专利名称：一种以水渣为原料的烧结砖及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以水渣为原料的烧结砖及其制备工艺。
背景技术：
随着我国经济的高速发展，建筑用砖的需求量成倍增长，尤其是城市中大量的拆建项目，使得建筑用砖的需求量越来越大。现有技术中的建筑用砖大多都是采用粘土烧制而成，其需要大量的采掘耕地，造成大量耕地资源的损失。目前，我国已采用相关措施限制用粘土制砖以保护稀缺的耕地资源。因此，研制开发新的烧结砖及制备工艺成为当务之急。经检索，采用工业固体废弃物为原料制备烧结砖成为一种趋势，其既能节约大量 耕地资源，又能使工业固体废弃物得到有效的回收利用，可谓一举两得。目前国内用于制砖的固体废弃物主要是煤矸石、粉煤灰、工业废水处理过程中产生的底泥和各种尾矿(如石膏尾矿、硫铁矿渣、铜尾矿、高硅铁尾矿、石棉尾矿)等，虽然其制备工艺已经取得了较大的进展，且在建筑行业得到了广泛的应用，但其性能仍不够理想，尚有改进的空间。包钢水渣，高炉水渣，因出炉时加水降温，俗称水渣。水渣通常作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种以水渣为原料的烧结砖，并提供了其制备工艺。本发明是通过以下技术方案实现的—种以水渣为原料的烧结砖，是由以下重量份的原料制成的水渣80 90份，粘土 50 60份,粉煤灰30 40份,煤砰石20 30份,稻杆2 8份,石骨粉I 3份,氧化钙2 6份，氟硅酸钠I 3份。优选的，是由以下重量份的原料制成的水渣85份，粘土 55份，粉煤灰35份，煤矸石25份，秸杆5份，石膏粉2份，氧化钙4份，氟硅酸钠2份。优选的，是由以下重量份的原料制成的水渣80份，粘土 60份，粉煤灰40份，煤矸石20份，秸杆8份，石膏粉I份，氧化钙6份，氟硅酸钠I份。优选的，是由以下重量份的原料制成的水渣90份，粘土 50份，粉煤灰30份，煤矸石30份，秸杆2份，石膏粉3份，氧化钙2份，氟硅酸钠3份。所述以水渣为原料的烧结砖的制备工艺，步骤如下(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的25 35%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为48 96小时；(3)成型将泥料制成砖坯；
(4)干燥将砖坯烘干或晒干，干燥后砖坯的含水量< 5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 1000°C，升温速率O. 5 5°C /分钟，保温时间I 4小时；(6)冷却烧结后随炉冷却，得成品。优选的，步骤如下(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的30%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为72小时； (3)成型将泥料制成砖坯；(4)干燥将砖坯烘干或晒干，干燥后砖坯的含水量< 5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 900°C，升温速率3°C /分钟，保温时间3小时；( 6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。进一步地，所述步骤(3)中，将泥料制成砖坯采用真空挤出机。进一步地,采用真空挤出机制成的砖还的尺寸为240mmX 115mmX53mm。本发明的以水渣为原料的烧结砖，主要原料为水渣和粘土，其它原料为可燃的粉煤灰、煤矸石和秸杆等，在砖窑内焙烧过程中，砖体外部环境温度主要由燃煤等燃料提供，但同时由于粉煤灰、煤砰石和稻杆均为可燃物质，焙烧时砖体内掺的可燃物质同时提供热值，其内燃焙烧次序为秸杆一煤矸石一粉煤灰，这样的内燃焙烧与外然焙烧相互配合，在化学反应作用下能够获得高强度、高品质的优质建筑用砖，且最大限度地降低了热耗，提高了热效率。原料中的石膏粉可以起到粘合凝结作用，增强砖坯的成型塑性和强度。氧化钙起烧结助剂的作用。氟硅酸钠起降熔增强剂的作用氟硅酸钠在加热煅烧时，随着温度的不断升高，分别分解为四氟化硅或氟化钠，而四氟化硅和氟化钠对硅酸盐类物质有较强的侵蚀作用，可以活化硅酸盐类物质，大幅降低硅酸盐类物质的熔化温度，因此，砖体内掺加一定量的氟硅酸钠后，在窑内加热煅烧时，由氟硅酸钠分解的四氟化硅或氟化钠在砖体内部侵蚀周围的硅酸盐类物质，致使各类物质的烧结温度也随之大幅降低，并将各类物质的变体熔结，使砖体充分密实，具有较高的抗压强度。本发明的以水渣为原料的烧结砖，以水渣为主要原料，以粘土作为辅助原料，并在此基础上添加粉煤灰调整组分，通过配料、粉碎、混料、成型、干燥、烧结、冷却的工艺制备烧结砖，实现了固体废弃物的有效利用。所制备的烧结砖性能优异，符合《GB5101-2003烧结普通砖》要求，放射线检素限量符合《建筑材料放射性核素限量GB566-2001》要求，腐蚀性及浸出毒性分析符合《GB5085. 1-2007危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB5085. 3-2007》要求，室内存放符合《GB/T18833-2002室内空气质量标准》的要求。本发明填补了国内利用水渣制砖的技术空白。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例I制备一种以水渣为原料的烧结砖配方为水 渣85千克，粘土 55千克，粉煤灰35千克，煤矸石25千克，秸杆5千克，石膏粉2千克，氧化钙4千克，氟硅酸钠2千克。制备工艺为(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3_以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的30%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为72小时；(3)成型米用真空挤出机将泥料制成砖还,砖还的尺寸为240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥将砖坯晒干，干燥后砖坯的含水量彡5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 900°C，升温速率3°C /分钟，保温时间3小时；( 6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。对成品进行检测，抗压强度为19. 5MPa，抗折强度4. 3MPa。其性能符合《GB5101-2003烧结普通砖》要求，放射线检素限量符合《建筑材料放射性核素限量GB566-2001》要求，腐蚀性及浸出毒性分析符合《GB5085. 1-2007危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB5085. 3-2007》要求，室内存放符合《GB/T18833-2002室内空气质量标准》的要求。实施例2制备一种以水渣为原料的烧结砖配方为水渣80千克，粘土 60千克，粉煤灰40千克，煤矸石20千克，秸杆8千克，石膏粉I千克，氧化韩6千克,氟娃酸钠I千克。制备工艺为(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的25%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为48小时；(3)成型米用真空挤出机将泥料制成砖还,砖还的尺寸为240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥将砖坯烘干，干燥后砖坯的含水量< 5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在850 950°C，升温速率2°C /分钟，保温时间2小时；( 6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。对成品进行检测，抗压强度为18. 6MPa，抗折强度3. 7MPa。实施例3制备一种以水渣为原料的烧结砖配方为水渣90千克，粘土 50千克，粉煤灰30千克，煤矸石30千克，秸杆2千克，石膏粉3千克，氧化钙2千克，氟硅酸钠3千克。制备工艺为(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3_以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的35%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为96小时；
(3)成型米用真空挤出机将泥料制成砖还,砖还的尺寸为240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥将砖坯晒干，干燥后砖坯的含水量彡5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在900 1000°C，升温速率3°C /分钟，保温时间4小时；( 6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。
对成品进行检测，抗压强度为18. 3MPa，抗折强度3. 5MPa。实施例4制备一种以水渣为原料的烧结砖配方为水渣83千克，粘土 58千克，粉煤灰33千克，煤矸石28千克，秸杆4千克，石膏粉2千克,氧化韩5千克,氟娃酸钠2千克。制备工艺为(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3_以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的30%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为72小时；(3)成型米用真空挤出机将泥料制成砖还,砖还的尺寸为240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥将砖坯晒干，干燥后砖坯的含水量彡5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 900°C，升温速率4°C /分钟，保温时间2小时；( 6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。对成品进行检测，抗压强度为19. IMPa，抗折强度4. IMPa0实施例5制备一种以水渣为原料的烧结砖配方为水渣88千克，粘土 52千克，粉煤灰37千克，煤矸石22千克，秸杆6千克，石膏粉I千克，氧化钙3千克，氟硅酸钠3千克。制备工艺为(I)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3mm以下；(2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的30%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为96小时；(3)成型米用真空挤出机将泥料制成砖还,砖还的尺寸为240mmX 115mmX53mm ；(4)干燥将砖坯晒干，干燥后砖坯的含水量彡5% ；(5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 900°C，升温速率5°C /分钟，保温时间3小时；( 6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。对成品进行检测，抗压强度为18. 9MPa，抗折强度4. 2MPa。
权利要求
1.一种以水渣为原料的烧结砖，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣80 90份，粘土 50 60份，粉煤灰30 40份，煤矸石20 30份，秸杆2 8份，石膏粉I 3份，氧化钙2 6份，氟硅酸钠I 3份。
2.根据权利要求I所述的一种以水渣为原料的烧结砖，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣85份，粘土 55份，粉煤灰35份，煤矸石25份，秸杆5份，石膏粉2份，氧化钙4份，氟硅酸钠2份。
3.根据权利要求I所述的一种以水渣为原料的烧结砖，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣80份，粘土 60份，粉煤灰40份，煤矸石20份，秸杆8份，石膏粉I份，氧化钙6份，氟硅酸钠I份。
4.根据权利要求I所述的一种以水渣为原料的烧结砖，其特征在于是由以下重量份的原料制成的水渣90份，粘土 50份，粉煤灰30份，煤矸石30份，秸杆2份，石膏粉3份，氧化钙2份，氟硅酸钠3份。
5.权利要求I 4中任一项所述的一种以水渣为原料的烧结砖的制备工艺，其特征在于步骤如下 (1)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3mm以下； (2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的25 35%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为48 96小时； (3)成型将泥料制成砖坯； (4)干燥将砖坯烘干或晒干，干燥后砖坯的含水量<5% ； (5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 1000°C，升温速率O. 5 5°C /分钟，保温时间I 4小时； (6 )冷却烧结后随炉冷却，得成品。
6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于步骤如下 (1)粉碎将原料打碎磨成粉末，粉碎细度为3mm以下； (2)混料把原料粉末混合均匀，加原料总质量的30%的水制成泥料，然后进行陈化处理，其时间为72小时； (3)成型将泥料制成砖坯； (4)干燥将砖坯晒干，干燥后砖坯的含水量<5% ； (5)烧结把上述干燥的砖坯送入窑炉烧结，利用原料粉煤灰、煤矸石、秸杆的可燃性采用外然和内燃相结合的方法进行焙烧，烧结温度控制在800 900°C，升温速率3°C /分钟，保温时间3小时； (6)冷却烧结后随炉冷却，得成品。
7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于所述步骤(3)中，将泥料制成砖坯采用真空挤出机。
8.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于采用真空挤出机制成的砖坯的尺寸为 240mmX 115mmX53mm。
全文摘要
本发明公开了一种以水渣为原料的烧结砖，是由以下重量份的原料制成的水渣80～90份，粘土50～60份，粉煤灰30～40份，煤矸石20～30份，秸秆2～8份，石膏粉1～3份，氧化钙2～6份，氟硅酸钠1～3份。制备工艺为(1)粉碎；(2)混料；(3)成型；(4)干燥；(5)烧结砖坯送入窑炉烧结，烧结温度800～1000℃，升温速率0.5～5℃/分钟，保温时间1～4小时；(6)冷却，得成品。本发明的以水渣为原料的烧结砖，以水渣为主要原料，以粘土作为辅助原料，并在此基础上添加粉煤灰调整组分，实现了固体废弃物的有效利用。所制备的烧结砖性能优异，具有较高的抗压强度。
文档编号C04B18/30GK102910890SQ20121042274
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者王梅 申请人:王梅