺地砖和砌块等建筑材料，是一种非外加水泥、非烧的制尾矿砖方法，但要在蒸压釜内养护近十小时，设备投资大，能耗高，并且所制产品都为粗类建材。

目前，抗水性镁水泥砖制品中往往采用河砂、海砂、碎石、石粉、煤矸石、炉渣和锯末、蛭石、膨胀珍珠岩和玻璃纤维、石棉及一些有机废料作填充料，如同美国专利3，482，493;3，667，978;3，317，442和中国专利CN  87107780A等等专利文献所报导的。较之尾矿，其组成简单，粒度较大且可以筛选。但是这些专利文献中所提出的发明内容却不适合于尾矿，因为若对尾矿事先进行有害杂质分离或烧结造粒或水洗、筛分、烘干等任何处理，势必提高工艺成本并产生二次废料。若把尾矿作为搭配料填加，势必限制了尾矿的利用率。

本发明的目的在于，提出一种可用各类金属尾矿，特别是用铁尾矿和岩金尾矿作为填充料制成彩色墙地砖的新配方和新工艺，针对尾矿组成的不同特点，选择不同的添加剂改性剂，其制品性能优良，装饰效果好，价格低廉，经济效益、社会效益显著。

本发明是利用抗压强度高的镁质水泥作胶凝剂，利用固体废弃物-各类金属尾矿，特别是铁尾矿和金尾矿作填充料，并且不需要经过任何处理，就可直接作为全部填加料。

鉴于用作填充料尾矿的组成和形态的难改变或不宜改变的特点，本发明在镁质水泥的改性上采取了针对尾矿组成的特点，进行有选择性的阴离子、阳离子或混合离子改性剂的选用，以保证彩砖的力学性能。一般地讲，铁尾矿含有较多的几种形态的剩余铁，选用磷酸、磷酸二氢钙或磷酸二氢镁、或在水化过程中能释放出游离磷酸根的盐类的阴离子改性剂，以利于固化产物中难溶磷酸铁、磷酸钙等的形成。金尾矿含有较高的二氧化硅细粉，选用氯化钙、硫酸镁为改性剂，以利于硅酸钙、硅酸镁、氯化钙镁等水合物的形成。改性剂添加总量为氧化镁重量的2%～10%为宜。由此可见，尾矿彩砖的水化反应，仍然以活性氧化镁与氯化镁水溶液的反应为主。其固化产物中以针状晶体、网状结构、微溶性的5·1·8、3·1·8和Mg（OH）₂相为主，伴随有针对尾矿组成中选择性改性剂的加入而产生的少量的难溶或微溶性的以利于提高彩砖抗水性的盐类物相的生成。

本发明的成分为（按重量计）氧化镁100份，比重为1.26的氯化镁水溶液50-60份，颜料1-30份，改性剂工业磷酸2-5份，或重过磷酸钙化肥5-10份，或氯化钙5-10份。填充料含水5-30%的尾矿100-300份，其中对铁尾矿选用磷酸或磷酸钙化肥，对金矿选用氯化钙。其工艺步骤为按比例配料、搅拌、成型、固化、表面涂层处理，成型过程采用浇注法和压制法。

下面详细说明本发明的配方及配制工艺：

第一种是浇注成型的配方和配制工艺。

对于铁尾矿注型彩砖的重量配料比为：氧化镁（含MgO＝70-80%）100份，比重为1.26的氯化镁水溶液50-60份，颜料1-30份，工业磷酸2-5份或重过磷酸钙化肥5-10份，湿尾矿（含水20-30%）100-200份。其配制工艺为：先将MgCl₂·6H₂O晶体溶解成比重为1.26的水溶液备用。将氯化镁水溶液与氧化镁拌和均匀，静置15-30分钟，让其水泥化;将磷酸或磷肥和颜料兑入湿尾矿中拌和均匀;然后将两种料浆兑在一起充分搅拌均匀。用计量称或定量勺取粘稠浆料注入塑料或橡胶模具中，铺匀或震动均匀。彩砖表面的花纹图案取决于模具。也可以将两种不同颜色的料浆按任意比例注模，获得自由色彩砖。

对于金尾矿注型彩砖，只需更改改性剂磷酸或磷肥为氯化钙，以同样的配比即可。

若改变氧化镁粉中MgO的含量，则需按上述比例调整氯化镁溶液量。湿度控制在注型模块表面不产生气孔的前提下，偏干为好。

第二种是压制成型的配方和配制工艺。