專利名稱：一種利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦山環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域和墻體材料領(lǐng)域，特別涉及一種利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土的方法。
背景技術(shù)：
蒸壓加氣混凝土是目前唯一能夠達(dá)到建筑節(jié)能50 %的單一墻體材料，具有輕質(zhì)、 保溫、隔熱、吸聲、防火、易加工等特點(diǎn)。鑒于這些特點(diǎn)，在國家禁止使用粘土磚的背景下，蒸 壓加氣混凝土作為墻體材料正在占有越來越大的市場。目前，我國市場上流通的主要有石 灰_水泥_砂和石灰_水泥_粉煤灰兩種原材料體系制備的加氣混凝土產(chǎn)品，而隨著砂這 種自然資源的不斷減少以及所面臨的粉煤灰因在混凝土領(lǐng)域中扮演著重要作用而使其供 應(yīng)日趨緊張的局面，勢必提高加氣混凝土的原料成本，影響著整個加氣混凝土行業(yè)的發(fā)展。矽卡巖型尾礦的高效資源綜合利用一直是困擾企業(yè)的難題，矽卡巖型尾礦的堆存 不僅給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更是環(huán)境污染的一大源頭。目前，國內(nèi)外關(guān)于這類尾礦綜合利用 的報(bào)道不多見，已有文獻(xiàn)報(bào)道了利用這類尾礦制備蒸養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)磚、灰砂磚、水泥制品等。發(fā)明 專利“金屬尾礦(矽卡巖)生產(chǎn)水泥或水泥制品的方法(CN1621378)”，公開了利用這類尾 礦代替水泥水原料制備水泥或者代替水泥制備水泥制品的技術(shù)。上述這些建筑材料附加值 都比較低，限制了產(chǎn)品的運(yùn)距，進(jìn)而使這類尾礦難以大量地被消納利用。另外這類尾礦含鎂 較高，用于制備水泥制品或者灰砂磚，其耐久性也難以保證。發(fā)明專利“矽卡巖型磁鐵礦尾 礦燒結(jié)多孔磚及其制備方法(CN101333102) ”，將尾礦與煤矸石配合制坯，經(jīng)燒結(jié)后制得矽 卡巖型磁鐵礦尾礦燒結(jié)多孔磚。但是該方法需要將坯體在iiio°c ii6o°c的溫度下燒制 26 28小時，雖因固體廢棄物的利用而節(jié)省了原料成本，也使原料經(jīng)過固相反應(yīng)而解決了 耐久性問題，但是后期工藝制備過程的能耗卻較大。本發(fā)明利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加 氣混凝土，以使原料中的活性組份在蒸壓條件下充分反應(yīng)，克服其高的鎂含量給制造水泥 帶來的潛在的耐久性不足的問題和灰砂磚類墻體材料隔熱性不足的問題，并充分發(fā)揮加氣 混凝土輕質(zhì)、保溫、隔熱、吸聲、防火、易加工等特點(diǎn)，提供一種節(jié)能型墻體材料，使這類尾礦 的大宗高附加值利用成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于給矽卡巖型尾礦提供一條資源化利用途徑，減少矽卡巖型尾礦 的堆存以及對環(huán)境的污染。制備蒸壓加氣混凝土采用的主要原料有矽卡巖型尾礦、礦渣、硅 砂、水泥熟料、石膏、鋁粉、水、減水劑等。本發(fā)明所使用的尾礦為矽卡巖型尾礦，主要礦物有 角閃石、輝石、白云石、蛇紋石等，而傳統(tǒng)制備加氣混凝土所需要的石英、長石等礦物很少。 基于這一點(diǎn)，本發(fā)明引入水淬高爐礦渣和以石英為主要礦物組分的硅砂作為鈣質(zhì)和硅質(zhì)原 料的補(bǔ)充組份，同時加入水泥熟料和石膏以使加氣混凝土具備足夠的早期強(qiáng)度以滿足坯體 的加工和搬運(yùn)。本發(fā)明的實(shí)施步驟如下
(1)將矽卡巖型尾礦烘干至含水率0 1%，烘干后的矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面 積400 1000kg/m2 ；將水淬高爐礦渣烘干至含水率0 1 %，烘干后的水淬高爐礦渣渣磨 細(xì)至比表面積400 600kg/m2 ；將硅砂烘干至含水率0 1 %，烘干后的硅砂磨細(xì)至比表面 積400 1000kg/m2 ；將天然石膏烘干至含水率0 1 %，烘干后的天然石膏磨細(xì)至比表面 積300 500kg/m2 ；將水泥熟料磨細(xì)至比表面積300 400kg/m2。(2)按干基重量百分比將步驟(1)準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦25 45%，水淬 高爐礦渣25 35 %，硅砂15 30 %，水泥熟料6 12 %，天然石膏3 6 %配料，外加占 以上混合干料總質(zhì)量0. 6 0. 9%的減水劑和占混合干料總質(zhì)量35% 45%的48 55°C 溫水?dāng)嚢?0 180秒鐘，之后加入0. 06% 0. 12%的鋁粉并攪拌35 45秒鐘，得到加氣 混凝土混合料漿。整個攪拌的過程設(shè)置保溫措施，保證料漿的澆注溫度在40 50°C。(3)將步驟(2)中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)護(hù)，切割，蒸壓，得到蒸壓 加氣混凝土砌塊成品。靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)護(hù)的環(huán)境溫度為45 55°C，預(yù)養(yǎng)護(hù)時間為3 4小 時。蒸壓條件為壓力1. 1 1. 5MPa，溫度160 185°C，恒溫(恒壓)7 9小時。矽卡巖 型尾礦生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土的工藝流程如圖1所示。
本發(fā)明的有益之處(1)解決矽卡巖型尾礦不易綜合利用的難題，對節(jié)省尾礦管理費(fèi)用和促進(jìn)礦山環(huán) 境保護(hù)具有重要意義。(2)充分利用水淬高爐礦渣中和矽卡巖型尾礦本身的鈣元素，節(jié)省石灰，對減排 CO2具有重要意義。(3)充分利用矽卡巖型尾礦的細(xì)粒度特征和無成本的廢棄物特征，拓寬加氣混凝 土的原材料范圍，降低原材料成本，為市場提供更豐富的加氣混凝土制品，對推動建筑節(jié)能
具有重要意義。


圖1矽卡巖型尾礦生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土工藝流程圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(1)將各原料烘干后進(jìn)行粉磨，矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面積681. 7kg/m2 ；水淬高 爐礦渣磨細(xì)至比表面積562. 2kg/m2 ；硅砂磨細(xì)至比表面積999. 7kg/m2 ；天然石膏磨細(xì)至比 表面積400kg/m2 ；水泥熟料磨細(xì)至比表面積380kg/m2。(2)按干基重量百分比將步驟(1)準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦30%，水淬高 爐礦渣35 %，硅砂20 %，水泥熟料10 %，天然石膏5 %配料，外加占以上混合干料總質(zhì)量 0. 75%的減水劑和占混合干料總質(zhì)量40%的48°C溫水，攪拌120秒鐘，之后加入0. 07%的 鋁粉并攪拌40秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿，料漿的澆注溫度為45°C。(3)將步驟(2)中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)護(hù)，切割，蒸壓，得到蒸壓 加氣混凝土砌塊成品。靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)的環(huán)境溫度為50°C，預(yù)養(yǎng)時間為4小時。蒸壓條件 為壓力1. 2MPa，溫度165°C，恒溫(恒壓)8小時。按上述步驟制備出的加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo)如表1所示。
表1實(shí)施例1所制備出的加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo) 實(shí)施例2(1)將各原料烘干后進(jìn)行粉磨，矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面積561. 6kg/m2 ；水淬高 爐礦渣渣磨細(xì)至比表面積562. 2kg/m2 ；硅砂磨細(xì)至比表面積999. 7kg/m2 ；天然石膏磨細(xì)至 比表面積400kg/m2 ；水泥熟料磨細(xì)至比表面積300kg/m2。(2)按干基重量百分比將步驟(1)準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦30%，水淬高爐 礦渣30 %，硅砂25 %，水泥熟料10 %，天然石膏5 %配料，外加占以上混合干料總質(zhì)量0.6% 的減水劑和占混合干料總質(zhì)量41. 5%的53°C溫水，攪拌120秒鐘，之后加入0. 12%的鋁粉 并攪拌40秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿，料漿的澆注溫度為45°C。(3)將步驟(2)中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)護(hù)，切割，蒸壓，得到蒸壓 加氣混凝土砌塊成品。靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)的環(huán)境溫度為50°C，預(yù)養(yǎng)護(hù)時間為4小時。蒸壓條 件為壓力1. 3MPa，溫度170°C，恒溫(恒壓)7小時。按上述步驟制備出加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo)如表2所示。表2實(shí)施例2所制備出的加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo) 實(shí)施例3(1)將各原料烘干后進(jìn)行粉磨，矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面積653. 4kg/m2 ；水淬高 爐礦渣渣磨細(xì)至比表面積542. 7kg/m2 ；硅砂磨細(xì)至比表面積887. 4kg/m2 ；天然石膏磨細(xì)至 比表面積400kg/m2 ；水泥熟料磨細(xì)至比表面積380kg/m2。(2)按干基重量百分比將步驟(1)準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦30%，水淬高爐 礦渣40 %，硅砂19 %，水泥熟料6 %，天然石膏5 %配料，外加占以上混合干料總質(zhì)量0. 85 % 的減水劑和占混合干料總質(zhì)量40%的50°C溫水，攪拌120秒鐘，之后加入0. 1 %的鋁粉并攪 拌40秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿，料漿的澆注溫度為45°C。(3)將步驟(2)中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)，切割，蒸壓，得到蒸壓加 氣混凝土砌塊成品。靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)的環(huán)境溫度為50°C，預(yù)養(yǎng)時間為4小時。蒸壓條件為 壓力1. 3MPa，溫度170°C，恒溫(恒壓)8小時。按上述步驟制備出加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo)如表3所示。表3實(shí)施例3所制備出的加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo) 實(shí)施例4(1)將各原料烘干后進(jìn)行粉磨，矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面積681. 7kg/m2 ；水淬高 爐礦渣渣磨細(xì)至比表面積542. 7kg/m2 ；硅砂磨細(xì)至比表面積717. 7kg/m2 ；天然石膏磨細(xì)至 比表面積400kg/m2 ；水泥熟料磨細(xì)至比表面積380kg/m2。(2)按干基重量百分比將步驟(1)準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦35%，水淬高爐 礦渣30 %，硅砂20 %，水泥熟料11%，天然石膏4 %配料，外加占以上混合干料總質(zhì)量0.8% 的減水劑和占混合干料總質(zhì)量37. 5%的50°C溫水，攪拌120秒鐘，之后加入0. 09%的鋁粉 并攪拌40秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿，料漿的澆注溫度為45°C。(3)將步驟(2)中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)，切割，蒸壓，得到蒸壓加 氣混凝土砌塊成品。靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)的環(huán)境溫度為52°C，預(yù)養(yǎng)時間為3小時。蒸壓條件為 壓力1. 2MPa，溫度165°C，恒溫(恒壓)9小時按上述步驟制備出加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo)如表4所示。表4實(shí)施例4所制備出的加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo) 實(shí)施例5(1)將各原料烘干后進(jìn)行粉磨，矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面積653. 4kg/m2 ；水淬高 爐礦渣渣磨細(xì)至比表面積470. 7kg/m2 ；硅砂磨細(xì)至比表面積655. 6kg/m2 ；天然石膏磨細(xì)至 比表面積400kg/m2 ；水泥熟料磨細(xì)至比表面積380kg/m2。(2)按干基重量百分比將步驟(1)準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦30%，水淬高 爐礦渣30 %，硅砂25 %，水泥熟料10 %，天然石膏5 %配料，外加占以上混合干料總質(zhì)量 0. 75%的減水劑和占混合干料總質(zhì)量40%的50°C溫水，攪拌120秒鐘，之后加入0. 1 %的鋁 粉并攪拌40秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿，料漿的澆注溫度為45°C。(3)將步驟(2)中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)，切割，蒸壓，得到蒸壓加 氣混凝土砌塊成品。靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)的環(huán)境溫度為48°C，預(yù)養(yǎng)時間為4小時。蒸壓條件為 壓力1. 5MPa，溫度185°C，恒溫(恒壓)8小時按上述步驟制備出加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo)如表5所示。表5實(shí)施例5所制備出的加氣混凝土砌塊的性能指標(biāo)
權(quán)利要求
一種利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土的方法，其特征在于所采用的主要原料有矽卡巖型尾礦、水淬高爐礦渣、硅砂、水泥熟料、石膏、鋁粉、水和減水劑；步驟一將矽卡巖型尾礦烘干至含水率0～1％，烘干后的矽卡巖型尾礦磨細(xì)至比表面積400～1000kg/m2；將水淬高爐礦渣烘干至含水率0～1％，烘干后的水淬高爐礦渣渣磨細(xì)至比表面積400～600kg/m2；將硅砂烘干至含水率0～1％，烘干后的硅砂磨細(xì)至比表面積400～1000kg/m2；將天然石膏烘干至含水率0～1％，烘干后的天然石膏磨細(xì)至比表面積300～500kg/m2；將水泥熟料磨細(xì)至比表面積300～400kg/m2；步驟二、按干基重量百分比將步驟一準(zhǔn)備的原料按照矽卡巖型尾礦25～45％，水淬高爐礦渣25～35％，硅砂15～30％，水泥熟料6～12％，天然石膏3～6％配得混合干料，向混合干料中加入占混合干料總質(zhì)量0.6～0.9％的減水劑和占混合干料總質(zhì)量35％～45％的48～55℃溫水?dāng)嚢?0～180秒鐘，之后加入0.06％～0.12％的鋁粉并攪拌35～45秒鐘，得到加氣混凝土混合料漿；整個攪拌的過程設(shè)置保溫措施，保證料漿的澆注溫度在40～50℃；步驟三、將步驟二中的混合料漿進(jìn)行澆注，靜停發(fā)氣，預(yù)養(yǎng)護(hù)，切割，蒸壓，得到蒸壓加氣混凝土砌塊成品；靜停發(fā)氣和預(yù)養(yǎng)護(hù)的環(huán)境溫度為45～55℃，預(yù)養(yǎng)護(hù)時間為3～4小時；蒸壓條件為壓力1.1～1.5MPa，溫度160～185℃，恒溫恒壓7～9小時。
全文摘要
一種利用矽卡巖型尾礦制備蒸壓加氣混凝土的方法，屬于礦山環(huán)保領(lǐng)域和建筑材料領(lǐng)域。制備該蒸壓加氣混凝土所需原料及各種原料按照重量百分比的配比為矽卡巖型尾礦25～45％，水淬高爐礦渣25～35％，硅砂15～30％，水泥熟料6～12％，天然石膏3～6％配料，外加占以上混合干料總質(zhì)量0.6～0.9％的減水劑，0.06％～0.12％的鋁粉和35％～45％的48℃～55℃溫水。本發(fā)明所制備的加氣混凝土含濕抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa以上，絕干抗壓強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上，干體積密度為550kg/m3～650kg/m3，滿足國標(biāo)對蒸壓加氣混凝土性能指標(biāo)的要求，給難以利用的矽卡巖型尾礦資源開辟了新的利用途徑，有利于解決矽卡巖型尾礦堆存占用土地資源、污染環(huán)境的問題。
文檔編號C04B18/14GK101870568SQ20101019202
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者倪文, 張靜文, 李德忠, 王中杰, 黃曉燕 申請人:北京科技大學(xué)