一種利用磷尾礦和磷渣為主要原料制備的輕質(zhì)硅酸鈣板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用磷尾礦和磷渣制備的輕質(zhì)硅酸 鈣板。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷礦石浮選產(chǎn)生了大量的尾礦，需要擠占大量的土地，這些尾礦由于數(shù)量大，含有 暫時不能處理的有用或有害成分，同時污染環(huán)境，尾礦在受到腐蝕時，或者尾礦中的可迀移 元素發(fā)生化學(xué)迀移時，將會對大氣和水土造成嚴重污染，并導(dǎo)致土壤退化，植被破壞甚至直 接威脅到人畜的生命安全。還有尾礦庫建設(shè)投資大、維護和運營費用高。尾礦庫包括尾礦 壩、庫區(qū)等，是尾礦設(shè)施的主要部分。礦山生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)中，尾礦設(shè)施投資較大，一般約占礦 山建設(shè)總投資的5%~10%。因此將磷礦尾礦資源化利用迫切并重要。
[0003] 磷尾礦是主要來自于選礦提取精礦以后剩下的尾渣，由于浮選工藝的不同，其產(chǎn) 生的磷尾礦分為正浮選尾礦和反浮選尾礦，正浮選尾礦中硅質(zhì)礦物含量較高，反浮選尾礦 中白云石礦物含量較高。
[0004] 磷渣是電爐法制取黃磷過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其中含有P205,F等有害化學(xué)成 份，目前采用的露天堆放，不僅占用土地，而且對環(huán)境有潛在危害。但其主要化學(xué)成份為 CaO,Si02，且磷渣為玻璃態(tài)，具有較高火山灰活性?，F(xiàn)主要被用于制備水泥。
[0005] 建筑的節(jié)能越來越受到人們的關(guān)注，輕質(zhì)板材以其優(yōu)良的隔熱性能和容重輕等優(yōu) 點受到人們的青睞。目前，輕質(zhì)板材主要分為有機板材和無機板材。關(guān)于它們的研究文獻 很多，也有許多公開專利，比如：CN201210148223. 3 (無機水泥發(fā)泡保溫板及其制備方法）， 采用水泥為主要材料來制備輕質(zhì)保溫板；CN201110027871. 9 (采用二氧化碳發(fā)泡劑生產(chǎn)聚 苯乙烯擠塑板的方法）、CN201020536198. 2 ( -種新式膨脹聚苯板），主要原料均為有機物。
[0006] 本發(fā)明采用主要原料為磷渣、磷尾礦制備輕質(zhì)硅酸鈣板，磷尾礦與磷渣同屬于磷 礦資源利用后產(chǎn)生的廢渣，很多磷化工企業(yè)同時具有這兩種工業(yè)廢渣，但目前公開的技術(shù) 方案中，較少將兩者一起綜合利用制備硅酸鈣板的報道。因為兩者都屬于脊性原料，都僅能 作為填料使用，在用量上也較為有限，而且這類材料耐水性較差，無法用于潮濕環(huán)境，以此 使用范圍受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用磷尾礦和磷渣為主要原料制備的輕質(zhì)硅酸鈣板， 可以大量用工業(yè)廢渣具有較大的經(jīng)濟效益且能夠解決磷渣、磷尾礦長期對環(huán)境產(chǎn)生的危 害，而且所制備的硅酸鈣板產(chǎn)品具有較低的容重和導(dǎo)熱系數(shù)。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，一種利用磷尾礦和磷渣為主要 原料制備的輕質(zhì)硅酸鈣板，其特征在于由包含水泥、磷渣、鈣質(zhì)原料、磷尾礦、硅藻土、活化 劑和纖維制備而成，各原料所占質(zhì)量百分比為：水泥10 %~30 %、磷渣20 %~40 %、鈣質(zhì)原 料4. 7%~15%、磷尾礦10%~30%、硅藻土 20%~40%、活化劑0%~5%和纖維1 %~ 5%〇
[0009] 優(yōu)選地，在上述輕質(zhì)硅酸鈣板中，所述活化劑為硫酸鈉、水玻璃中的一種或二種按 任意配比的組合。
[0010] 優(yōu)選地，在上述輕質(zhì)硅酸鈣板中，所述纖維為木纖維、報紙纖維、耐堿玻璃纖維中 的一種或多種按任意配比的組合。
[0011] 優(yōu)選地，在上述輕質(zhì)硅酸鈣板中，所述鈣質(zhì)原料為石灰、電石渣中的一種或二種按 任意配比的組合。進一步優(yōu)選，上述石灰為生石灰。
[0012] 優(yōu)選地，上述纖維需加水打成漿料后使用，水的加入量以將纖維充分分散為宜，為 纖維質(zhì)量的100% -150%。
[0013] 優(yōu)選地，上述鈣質(zhì)原料需加水打濕混后使用，水的加入量以能夠充分使鈣質(zhì)原料 中氧化鈣消化即可，為鈣質(zhì)原料質(zhì)量的30% -50%。
[0014] 優(yōu)選地，活化劑所占質(zhì)量百分比為1%~5%。
[0015] 本發(fā)明還提供制備上述輕質(zhì)硅酸鈣板的制備方法，其包括如下步驟：
[0016] 1)原料選取：各原料所占質(zhì)量百分比為：水泥10%~30%、磷渣20%~40%、鈣 質(zhì)原料4. 7%~15%、磷尾礦10%~30%、硅藻土 20%~40%、活化劑0%~5%和纖維 1%~5%，選取水泥、磷渣、鈣質(zhì)原料、磷尾礦、硅藻土、活化劑和纖維；
[0017] 2)陳化，將上述鈣質(zhì)原料加水濕混攪拌均勻，然后將攪拌料陳化，得到攪拌料；
[0018] 3)先將上述磷渣、水泥、磷尾礦、硅藻土和活化劑與步驟2)陳化后的攪拌料混合 攪拌均勻，然后將纖維加水打成漿料，最后混合攪拌均勻制成混合料；
[0019] 4)成型及養(yǎng)護，先將步驟3)獲得的混合料成型成板材，然后經(jīng)常溫養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng) 護后獲得輕質(zhì)硅酸鈣板。
[0020] 優(yōu)選地，在上述制備方法中，常溫養(yǎng)護的時間不低于12小時。
[0021] 優(yōu)選地，在上述制備方法中，蒸壓養(yǎng)護為在150-190攝氏度下至少養(yǎng)護6小時。
[0022] 本發(fā)明提供的輕質(zhì)硅酸鈣板，導(dǎo)熱系數(shù)小于等于0.2WAm*K)，容重小于等于 0. 95g/cm3。且制品強度高，耐水性好，而且產(chǎn)品具有很好的濕度調(diào)節(jié)功能，特別適合作為室 內(nèi)墻面和吊頂材料。
[0023] 本發(fā)明所提供的技術(shù)方案較現(xiàn)有技術(shù)至少具有如下優(yōu)點：
[0024] 1、輕質(zhì)硅酸鈣板不含任何有毒或放射性物質(zhì)，較小的容重、粘結(jié)強度高，特別適合 用于現(xiàn)代化的高層建筑；較低的導(dǎo)熱系數(shù)用于建筑隔熱保溫，既節(jié)能、環(huán)保又安全、適用；
[0025] 2、所用原料絕大多數(shù)都是工業(yè)廢渣，從而能夠降低產(chǎn)品制備的成本，具有可觀的 經(jīng)濟效益；
[0026] 3、磷渣、磷尾礦被利用可以取消尾礦壩的建設(shè)和維護，從而可以減少礦山建設(shè)的 投資；
[0027] 4、磷渣、磷尾礦被利用可以減少其堆積占用土地、污染水源、地質(zhì)災(zāi)害等一系列環(huán) 境問題；
[0028] 5、所制備產(chǎn)品具有較好的不燃性（所用主要原料絕大多數(shù)為無機材料），能夠完 全避免火災(zāi)對人產(chǎn)生的不必要的危害，由于有機材料易燃燒而且燃燒時產(chǎn)生有毒氣體、木 質(zhì)材料燃燒時放出大量的煙霧；
[0029]6、所制備產(chǎn)品具有較好的裝飾效果（貼紙、刷油漆、涂料等）；
[0030] 7、本發(fā)明所制造的以磷渣和磷尾礦為主要原料的輕質(zhì)硅酸鈣板后期強度會隨時 間略有增加；
[0031] 8、主要原料可在磷礦附近得到，特別對于同時產(chǎn)生以上兩種廢料的磷化工企業(yè)更 具優(yōu)勢，可以節(jié)約大量運輸成本；
[0032] 9、本發(fā)明所述制造方法的工藝簡單、條件溫和、易于實現(xiàn)；
[0033] 10、本發(fā)明制備的輕質(zhì)硅酸鈣板，可以調(diào)節(jié)空間濕度，特別適合我國南方春季有 回南天氣的地區(qū)使用，其內(nèi)的填料硅藻土不僅可以使材料具有輕質(zhì)的特點，還能調(diào)節(jié)濕度， 吸收空氣中的甲醛等有害物質(zhì)；并且本發(fā)明提供的輕質(zhì)硅酸鈣板耐水性好，及時在潮濕環(huán) 境中也不會出現(xiàn)水解降低強度。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明所述利用磷尾礦和磷渣生產(chǎn)的輕質(zhì)硅酸鈣板的制備工藝流程圖?！揪唧w實施方式】
[0035] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖1及適當(dāng)數(shù)目實施例進一步闡明本發(fā)明的 內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0036] 下列實施例中所用磷尾礦為云南磷化集團晉寧磷礦小麥地尾礦壩，磷渣為云南磷 化集團晉寧黃磷廠生產(chǎn)黃磷所產(chǎn)生的磷渣，但僅為對磷尾礦和磷渣來源進行說明，不構(gòu)成 對本發(fā)明限制，其它地區(qū)的此類磷礦廢料也可以實現(xiàn)本發(fā)明。石灰為普通建筑材料，為符合 國家標準的建筑用石灰粉。
[0037] 實施例1~8
[0038] 實施例1~8各組分配比如表1所示：
[0039] 表 1 (wt. % )
[0040]
[0041] 所述活化劑為硫酸鈉，所述纖維為木纖維，所述鈣質(zhì)原料為石灰。
[0042] 按照如下步驟制備實施例1~8 :
[0043] 步驟1):按照表1中稱取原料；
[0044] 步驟2):將步驟1)所稱的石灰和稱量好的水濕混均勻（3~5min)，將混合好的 物料陳化24h;水的加入量為鈣質(zhì)原料（石灰）質(zhì)量的30% -50%。
[0045] 步驟3):將步驟1)稱取好的磷渣、水泥、磷尾礦、硅藻土，活化劑和陳化好的石灰 進行混合攪拌（3~5min);
[0046] 步驟4):將步驟1)所稱的纖維加水打漿（3~5min)，打漿的目的是為了使得纖 維在水中充分分散開，制品內(nèi)部纖維分散越均勻其吸收室內(nèi)空氣中的水、甲醛等方面的能 力越強；水的加入量為纖維質(zhì)量的100% -150%。
[0047] 步驟5):將步驟3)中攪拌好的物料步驟4)打漿液中，混合攪拌（3~5min);
[0048] 步驟6):將步驟5)混合物料進行流漿成型，將成型好的試件進行常溫養(yǎng)護12~ 36h；
[0049] 步驟7):將步驟6)常溫養(yǎng)護后樣件放入蒸壓釜中于190°C°C下保溫6h，冷卻至室 溫后取出樣件于100~ll〇°C下烘干12~24h。
[0050] 測試結(jié)果顯示上述實施例1~8輕質(zhì)娃酸媽板的密度〈0. 95g/cm3,導(dǎo)熱系數(shù)達到 < 0. 20W/m?K，抗折強度可以達到5MPa以上。具體性能測試結(jié)果如表2所示：
[0051]表 2
[0052]
[0053] 測試以上實施例的耐水性，和對甲醛的吸附能力。以上實施例制備的板材，經(jīng)水浸 泡24小時后，強度保持在90%以上，具有非常好的耐水性。
[0054] 為進行甲醛吸附能力測試，我們準備的相應(yīng)對比實施例。