一种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，以含硅量高的金锑矿细尾砂为基本原料，加入一定量的水泥、粉煤灰、河砂、引气剂及无机颜料，制备出高强度、高透水性、抗冻融性良好、色彩美观的透水砖。其制备工艺包括：制备透水砖基层坯料；制备透水砖着色层坯料；消化；轮碾；压制成型，蒸压养护。制备的透水砖具有抗压强度高、透水性高、抗冻融性能良好的优点，特别适合用于我国西部高寒地区。该型透水砖符合国家相关标准，不仅具有一定的环保意义，而且还为尾矿资源的综合利用开辟了新途径。
【专利说明】
一种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种制取透水砖的方法，特别是涉及一种一种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，尤其适合用于高寒地区路面铺设。
【背景技术】
[0002]尾矿是采矿行业中排放量最大的固体废弃物，尾矿的堆积不仅占据大量的土地，而且对土壤、水体造成了极大的污染，严重的破坏了环境。据统计，我国2010年尾矿排放量为12亿吨，综合利用量仅为1.7亿吨，综合利用率为14 %。尾矿的综合利用技术亟需突破。尾矿成分中以S12为主，其含量为30-80%，其次为Al2O3等，尾矿中的S12及Al2O3等成分具有潜在的胶凝活性，在适当的激发剂的作用下，能发挥其胶凝特性。尾矿在建筑材料领域有着广泛的利用，利用尾矿制取加气混凝土、尾矿制造木化板等技术已经十分成熟，然而利用尾矿制取透水砖的研究则很少。
[0003]透水砖是一种用途非常广泛的生态建筑材料，既可以铺设人行道，也可以用于铺设停车场等公共的路面场所。与花岗岩路面或者水泥路面相比，透水砖具有更大的透水系数，在雨季或者暴雨天气，能使雨水快速渗入地下。抗冻融透水砖是在透水砖基础上经过改进的一种适用于高寒地区有季节性冻融作用的地面砖，其内部孔隙较多，能极大的提高透水砖的抗冻融特性。
[0004]研究利用尾矿制取抗冻融透水砖具有重大的工程意义。尾矿抗冻融透水砖不仅能够消耗大量的尾矿，减少尾矿量的排放，降低尾矿对环境的污染，同时还能减少制砖所需高岭土等自然资源的消耗。各种利用固体废弃物制造透水砖已经成为研究和发明的热点。徐晓虹《一种利用湖泊污泥制造蒸压透水砖的方法》(CN201110250171.6)利用湖泊淤泥、石英、滑石和熔剂等，经制料、压制成型和蒸压养护等，制得蒸压透水砖。隋延力《一种利用铁尾矿制备环保型透水砖的方法》(CN201310131265.0)以铁尾矿为基本骨料，引入一定量的玻璃废渣，制备出了性能优异的环保型透水砖。黄金海《一种废弃混凝土制透水砖的方法及该透水砖的铺设方法》(CN201310531894.2)采用废弃混凝土制得再生细粉和再生骨料，加入水泥和水搅拌，经压制和养护制得透水砖。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效利用金锑尾矿制备出高强度、高透水性、抗冻融性良好、色彩美观的透水砖从而提高尾矿综合利用率，保护环境，具有重大的工程意义的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，包括如下步骤:
[0007]I)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿50-67%，水泥10-15%，河砂10-15%，粉煤灰10%-15%，石膏3-5%，引气剂按重量计为各原料总重的0.03-
0.05%;按水固比0.1-0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用；
[0008]2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿50-67%，水泥10-15%，河砂10-15%，粉煤灰10%-15%，石膏3_5%，引气剂按重量计为各原料总重的
0.03-0.05%；按无机颜料的加入量为金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的5-1 Owt %选取，选取无机颜料;按水固比0.1-0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用；
[0009]3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2_4h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料；
[0010]4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为l-2min，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用；
[0011]5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为15-20%，基层坯料所占重量为80-85%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在15-30MPa;
[0012]6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到抗冻融地面透水砖。
[0013]所述的水泥为硅酸盐水泥。
[0014]所述的金锑尾矿中S12的含量大于70%。
[0015]所述的河砂的粒径为0.5-lmm。
[0016]所述的粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中S12的含量大于40%。
[0017]所述的引气剂为松香树脂类引气剂、烷基和烷基芳烃磺酸类引气剂或脂肪醇磺酸盐类引气剂。
[0018]所述的石膏为生石膏、硬石膏或熟石膏。
[0019]基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。
[0020]所述的无机颜料为红色颜料、绿色颜料或者黄色颜料。
[0021]所述的砖坯的养护为室内养护，养护条件为湿度90-95%，温度20_25°C。
[0022]采用上述技术方案的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其生产的抗冻融地面透水砖，经测试，本发明的透水砖的抗压强度30-60MPa，透水系数0.01-0.03cm/s，25次冻融循环后正面粘皮及缺损的最大投影尺寸5-9_，缺棱掉角的最大投影尺寸9-12_，非贯穿裂纹长度最大投影尺寸6-8mm，无贯穿裂纹、分层等现象，无色差。符合透水砖(JC/T945-2005)标准。
[0023]本发明的有益效果是:该方法主要采用尾矿、粉煤灰等大宗固体废弃物为主要原料制备透水砖，实现了尾矿等固体废弃物的高值利用，具有环保和经济双重意义。
[0024]综上所述，本发明是一种能制备出高强度、高透水性、抗冻融性良好、色彩美观的透水砖，能有效利用尾矿，提高尾矿综合利用率，保护环境，具有重大的工程意义的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法。
【具体实施方式】
[0025]为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本
【发明内容】
，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0026]实施例1:
[0027]—种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，包括如下步骤:
[0028]I)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿60 %，水泥10%，河砂10%，粉煤灰15%，石膏5%，引气剂按重量计为各原料总重的0.05% ;按水固比0.1，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用；
[0029]2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿60%，水泥10 %，河砂10 %，粉煤灰15 %，石膏5 %，引气剂按重量计为各原料总重的0.05%；按无机颜料的加入量为金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的5wt %选取，选取无机颜料;按水固比0.1，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用；
[0030]3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料；
[0031]4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为2min，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用;
[0032]5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为15%，基层坯料所占重量为85%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在30MPa ；
[0033]6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到抗冻融地面透水砖。
[0034]水泥为硅酸盐水泥。金锑尾矿中S12的含量大于70%。
[0035]河砂的粒径为0.5mm。
[0036]具体地，粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中S12的含量大于40%。
[0037]具体地，引气剂为松香树脂类引气剂。
[0038]具体地，石膏为生石膏。
[0039]具体地，基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。
[0040]具体地，无机颜料为红色颜料。
[0041]具体地，砖坯的养护为室内养护，养护条件为湿度90%，温度25°C。
[0042]实施例2:
[0043]—种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，包括如下步骤:
[0044]I)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿67 %，水泥10%，河砂10%，粉煤灰10%，石膏3%，引气剂按重量计为各原料总重的0.03% ;按水固比0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用；
[0045]2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿60-70%，水泥10-15%，河砂10-15%，粉煤灰10%-15%，石膏3_5%，引气剂按重量计为各原料总重的
0.03%；按无机颜料的加入量为金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的6wt%选取，选取无机颜料;按水固比0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用；
[0046]3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为3h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料；
[0047]4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为lmin，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用;
[0048]5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为20%，基层坯料所占重量为80%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在25MPa ；
[0049]6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到抗冻融地面透水砖。
[0050]水泥为硅酸盐水泥。金锑尾矿中S12的含量大于70%。
[0051 ] 河砂的粒径为1mm。
[0052]具体地，粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中S12的含量大于40%。
[0053]具体地，引气剂为烷基和烷基芳烃磺酸类引气剂。
[0054]具体地，石膏为硬石膏。
[0055]具体地，基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。
[0056]具体地，无机颜料为绿色颜料。
[0057]具体地，砖坯的养护为室内养护，养护条件为湿度95%，温度20°C。
[0058]实施例3:
[0059]—种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，包括如下步骤:
[0060]I)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿56 %，水泥13%，河砂13%，粉煤灰14%，石膏4%，引气剂按重量计为各原料总重的0.04% ;按水固比0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用；
[0061]2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿56%，水泥13 %，河砂13 %，粉煤灰14 %，石膏4 %，引气剂按重量计为各原料总重的0.04%；按无机颜料的加入量为金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的7wt %选取，选取无机颜料;按水固比0.1，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用；
[0062]3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料；
[0063]4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为2min，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用;
[0064]5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为18%，基层坯料所占重量为82%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在20MPa ；
[0065]6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到抗冻融地面透水砖。
[0066]水泥为硅酸盐水泥。金锑尾矿中S12的含量大于70%。
[0067]河砂的粒径为0.8mm。
[0068]具体地，粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中S12的含量大于40%。
[0069]具体地，引气剂为脂肪醇磺酸盐类引气剂。
[0070]具体地，石膏为熟石膏。
[0071]具体地，基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。
[0072]具体地，无机颜料为黄色颜料。
[0073]具体地，砖坯的养护为室内养护，养护条件为湿度92%，温度22°C。
[0074]实施例4:
[0075]—种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，包括如下步骤:
[0076]I)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿60 %，水泥10%，河砂15%，粉煤灰10%，石膏5%，引气剂按重量计为各原料总重的0.05% ;按水固比0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用；
[0077]2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿60%，水泥10 %，河砂15 %，粉煤灰10 %，石膏5 %，引气剂按重量计为各原料总重的0.05%；按无机颜料的加入量为金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的Swt %选取，选取无机颜料;按水固比0.1，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用；
[0078]3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料；
[0079]4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为lmin，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用;
[0080]5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为16%，基层坯料所占重量为84%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在15MPa;
[0081 ] 6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到抗冻融地面透水砖。
[0082]水泥为硅酸盐水泥。金锑尾矿中S12的含量大于70%。
[0083]河砂的粒径为1_。
[0084]具体地，粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中Si02的含量大于40%。
[0085]具体地，引气剂为松香树脂类引气剂。
[0086]具体地，石膏为硬石膏。
[0087]具体地，基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。
[0088]具体地，无机颜料为红色颜料、绿色颜料或者黄色颜料。
[0089]具体地，砖还的养护为室内养护，养护条件为湿度95%，温度25°C。
[0090]实施例5:
[0091]—种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，包括如下步骤:
[0092]I)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿50 %，水泥15%，河砂15%，粉煤灰15%，石膏5%，引气剂按重量计为各原料总重的0.05% ;按水固比0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用；
[0093]2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:金锑尾矿50%，水泥15 %，河砂15 %，粉煤灰15 %，石膏5 %，引气剂按重量计为各原料总重的0.05%；按无机颜料的加入量为金铺尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的1wt %选取，选取无机颜料;按水固比0.2，将金锑尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用；
[0094]3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为3h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料；
[0095]4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为2min，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用;
[0096]5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为19%，基层坯料所占重量为81%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在18MPa;
[0097]6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到抗冻融地面透水砖。
[0098]水泥为硅酸盐水泥。金锑尾矿中S12的含量大于70%。
[0099]河砂的粒径为0.5mm。
[0100]具体地，粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中S12的含量大于40%。
[0101]具体地，引气剂为烷基和烷基芳烃磺酸类引气剂。
[0102]具体地，石膏为熟石膏。
[0103]具体地，基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。
[0104]具体地，无机颜料为红色颜料。
[0105]具体地，砖坯的养护为室内养护，养护条件为湿度95%，温度24°C。
[0106]本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值均能实现本发明，在此不--列举实施例。
【主权项】
1.一种利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)制取透水砖基层坯料:按各原料所占重量百分比为:尾矿50-67%，水泥10-15 %，河砂10-15%，粉煤灰10%-15%，石膏3-5%，引气剂按重量计为各原料总重的0.03-0.05%。按水固比0.1-0.2，将尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖基层坯料，备用； 2)制取透水砖着色层坯料:按各原料所占重量百分比为:尾矿50-67%，水泥10-15 %，河砂10-15%，粉煤灰10%-15%，石膏3-5%，引气剂按重量计为各原料总重的0.03-0.05% ； 按无机颜料的加入量为尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏五种原料总重量的5-10wt %选取，选取无机颜料； 按水固比0.1-0.2，将尾矿、水泥、河砂、粉煤灰和石膏与水混合搅拌，搅拌过程中加入引气剂，制成透水砖着色层坯料，备用； 3)消化:将上述透水砖基层坯料和透水砖着色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2-4h，得到消化后基层坯料和消化后着色层坯料； 4)轮碾:将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为1-2min，得到轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料;然后分别提升到不同的两个料仓中备用； 5)压制成型:按碾压后着色层坯料所占重量为15-20%，基层坯料所占重量为80-85%，先将着色层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于压机钢模中，压制成带彩色着色层的砖坯，成型压力控制在15-30MPa ； 6)养护:将制成的砖坯放在室内进行养护，得到尾砂透水砖。2.根据权利要求1所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的水泥为娃酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的金锑尾矿中S12的含量大于70%。4.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的河砂的粒径为0.5-1_。5.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的粉煤灰为电厂粉煤灰，其成分中S12的含量大于40 %。6.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的引气剂为松香树脂类引气剂、烷基和烷基芳烃磺酸类引气剂或脂肪醇磺酸盐类引气剂。7.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的石膏为生石膏、硬石膏或熟石膏。8.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:基层和着色层的原料分别进行搅拌，搅拌均匀之后分层布料，压制成型，其中基层厚度为40mm，着色层厚度为10mm。9.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的无机颜料为红色颜料、绿色颜料或者黄色颜料。10.根据权利要求1或2所述的利用金锑尾矿制取抗冻融地面透水砖的方法，其特征在于:所述的砖坯的养护为室内养护，养护条件为湿度90-95%，温度20-25°C。
【文档编号】C04B18/12GK105967753SQ201610281123
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】邓红卫, 周科平, 王巧莉, 张健, 李杰林
【申请人】中南大学