一种免烧免蒸尾矿砖及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种免烧免蒸尾矿砖及其制备方法，其中铝土矿尾矿30-40％，铁尾矿40-50％，水泥10-30％，新型外加剂0.5-3.0％，原料混匀后加入11-14％的水，搅拌均匀后进入压砖机，经20-50MPa压制成型，自然养护10-28天后制得免烧免蒸尾矿砖。本发明制成的尾矿砖无侧限抗压强度最高可达到21MPa，体积密度1681kg/m3～2099kg/m3，完全达到国标《非烧结垃圾尾矿砖》的标准要求，可根据不同要求制备MU10、MU15、MU20的尾矿砖。为合理有效地利用铁尾矿和铝土矿尾矿提供思路，为尾矿的合理二次利用带来借鉴，可以产生巨大的社会效益、环境效益和经济效益，为现阶段中国政府倡导的经济转型，调整产业结构策略提供思路。
【专利说明】一种免烧免蒸尾矿砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及尾矿处理及建筑材料领域，特别涉及一种免烧免蒸尾矿砖及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 在我国，尾矿储存量大。传统处理尾矿的方法是建立尾矿坝，进行堆存处理，但是 这种做法对建设场地的现场尾矿坝的地质条件有很严苛要求，有溃坝的风险，对选厂周边 的居民带来巨大隐患，还会污染、破坏所在地的生态环境。总之，传统尾矿处理方式不但造 成资源浪费，而且导致环境污染。
[0003] 同时在建筑用砖领域，国家为保护耕地，保护黏土资源，已经禁止使用黏土造砖， 利用固体废物研制建筑用砖是很好的研究方向，而免烧免蒸砖以其成本低廉，工艺简单备 受:关注。
[0004] 专利CN1727301A描述的用铁尾矿、粉煤灰和碎石等压制免烧免蒸砖，尾矿利用率 低，所需固体废弃物组分多而不易实现。专利CN102557533A专利所述利用赤铁矿尾矿制备 免烧免蒸砖所需添加剂种类多，造成成本偏高，且其产品只能有MU15-种类型的尾矿砖， 适应性小。
【发明内容】
[0005] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种免烧免蒸尾矿砖及 其制备方法。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案为：
[0007] -种免烧免蒸尾矿砖，其各组分按质量分数包括：铝土矿尾矿30-40%，铁尾矿 40-50 %，水泥 10-30 %，新型外加剂 0· 5-3. 0 %。
[0008] 进一步的，所述新型外加剂由Nature Plus Inc生产的土壤固化剂加入质量分数 5%的固体CaCl2以及10%的酸化水玻璃在微波加热到60°C下反应20min进行混合改性后 得到。
[0009] 进一步的，所述酸化水玻璃由20%的硫酸和工业水玻璃按体积比1 :1配置得到。
[0010] 进一步的，所述铁尾矿包括Si02、Ca0、Al20 3、Mg0。
[0011] 进一步的，所述铁尾矿的粒度分布在-1. 7mm?+0. 11mm不低于80%。
[0012] 进一步的，所述错土尾矿中主要成分为A1203和Si0 2，粒级-0· 038mm的不低于 80%。
[0013] 进一步的，所述水泥选取42. 5普通硅酸盐水泥，比表面积为1070 m2 /kg。
[0014] 一种上述免烧免蒸尾矿砖的制备方法，该方法为将上述各组分按比例混匀后加入 11-14 %的水，搅拌均匀后进入压砖机，经20-50MPa压制成型，自然养护10-28天后制得免 烧免蒸尾矿砖。
[0015] 所用土壤固化剂为Nature Plus Inc生产，褐黑色透明液体，极易溶于水，密度约 为1. 01?1. 09g/cm3，PH值为4. 5?5. 5之间，呈弱酸性，无毒无害。其能在分子级别上改 变粘土矿物的化学结构。该固化剂是一种表面活性剂，可以改变粘土矿物的亲水性，其能改 善粘土矿物的离子交换能力，使其吸附特定离子，从而促进物料颗粒间的相互作用，增加物 料间结合的致密性，从而最终从宏观上增加试件的无侧限抗压强度。
[0016] 相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明利用自主研发的新型添加剂对铁 尾矿和铝土矿尾矿进行激发，通过不同配比可以制成不同级别的尾矿砖，同时尾矿总产量 超过80%，实现了尾矿资源的大宗利用，本发明制成的尾矿砖无侧限抗压强度最高可达到 21MPa，体积密度1681kg/m 3?2099kg/m3,完全达到国标《非烧结垃圾尾矿砖》的标准要求， 可根据不同要求制备MU10、MU15、MU20的尾矿砖。为合理有效地利用铁尾矿和铝土矿尾矿 提供思路，为尾矿的合理二次利用带来借鉴，可以产生巨大的社会效益、环境效益和经济效
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为铁尾矿的XRD图谱。
[0018] 图2为铝土尾矿的XRD图谱。
[0019] 图3为水泥粒度分布图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图及具体实施例对本发明方案做进一步详细描述：
[0021] 一种免烧免蒸尾矿砖，其各组分按质量分数包括：铝土矿尾矿30-40%，铁尾矿 40-50 %，水泥 10-30 %，新型外加剂 0· 5-3. 0 %。
[0022] 进一步的，所述新型外加剂由Nature Plus Inc生产的土壤固化剂加入质量分数 5%的固体CaCl2以及10%的酸化水玻璃在微波加热到60°C下反应20min进行混合改性后 得到。
[0023] 进一步的，所述酸化水玻璃由20%的硫酸和工业水玻璃按体积比1 :1配置得到。
[0024] 进一步的，所述铁尾矿包括Si02、Ca0、Al20 3、Mg0。
[0025] 进一步的，所述铁尾矿的粒度分布在-1. 7mm?+0. 11mm不低于80%。
[0026] 进一步的，所述错土尾矿中主要成分为A1203和Si0 2，粒级-0· 038mm的不低于 80%。
[0027] 进一步的，所述水泥选取42. 5普通硅酸盐水泥，比表面积为1070 m2 /kg。
[0028] 本发明中使用到的铁尾矿取自湖北省某铁选厂尾矿坝，经晾晒、烘干后得到试验 所需的尾矿，备用。
[0029] 取少量铁尾矿，经X射线衍射分析后，其主要的矿物组成见图1。
[0030] 由图1可知，此铁尾矿的矿物组成主要成分是金云母、钙磷石、硅钙石，其次为泻 利盐、斜绿泥石等。
[0031] 而此铁尾矿的化学成分和粒度分析见表1和表2。
[0032] 表1铁尾矿的化学组成
[0033]
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【权利要求】
1. 一种免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，其各组分按质量分数包括：铝土矿尾矿 30-40 %，铁尾矿40-50 %，水泥10-30 %，新型外加剂0. 5-3. 0 %。
2. 根据权利要求1所述的免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，所述新型外加剂由Nature Plus Inc生产的土壤固化剂加入质量分数5%的固体CaCl2以及10%的酸化水玻璃在微波 加热到60°C下反应20min进行混合改性后得到。
3. 根据权利要求2所述的免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，所述酸化水玻璃由20%的硫 酸和工业水玻璃按体积比1 :1配置得到。
4. 根据权利要求1所述的免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，所述铁尾矿包括Si02、CaO、 A1203、MgO。
5. 根据权利要求4所述的免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，所述铁尾矿的粒度分布 在-1. 7mm ?+0· 11mm 不低于 80%。
6. 根据权利要求1所述的免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，所述铝土尾矿中主要成分为 A1203 和 Si02，粒级-0. 038mm 的不低于 80%。
7. 根据权利要求1所述的免烧免蒸尾矿砖，其特征在于，所述水泥选取42. 5普通硅酸 盐水泥，比表面积为1070 m2 /kg。
8. 权利要求1-7任一免烧免蒸尾矿砖的制备方法，其特征在于，该方法为将上述各组 分按比例混匀后加入11-14%的水，搅拌均匀后进入压砖机，经20-50MPa压制成型，自然养 护10-28天后制得免烧免蒸尾矿砖。
【文档编号】C04B18/12GK104230243SQ201410464432
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】易龙生, 汪洲, 易晨星, 冯泽平, 黎七荣, 康路良, 李行 申请人:中南大学