專利名稱：一種利用尾礦砂和工業(yè)石膏制備磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尾礦砂和工業(yè)石膏廢物的綜合利用技術(shù)，具體地說是一種利用工業(yè)固體廢棄物免燒制建筑用磚的方法。按國際專利分類表(IPC)劃分屬化學(xué)；冶金部，化學(xué)分部，水泥；混凝土 ；人造石；陶瓷；耐火材料大類，石灰；氧化鎂；礦渣；水泥；其組合物，例如礦漿、混凝土或類似的建筑材料；人造石；陶瓷；耐火材料；天然石的處理小類，含有無機粘結(jié)劑或含有無機與有機粘結(jié)劑反應(yīng)產(chǎn)物的砂漿、混凝土或人造石的組合物主組，含硫酸鈣水泥的小組的技術(shù)領(lǐng)域。(C04B28/14)
背景技術(shù)：
礦山，如硫鐵礦、鐵礦、銅礦、多金屬礦山等，在礦石開采過程中產(chǎn)生大量的廢棄巖石(又稱礦山廢石)，這些廢棄巖石一般是礦體的圍巖，受到一定程度的礦化，金屬含量比普通巖石高，因其中有用 金屬含量達不到現(xiàn)有技術(shù)選冶要求而廢棄。礦山廢石粒度大，空隙率高，滲透性強，雨水和空氣容易滲透其中，廢石中的硫化物長期暴露在空氣中，由于化學(xué)氧化、微生物增強的氧化作用，產(chǎn)生嚴(yán)重的酸性礦山排水。酸性礦山排水導(dǎo)致嚴(yán)重的重金屬污染和生態(tài)環(huán)境破壞，每一座金屬礦山都是一個生態(tài)定時炸彈。即使礦山關(guān)閉，這種生態(tài)的危險性依然長期存在。尾礦是礦山進行礦石分選提取有用物質(zhì)后廢棄的固體物質(zhì)。礦山企業(yè)廣生巨量的尾礦通常建設(shè)尾礦庫進行儲存。不僅占用大量土地，而且建設(shè)和維護費用很高，還存在安全隱患。工業(yè)廢石膏包括磷石膏、脫硫石膏、化工石膏等，其減排及資源化利用是相關(guān)行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前我國工業(yè)石膏利用率仍然很低，遠低于日本、韓國和德國等發(fā)達國家磷石膏的利用率。2012年工業(yè)廢石膏排放量約15000萬噸，占累計堆存量已超過10.5億噸，而國內(nèi)大多企業(yè)采用堆存法處理，綜合利用率僅為15 20%，距國家工信部“十二五”規(guī)劃廢石膏綜合利用率達到40%的目標(biāo)尚有較大差距。放置這些廢渣不僅大量占用土地，且易造成環(huán)境污染，特別是臨近江、河、湖、海等環(huán)境敏感地區(qū)的企業(yè)，環(huán)保壓力更大。公開專利CN101172796發(fā)明了全干法脫硫石膏建材制品生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:以脫硫石膏、磷石膏或天然石膏為原料，經(jīng)煅燒、過篩，加入水和無機硅防水劑，仍呈干粉狀；再用鋪裝機鋪裝、高壓壓制成型，獲得高密度的石膏建材制品。公開專利CN1673154公開了一種環(huán)保高壓免燒磷石膏磚及其制造方法，由砂100份、磷石膏40-60份、固相粘接劑10-20份、液相粘接劑0.1-0.5份、胡敏酸鈉0.5_2份；制造方法是:按比例取砂、磷石膏、固相粘接劑攪拌混合均勻；再按比例加入液相粘接劑和水，攪拌混合均勻，將混合料置模具內(nèi)，用制磚機壓制成型，壓力> 40Mpa ;磚坯脫模，經(jīng)養(yǎng)護檢驗合格即為成品。公開專利CN101497516公開一種利用工業(yè)廢磷石膏生產(chǎn)高強磷石膏墻體材料及采用該材料制磚的方法。磷石膏墻體材料各組份為磷石膏50 70%，粉煤灰15 25%，鐵礦渣10 20%，生石灰5 10%。其制磚的生產(chǎn)方法是將將磷石膏與生石灰預(yù)混后再與鐵礦渣和粉煤灰混合均勻，按水膠比0.2 0.35比例加水混勻，壓磚機中壓制成型，放入蒸壓爸中120 14CTC壓蒸4 7小時。然而到目前為止，尚沒有發(fā)現(xiàn)同時利用礦山固體廢棄物、工業(yè)廢石膏生產(chǎn)建筑用磚的文獻報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種制備方法簡單、成本低的利用礦山固體廢物和工業(yè)廢石膏制備建筑用磚的方法。本發(fā)明的利用礦山固廢和工業(yè)石膏制備免燒磚的方法，特別適合于同時進行硫鐵礦開采、選礦、硫酸生產(chǎn)磷肥的聯(lián)合企業(yè)，采礦廢石、尾礦、磷石膏同處一地，綜合利用兩種固體廢棄物；也適用于煤礦發(fā)電企業(yè)，同時綜合利用煤矸石、發(fā)電灰渣和脫硫石膏，或者在一個距離不超過20公里區(qū)域內(nèi)同時存在礦山固體廢棄物和工業(yè)廢石膏的城鎮(zhèn)生產(chǎn)建筑用磚。本發(fā)明的利用礦山固廢和工業(yè)石膏制備免燒磚的方法，具體步驟如下:
選擇工業(yè)石膏廢物，如磷石膏、脫硫石膏，含水率不大于30% ；
把工業(yè)石膏廢物在100-200°C烘干，脫除其中的吸附水和部分結(jié)晶水而活化，并進一步粉磨成200目的粉體；
礦山固廢包括尾礦砂和采礦廢石，例如鐵礦、銅礦、金礦、鉛鋅礦選礦尾礦砂，鐵礦、銅礦、煤礦采礦廢石，含水率不大于15% ；
采礦廢石中粒度如大于5mm的顆粒超過10%，對采礦廢石進行破碎加工，使粒度小于
5mm ；
把烘干、粉碎的工業(yè)石膏廢物與礦山固廢按照質(zhì)量比3:廣1:4比例混合；
再按照與混合物質(zhì)量比15-20%的比例噴霧加入水；
混合料加入制磚成型磨具，在ClOMpa壓力下壓鑄成型；
把成型后的磚在養(yǎng)護室內(nèi)規(guī)則碼放，保持養(yǎng)護室濕度飽和，養(yǎng)護5-10天。所制備磚可以用于建筑物內(nèi)外墻體。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:1、本發(fā)明的制磚方法完全利用磷石、脫硫石膏、尾礦砂等工業(yè)廢棄物，既解決了工業(yè)廢棄物的處置問題，又解決了建筑磚生產(chǎn)破壞土地的問題。2、這兩種廢棄物經(jīng)常在金屬礦山城市，或者煤礦城市臨近產(chǎn)生，而城市建設(shè)對建筑磚有很大的需求，原料和產(chǎn)品都不需要遠距離運輸，大幅度降低了生產(chǎn)和銷售成本。3、本發(fā)明的制磚方法為免燒工藝，既節(jié)約了能耗，又不產(chǎn)生燒磚帶來的大氣污染問題，同時生產(chǎn)成本大幅度降低。4、本發(fā)明的制磚工藝對生產(chǎn)場地的需求較小，


圖1不同溫度烘干磷石膏的XRD圖譜，表明在烘干溫度100以上，磷石膏全部活化為半水石膏，具有膠結(jié)活性，成為尾礦砂的膠結(jié)材料；
圖2不同磷石膏-尾礦砂 配比免燒磚抗折強度。
具體實施例方式實施例1:
選擇某化工集團磷石膏，含水率16% ；
把磷石膏廢物在150°C烘干，并進一步粉磨成200目的粉體；
選擇某鐵礦山尾礦砂，粒度80-150目，含水率10%。因粒度較細，滿足制磚要求，直接使
用；
把烘干的磷石膏與尾礦砂按照質(zhì)量比1:3比例混合；
再按照與混合物質(zhì)量比20%的 比例噴霧加入水；
混合料加入制磚成型磨具，在9Mpa壓力下壓鑄成型；
把成型后的磚在室溫下濕度飽和的養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護5天。
實施例2:
選擇某電廠濕法脫硫石膏，含水率18% ；
把脫硫石膏在150°C烘干，并進一步粉磨成200目的粉體；
選擇某鐵礦山廢石，用對輥破碎機粉碎廢石至粒度小于2_，含水率4%;
把烘干的脫硫石膏與粉碎的廢石按照質(zhì)量比1:2比例混合；
再按照與混合物質(zhì)量比15%的比例噴霧加入水；
混合料加入制磚成型磨具，在6Mpa壓力下壓鑄成型；
把成型后的磚在室溫下濕度飽和的養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護10天。
權(quán)利要求
1.一種利用礦山固廢和工業(yè)石膏制備免燒磚的方法，其特征是按如下具體步驟進行: 選擇工業(yè)石膏廢物，如磷石膏、脫硫石膏，含水率不大于30% ； 把工業(yè)石膏廢物在100-200°C烘干，脫除其中的吸附水和部分結(jié)晶水而活化，并進一步粉磨成200目的粉體； 礦山固廢包括尾礦砂和采礦廢石，例如鐵礦、銅礦、金礦、鉛鋅礦選礦尾礦砂，鐵礦、銅礦、煤礦采礦廢石，含水率不大于15% ； 采礦廢石中粒度如大于5mm的顆粒超過10%，對采礦廢石進行破碎加工，使粒度小于5mm ； 把烘干、粉碎的工業(yè)石膏廢物與礦山固廢按照質(zhì)量比3:廣1:4比例混合； 再按照與混合物質(zhì)量比15-20%的比例噴霧加入水； 混合料加入制磚成型磨具，在ClOMpa壓力下壓鑄成型； 把成型后的磚在養(yǎng)護室內(nèi)規(guī)則碼`放，保持養(yǎng)護室濕度飽和，養(yǎng)護5-10天。
全文摘要
一種利用礦山固廢和工業(yè)石膏廢物制備免燒磚的方法，其特征是把工業(yè)石膏，包括脫硫石膏、磷石膏，在100-200℃條件下烘干，脫除工業(yè)石膏中的吸附水和部分結(jié)晶水而活化，進一步粉磨成200目的粉體，然后與礦山固廢，如尾礦砂，按照質(zhì)量比3:1~1:4比例混合，再按照質(zhì)量比15-20%的比例噴霧加入水，混合料加入成型磨具壓鑄成型，保持飽和濕度下養(yǎng)護5-10天。該產(chǎn)品可用于建筑用內(nèi)外墻體磚。
文檔編號C04B28/14GK103073256SQ201310043050
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者謝晶晶, 陳天虎, 顧承串, 韓成, 吳文濤 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)