本發(fā)明涉及一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石的方法，屬于硅晶石材料制備。

背景技術(shù)：

1、目前生產(chǎn)1噸高錳酸鉀大約產(chǎn)生0.5噸的固體廢渣，稱(chēng)為高錳酸鉀廢渣，下文簡(jiǎn)稱(chēng)“錳渣”。企業(yè)通常采用筑壩堆存的方式存放錳渣，但隨著降水作用，浸出的重金屬元素對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境和生物都有嚴(yán)重影響，現(xiàn)在大量堆積錳渣的污染控制與利用，已成為亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

2、隨著目前裝配式建筑快速發(fā)展，對(duì)建筑的模塊化的要求逐漸提高，對(duì)新型建材的需求也相應(yīng)增大。建材產(chǎn)業(yè)可以大量消耗大宗固廢，如用于制備成含硅晶石墻板。硅晶石是通過(guò)高溫處理，使生胚燒結(jié)，結(jié)構(gòu)致密化，反應(yīng)生成物以硅酸鹽晶相為主，材質(zhì)介于普通燒結(jié)磚和陶瓷之間，硅晶石墻板同時(shí)具有高強(qiáng)度、高透氣、整體性大尺寸的優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)燒結(jié)體系內(nèi)，cao含量需要低于10％防止坯體燒結(jié)變形，以及爆點(diǎn)返堿的問(wèn)題。但是對(duì)于重慶某生產(chǎn)高錳酸鉀的公司的錳渣具有特殊的高cao(>20％)、k2o(>10％)含量，低sio2(<15％)與al2o3(<15％)含量的成分特點(diǎn)，偏離傳統(tǒng)r2o-sio2-al2o3(一般來(lái)說(shuō)：sio2在55-70％，al2o3在10-25％，r2o＜5％，ro＜5％)燒結(jié)體系，sio2是普通燒結(jié)陶瓷的主要成分，過(guò)低的sio2含量使會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)溫度提高，高的cao、k2o含量會(huì)導(dǎo)致液相提前增多，燒成溫度變窄，容易使燒結(jié)塊變形，導(dǎo)致此類(lèi)高錳酸鉀廢渣難以利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石的方法為錳渣提供一種資源化利用的高效解決方式。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

5、一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石的方法，其包括如下步驟：

6、s1、準(zhǔn)備原料包括高錳酸鉀廢渣、頁(yè)巖、粘土和添加劑；

7、s2、按比例稱(chēng)取原料，混合均勻后加水造粒，陳化，然后真空擠出濕胚樣品；

8、s3、將濕胚樣品干燥；

9、s4、將干燥后的濕胚樣品先預(yù)熱，后高溫處理，最后焙燒，獲得燒結(jié)硅晶石。

10、如上所述的方法，優(yōu)選地，所述高錳酸鉀廢渣的主要成分cao>20％、k2o>10％、低sio2<15％、al2o3<15％。

11、如上所述的方法，優(yōu)選地，所述添加劑為燒結(jié)助劑、塑性劑；所述燒結(jié)助劑為長(zhǎng)石、玻璃粉、硅灰、硼砂、滑石粉中的一種或多種混合；所述塑性劑為木質(zhì)素磺酸鹽、纖維素、偏硅酸鈉、三聚磷酸鈉、腐殖酸鈉中的一種或多種混合。

12、如上所述的方法，優(yōu)選地，在步驟s2中，按重量份計(jì)，高錳酸鉀廢渣50～70份，頁(yè)巖5～25份，粘土5～20份；燒結(jié)助劑占原料總重量的5％～15％，塑性劑占原料總重量的0.2％～1％。

13、如上所述的方法，優(yōu)選地，在步驟s2中，材料級(jí)配處理按照20～30％的塑性顆粒，50～70％的中位填充顆粒，5～15％的脊性骨料進(jìn)行，其中塑性顆粒的粒徑>300目，中位填充顆粒的粒徑20目～300目，脊性骨料的粒徑＜20目；塑性顆粒主要來(lái)源于粘土、頁(yè)巖；中位填充顆粒和脊性骨料主要來(lái)源于頁(yè)巖和高錳酸鉀廢渣。

14、如上所述的方法，優(yōu)選地，在步驟s2中，所述加水的用量為原料總重量的15～26％，所述陳化的時(shí)間為12～72h。

15、如上所述的方法，優(yōu)選地，在步驟s3中，所述干燥的條件為60℃低溫收縮干燥，轉(zhuǎn)入120℃高溫除水干燥，使得生坯含水率達(dá)到<2％。

16、如上所述的方法，優(yōu)選地，在步驟s4中，所述預(yù)熱的條件為5℃/min，升溫到300℃～550℃預(yù)熱30min；高溫預(yù)燒處理處理的條件為800℃～950℃預(yù)燒30min；所述燒結(jié)的條件為1000℃～1050℃燒結(jié)60～120min。

17、一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石板材的方法，其是采用上述方法時(shí)，將濕胚樣品制成板材。

18、通過(guò)調(diào)整濕胚的尺寸可獲得3m×1.2m×0.2m的硅晶石板材。

19、(三)有益效果

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明提供的一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石的方法，將不同于常規(guī)成分的難以利用的高錳酸鉀廢渣有效用于制備硅晶石，可大摻量的消耗高錳酸鉀廢渣，并轉(zhuǎn)化為綠色建材，把廢物轉(zhuǎn)變出經(jīng)濟(jì)效益，符合固廢處理、建材兩個(gè)行業(yè)的需要。

22、本發(fā)明還提供了一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石板材的方法，可以獲得硅晶石板材。該方法一方面大量利用了高錳酸鉀廢渣，減輕了生產(chǎn)高錳酸鉀成家堆放高錳酸鉀廢渣的處理問(wèn)題，可避免環(huán)境污染的問(wèn)題；另一方面利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石墻板，固化高錳酸鉀廢渣，降低材料放射性，滿(mǎn)足gb/t?23451中建材放射性指標(biāo)，且投資成本低，生產(chǎn)成本低，實(shí)用性高。

技術(shù)特征：

1.一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高錳酸鉀廢渣的主要成分cao>20％、k2o>10％、低sio2<15％、al2o3<15％。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑為燒結(jié)助劑、塑性劑；所述燒結(jié)助劑為長(zhǎng)石、玻璃粉、硅灰、硼砂、滑石粉中的一種或多種混合；所述塑性劑為木質(zhì)素磺酸鹽、纖維素、偏硅酸鈉、三聚磷酸鈉、腐殖酸鈉中的一種或多種混合。

4.如權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在步驟s2中，按重量份計(jì)，高錳酸鉀廢渣50～70份，頁(yè)巖5～25份，粘土5～20份；燒結(jié)助劑占原料總重量的5％～15％，塑性劑占原料總重量的0.2％～1％。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s2中，材料級(jí)配處理按照20～30％的塑性顆粒，50～70％的中位填充顆粒，5～15％的脊性骨料進(jìn)行，其中塑性顆粒的粒徑>300目，中位填充顆粒的粒徑20目～300目，脊性骨料的粒徑＜20目；塑性顆粒主要來(lái)源于粘土、頁(yè)巖；中位填充顆粒和脊性骨料主要來(lái)源于頁(yè)巖和高錳酸鉀廢渣。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s2中，所述加水的用量為原料總重量的15～27％，所述陳化的時(shí)間為12～72h。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s3中，所述干燥的條件為60℃低溫收縮干燥，轉(zhuǎn)入120℃高溫除水干燥，使得生坯含水率達(dá)到<2％。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s4中，所述預(yù)熱的條件為5℃/min，升溫到300℃～550℃預(yù)熱30min；高溫處理的條件為800℃～950℃預(yù)燒30min；所述燒結(jié)的條件為1000℃～1050℃燒結(jié)60～120min。

9.一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石板材的方法，其是采用如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述方法時(shí)，將濕胚樣品制成板材。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種利用高錳酸鉀廢渣制備硅晶石的方法，其包括S1、準(zhǔn)備原料高錳酸鉀廢渣、頁(yè)巖、粘土和添加劑；S2、按比例稱(chēng)取原料，混合均勻后加水造粒，陳化，然后真空擠出濕胚樣品；S3、將濕胚樣品干燥；S4、將干燥后的物料先預(yù)熱，后高溫處理，最后焙燒，獲得燒結(jié)硅晶石。本發(fā)明方法將不同于常規(guī)成分的難以利用的高錳酸鉀廢渣有效用于制備硅晶石，可大摻量的消耗高錳酸鉀廢渣，并轉(zhuǎn)化為綠色建材，把廢物轉(zhuǎn)變出經(jīng)濟(jì)效益，符合固廢處理、建材兩個(gè)行業(yè)的需要。

技術(shù)研發(fā)人員：田密,謝貴全,胡飛,劉清松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：筑邦建筑技術(shù)（重慶）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10