專(zhuān)利名稱(chēng)：一種人工砂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵合金爐渣回收利用領(lǐng)域，特別涉及一種利用鐵合金爐渣制備人工砂的方法。
背景技術(shù)：
鐵合金爐渣是冶煉鐵合金時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。根據(jù)生產(chǎn)鐵合金的種類(lèi)不同，鐵合金爐渣可分為錳鐵合金渣、硅鐵合金渣、鉻鐵合金渣、不銹鋼渣等。鐵合金爐渣在空氣中自然冷卻或極少量水促其冷卻形成容重和塊度較大的石質(zhì)物料，成灰色或灰黑色，類(lèi)似于天然的玄武質(zhì)或花崗質(zhì)熔巖，內(nèi)部有一定數(shù)量的孔徑不一的氣孔，硬度大、強(qiáng)度高。這種大塊狀的石質(zhì)廢渣在排放的過(guò)程中經(jīng)過(guò)緩慢的冷卻，有相對(duì)均衡的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，主要礦物為鈣鋁黃長(zhǎng)石、鎂黃長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石、硫化鈣、硅酸二鈣等。除硅酸二鈣具有緩慢水硬化性外，其他礦物成分常溫下水硬性很差，因此其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但鐵合金爐渣中存在少量的可溶性物質(zhì)，如果鐵合金爐渣制砂后直接使用，制成的砂漿中部分砂粒因某些物質(zhì)的溶出而呈現(xiàn)紅色，影響了砂漿及建筑物的美觀，因而需采用化學(xué)方法對(duì)該溶出物進(jìn)行處理以利于該鐵合金爐渣在砂漿中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決鐵合金廢渣再利用中使用呈現(xiàn)紅色的問(wèn)題，將鐵合金爐渣通過(guò)一定的處理工藝制備成機(jī)制人工砂代替天然砂作為普通砂漿的集料生產(chǎn)普通砂漿。本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的
一種人工砂的制備方法，將鐵合金爐渣制成粒徑為0.廣5mm的砂粒，砂粒經(jīng)過(guò)堿性改性液改性、干燥制成人工砂。所述堿性改性液濃度為0. 05 0. 2wt%，其中溶質(zhì)為Ca(OH)2和NaOH，兩者的重量比為5 15:2 5，溶劑為水。所述堿性改性液還包括0. 02wt%的硅酸鈉。所述砂粒與堿性改性液的重量比為1:1。通過(guò)對(duì)砂粒噴淋堿性改性液的方式進(jìn)行改性。對(duì)砂粒噴淋若干次堿性改性液。
制得的人工砂經(jīng)過(guò)粒度分級(jí)后使用。所述的干燥為自然干燥或者烘干。所述鐵合金爐渣為錳鐵合金渣、硅鐵合金渣、鉻鐵合金渣、不銹鋼渣。鐵合金爐渣的化學(xué)組成主要為Si02、A1203、CaO,MgO, Fe2O3' SiO2, A1203、CaO 等成分。其中形成大量的玻璃相，存在一定的潛在活性，用堿激發(fā)其中的Si02、Al2O3等的活性， 使其從玻璃相中發(fā)生Si-0、Al-O鍵斷裂，產(chǎn)生的硅酸根、鋁酸根等離子有利于與膠凝材料結(jié)合，縮短凝結(jié)時(shí)間，提高強(qiáng)度。所述的堆淋方式是在機(jī)制人工砂堆場(chǎng)上均勻噴淋改性液，溶解人工砂中的溶出物，同時(shí)激發(fā)砂粒表面的活性，通過(guò)多次噴淋實(shí)現(xiàn)。所述的分級(jí)是將機(jī)制人工砂分成粗、中、細(xì)砂，以便進(jìn)行砂的級(jí)配，為配制砂漿提供方便。本發(fā)明的有益效果
1.該鐵合金爐渣機(jī)制人工砂不僅可以代替天然青石砂、石英砂，而且具有容重小、后期強(qiáng)度不斷增加的性能，解決了普通鐵合金爐渣機(jī)制人工砂制成砂漿后泛紅的問(wèn)題；
2.該鐵合金爐渣機(jī)制人工砂在砂漿中摻量為60 80%，完全替代了天然青石砂、石英砂，減少了對(duì)優(yōu)質(zhì)天然資源的消耗，降低砂漿的生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益；
3.該鐵合金爐渣機(jī)制人工砂制備的砂漿更適用于高溫高壓蒸養(yǎng)環(huán)境，在該環(huán)境下砂漿的抗折、抗壓性能更加優(yōu)越；
4.本發(fā)明所使用的原料鐵合金爐渣排放量大，價(jià)格低，處理工藝簡(jiǎn)單，投資少，回收快， 效益顯著；
5.實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢渣綜合利用，解決農(nóng)田占用、環(huán)境污染問(wèn)題，達(dá)到建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
硅鐵合金渣通過(guò)制砂機(jī)制成粒度為0.廣5mm的機(jī)制人工砂粒，堆成砂粒堆。配制堿性改性液，改性液中Ca(OH)2和NaOH的重量比為15:2，改性液濃度為0. 05wt%。將30噸改性液均勻噴淋在30噸人工砂砂粒堆上，分5次噴淋，并將砂堆中流出的多余改性液體回收進(jìn)改性液池。然后將經(jīng)過(guò)改性的機(jī)制人工砂在曬料場(chǎng)中鋪開(kāi)曬至干燥，經(jīng)過(guò)分級(jí)成粗、中、細(xì)砂，分別進(jìn)入不同的料倉(cāng)，制成了鐵合金爐渣機(jī)制人工砂。利用上述制成的鐵合金爐渣機(jī)制人工砂制成干混抹灰砂漿，砂漿的重量配比為 水泥中砂細(xì)砂粉煤灰礦渣粉=15 37 38 5 :5，外加0. 03%纖維素醚，水泥為山東水泥廠生產(chǎn)的32. 5#普通硅酸鹽水泥，粉煤灰來(lái)自是濟(jì)南黃臺(tái)電廠，礦渣粉是濟(jì)南涌泉新型建材有限公司生產(chǎn)的。測(cè)定砂漿的性能見(jiàn)表1。實(shí)施例2
不銹鋼渣通過(guò)制砂機(jī)制成粒度為0.廣5mm的機(jī)制人工砂粒，堆成砂粒堆。配制堿性改性液，改性液中Ca(OH)2和NaOH的重量比為1 1，改性液濃度為0. 2wt%。將10噸改性液均勻噴淋在10噸人工砂砂粒堆上，分3次噴淋，并將砂堆中流出的多余改性液體回收進(jìn)改性液池。然后將經(jīng)過(guò)淋濾的機(jī)制人工砂在烘干機(jī)上烘干，經(jīng)過(guò)分級(jí)成粗、中、細(xì)砂，分別進(jìn)入不同的料倉(cāng)，制成了鐵合金爐渣機(jī)制人工砂。利用上述制成的鐵合金爐渣機(jī)制人工砂制成普通砌筑砂漿，砂漿的重量配比為 水泥粗砂中砂細(xì)砂粉煤灰礦渣粉=12 30 18 30 5 :5，水泥為山東水泥廠生產(chǎn)的 32. 5#普通硅酸鹽水泥，粉煤灰來(lái)自濟(jì)南黃臺(tái)電廠，礦渣粉是濟(jì)南涌泉新型建材有限公司生產(chǎn)的。測(cè)定砂漿的性能見(jiàn)表1。實(shí)施例3
不銹鋼渣通過(guò)制砂機(jī)制成粒度為0.廣5mm的機(jī)制人工砂粒，堆成砂粒堆。配制堿性改性液，改性液中堿的濃度為0. 15wt%，其中Ca(OH)2和NaOH的重量比為2:1，改性液還包括 0. 02wt%的硅酸鈉。將20噸改性液均勻噴淋在20噸人工砂砂粒堆上，分4次噴淋，并將砂堆中流出的多余改性液體回收進(jìn)改性液池。然后將經(jīng)過(guò)淋濾的機(jī)制人工砂在烘干機(jī)上烘干，經(jīng)過(guò)分級(jí)成粗、中、細(xì)砂，分別進(jìn)入不同的料倉(cāng)，制成了鐵合金爐渣機(jī)制人工砂。利用上述制成的鐵合金爐渣機(jī)制人工砂制成普通砌筑砂漿，砂漿的重量配比為 水泥粗砂中砂細(xì)砂粉煤灰礦渣粉=12 30 18 30 5 :5，水泥為山東水泥廠生產(chǎn)的 32. 5#普通硅酸鹽水泥，粉煤灰來(lái)自濟(jì)南黃臺(tái)電廠，礦渣粉是濟(jì)南涌泉新型建材有限公司生產(chǎn)的。測(cè)定砂漿的性能見(jiàn)表1。對(duì)比實(shí)施例1
硅鐵合金渣通過(guò)制砂機(jī)制成粒度為0.廣5mm的機(jī)制人工砂粒，經(jīng)過(guò)分級(jí)成粗、中、細(xì)砂，分別進(jìn)入不同的料倉(cāng)，制成了鐵合金爐渣機(jī)制人工砂。利用上述人工砂制成干混抹灰砂漿，砂漿的重量配比為水泥中砂細(xì)砂粉煤灰礦渣粉=15 37 38 5 :5，外加0. 03%纖維素醚，水泥為山東水泥廠生產(chǎn)的32. 5#普通硅酸鹽水泥，粉煤灰來(lái)自是濟(jì)南黃臺(tái)電廠，礦渣粉是濟(jì)南涌泉新型建材有限公司生產(chǎn)的。測(cè)定砂漿的性能見(jiàn)表1。對(duì)比實(shí)施例2:
不銹鋼渣通過(guò)制砂機(jī)制成粒度為0.廣5mm的機(jī)制人工砂粒，經(jīng)過(guò)分級(jí)成粗、中、細(xì)砂， 分別進(jìn)入不同的料倉(cāng)，制成了鐵合金爐渣機(jī)制人工砂。利用上述人工砂制成普通砌筑砂漿，砂漿的重量配比為水泥粗砂中砂細(xì)砂 粉煤灰礦渣粉=12 30 18 30 5 :5，水泥為山東水泥廠生產(chǎn)的32. 5#普通硅酸鹽水泥，粉煤灰來(lái)自濟(jì)南黃臺(tái)電廠，礦渣粉是濟(jì)南涌泉新型建材有限公司生產(chǎn)的。測(cè)定砂漿的性能見(jiàn)表1。表1實(shí)施例1、2、3及對(duì)比實(shí)施例1、2制得的砂漿的性能對(duì)比表
權(quán)利要求
1.一種人工砂的制備方法，其特征是將鐵合金爐渣制成粒徑為0.廣5mm的砂粒，砂粒經(jīng)過(guò)堿性改性液改性、干燥制成人工砂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述堿性改性液濃度為0.05、. 2wt%，其中溶質(zhì)為Ca(OH)2和NaOH，兩者的重量比為5 15 :2 5，溶劑為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述堿性改性液還包括0.02wt%的硅酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述砂粒與堿性改性液的重量比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通過(guò)對(duì)砂粒噴淋堿性改性液的方式進(jìn)行改性。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于對(duì)砂粒噴淋若干次堿性改性液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于制得的人工砂經(jīng)過(guò)粒度分級(jí)后使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的干燥為自然干燥或者烘干。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述鐵合金爐渣為錳鐵合金渣、硅鐵合金渣、鉻鐵合金渣、不銹鋼渣。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵合金爐渣回收利用領(lǐng)域一種利用鐵合金爐渣制備人工砂的方法。將鐵合金爐渣制成粒徑為0.1~5mm的砂粒，砂粒經(jīng)過(guò)堿性改性液改性、干燥制成人工砂。堿性改性液濃度為0.05~0.2wt%，溶質(zhì)為重量比5~152~5Ca(OH)2和NaOH。還包括0.02wt%的硅酸鈉。有益效果可以代替天然青石砂、石英砂，降低砂漿的生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益；容重小、后期強(qiáng)度不斷增加的性能；所使用的原料鐵合金爐渣排放量大，價(jià)格低，處理工藝簡(jiǎn)單，投資少，回收快，效益顯著；實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢渣綜合利用，解決農(nóng)田占用、環(huán)境污染問(wèn)題，達(dá)到建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)。
文檔編號(hào)C04B18/14GK102167534SQ201110009379
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者付興華, 宋義勇, 陳廣立, 陶文宏 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)