专利名称：利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火砖的制备方法，具体说涉及一种利用瓷土尾矿制 备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的方法。技术背景耐火砖在工业冶炼、锻造、瓷器烧制等热工窑炉中有广泛的应用，成 为不可缺少的重要材料。随着技术的进步，耐火砖也逐渐由重质耐火砖发 展成各种轻质耐火砖。轻质隔热耐火砖是由固相和气相组成，气体在崮体 砖中形成孤立的气扎，因此，轻质隔热耐火砖的导热系数较低，在热工窑 炉中起着更好的隔热保温作用。目前，国内外生产轻质耐火砖的原料除了 必要的成孔材料，如漂珠、珍珠岩、蛭石、硅澡土以及人造空心球外使用 了大量的黏土泥浆，同时，在生产轻质耐火砖的方法上，不外乎采用将配 置好的泥浆注入模型，经烘干制成砖坯的传统浇注法、将预制好的泥料在 抽真空挤泥机中挤压成型，将砖坯烘干，切割制成制品的浇注法以及利用 压砖机将砖坯料压制成砖坯的机压法。但因所加水份多，砖坯强度低，搬 运易破损，烘干时间长，切磨余料多，即便加入必要的成孔材料也一般为 天然或人造的含孔材料。这些轻质骨料的加入， 一是原料成本大幅提高， 二是砖体内组织构成不均匀，基质部分较为致密，砖体导热系数增大，增 加了受热崩失炸裂的几率，抗热震性能降低。随着社会的发展和科技的进步，经过二十几年的发展，人们发明了部 分采用粉煤灰、废弃石粉、矿山废弃物，配以石灰、混凝土、发气剂替代 黏土制备加气混凝土轻质砖的方法，利用这些方法生产的新型建筑材料达 到节能、环保以及废弃物再利用的目的。但尽管如此，加气混凝土轻质砖 还仅仅属于普通砖的概念，不具有隔热耐火的功能。瓷土，又名"高岭土"，是陶瓷的主要原料。它是以产于世界第一窑厂的中国景德镇附近的高岭而得名的。纯粹瓷土的成分是Si02 46.51%， A1203 39.54%， H20 13.95。/。，熔度为1780°C。由于陶瓷生产规模的不断扩大，大 量瓷土废弃物的无序排放致使环境中的水和空气越来越脏，主要河流水质 蜕变就是最明显的标志之一。为此，近年来如何减少或直接利用瓷土的废 弃物成为社会的 一大热点问题。广东东宝集团有限公司提出了"回收利用瓷土尾矿的方法及其制得的瓷 泥"(申请号200710029184)的专利技术，试图回收利用瓷土尾矿的方 法及其制得的瓷泥，包含瓷土尾矿、高铝粘土、镁质矿物、钠基助熔剂和增 塑剂的组合物加水球磨成为瓷泥。该发明解决了部分尾矿污染问题，使瓷土 尾矿可大量应用于日用瓷、工艺瓷和卫生洁具的生产中，制成的瓷泥成本也 比现有普通瓷泥减少20 30%。福建省万旗非金属材料有限公司和福建师 范大学化学与材料学院利用瓷土尾矿研制生产蒸压加气混凝土，取得成功， 获得良好的社会、经济效益。然而，利用瓷土尾矿制备加气混凝土轻质耐火砖却未见相关报道和专 利技术。加气混凝土轻质耐火砖与普通的加气混凝土轻质砖不但在应用方 面不同，在制备方法上更具实质性的区别。因轻质隔热耐火砖要保证较高 的耐火度，因此，在原料的成分及配比上，普通的加气混凝土轻质砖以矿 山废弃物，配以石灰、混凝土、发气剂为主，而加气混凝土轻质耐火砖必 须添加必要的耐高温、多孔洞的原料。石膏(二水石膏，生石膏)，其组成(wB。/。)为Ca032.5, S0346.6， H20 20.9,成分变化不大。常有粘土、有机质等机械混入物。有时含Si02、 A1203、 Fe203、 MgO、 Na20、 C02、 Cl等杂质。石膏通常为白色、无色，无色透明 晶体称为透石膏，有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。条痕白色，透 明。加热时石膏存在3个排出结晶水阶段105~18(TC，首先排出l个水分 子，随后立即排出半个水分子，转变为含有5个结晶水的烧石膏，也称熟 石膏或半水石膏。200 22(TC，排出剩余的半个水分子，转变为ni型硬石膏。 约35(TC，转变为II型石膏Ca[S04]。 112(TC时进一步转变为I型硬石膏。熔融温度1450°C。石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。发明内容本发明的目的，就是要利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖。为实现本发明的目的采用技术方案是以瓷土尾矿为主原料，在加 入一定量的水泥、石灰、稳泡剂、铝粉膏配料的基础上，添加一定量的石 膏和自制复合外加剂，制成浆料，注模发气与静停、干热预养、切割堆垛、 入釜蒸养、出釜，最后形成成品耐火砖。 按重量百分比，具体的配方是瓷土尾矿 55-75水泥 13-25 石灰 10-19 石膏 1.0-3.5稳泡剂 0.05-0.08铝粉膏 0.05-0.08自制复合外加剂 0.05-0.10本发明所述的水泥是指各种标号的散装水泥和袋装水泥； 本发明所述的稳泡剂是指拉开粉或皂荚粉。采用本发明的稳泡剂对气 泡起稳固作用，可降低固一液一气三相体系的表面张力，增加体系中气泡 膜的机械强度，防止气泡破裂造成的浆料沸腾塌模，从而达到成型目的。 稳泡剂属表面活性物质，其作用是降低水的表面张力，增加气泡膜的机械 强度。本发明所述的铝粉膏是指优质高纯铝粉经高温雾化，以水为介质，加 特殊水溶剂研磨精制加工而成的银灰色、鳞片状粉末。具有活性铝高、易 分散于水、发气充分、使用方便稳定等特点。本发明所述的自制复合外加剂是指松脂胺皂和三萜皂甙的混合物，在 注模前添加。配制时先将松脂胺皂、三萜皂甙原料按其之间的比例为1 : 3 3 : i的比例加入到同体积水中进行搅拌混合均匀即可使用。尾矿和石膏在制浆时,定量加水,有利于一次制成浓度合适的料浆。料桨 由泥浆泵泵入配料楼料浆储罐内备用。块状石灰经复摆式颚式破碎机破碎;粉磨时，石灰由仓底圆盘给料机给 入细磨机内进行混合粉磨。磨细后的石灰粉料经螺旋输送机送至斗式提升 机,由斗式提升机送至配料楼石灰粉料仓中备用。铝粉膏由人工计量,倒入铝粉搅拌机内制成悬浮液，每模配制一次;搅拌 好的悬浮液直接放入浇注搅拌机内。配料、搅拌和浇注中，石灰、水泥由仓底给料机送入电子粉料计量称 内，经累积计量后由螺旋输送机送到浇注搅拌机内，在加入现场配制的铝粉 膏、稳泡剂和自制复合外加剂后混匀即可进行浇注。所加入的量以模为单 位。切割后的坯体由慢动巻扬机拉入釜内入釜蒸养，恒压蒸养时间5 7h ,蒸 汽压力1. lMPa 1.5MPa,温度190 。C士5。C。对于切割机切割下来的边角料落入底部斜槽,经水冲洗至切割机底部废 浆池内,经打浆后由立式泥浆泵泵至浇注机底下冲洗废水池中，和池中部分 冲洗废水一起进行搅拌制浆,当达到一定浓度后再由泥桨泵泵入配料楼内的 废浆储罐中备用。采用本发明所述的方法制备的蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖，由于 加气混凝土轻质隔热耐火砖的导热系数低[常温下，其导热系数只有0.08 0.18W/(m'K)。只相当于普通混凝土的1/15，粘土砖的1/10。因此，它用 于炉窑隔热具有优异的效果，可大幅度降低窑体温度的散失，提高窑内的 温度，降低能耗，节能效果显著，隔热效果好，可用于陶瓷倒窑、隧道、 电阻炉等低温段，可达到节能的目的。同时由于蒸压加气混凝土轻质隔热 耐火砖的体积密度只有0.4 0.7g/cm3，即每立方米只有400 700kg，低于大 多数轻质隔热耐火砖。在各种轻质隔热耐火制品中，它属于密度最低的一 种。例如氧化铝空心球隔热制品，体积密度1.2 1.6g/cm3，是本品的2 4倍。高铝质发泡轻质隔热耐火砖的体积密度为0.5 1.0 g/cm3，也比本砖高很多。 而轻质硅质隔热耐火砖的体积密度为0.8~1.2§/^113，是本品的1 2倍。与上 述的同类产品相比，本蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖体积密度小，轻质。 本发明所述的轻质隔热耐火砖广泛用于冶金、机械、化工、石油、建 筑、轻工、电力等部门的工业炉窑和高温设备上。其使用性能、机械强度、 耐高温性、导热系数等综合性能优于现有的各种中档轻质隔热耐火砖。凡 使用温度在1300°C以下的各种高温工业炉窑均可以使用加气混凝土轻质隔 热耐火砖产品，其用途十分广泛。
具体实施方式
实施例l(1) 将54kg石膏和540kg石灰在细磨机内进行混合粉磨并达到预活化 处理，制成石膏石灰粉料，经斗式提升机送至石灰粉料仓中备用。(2) 取3000kg瓷土尾矿在球磨机给矿料斗中，逐步加入球磨机进行磨 细，控制矿浆度在60%左右，球磨机边磨边加入共约2000 kg的水制成桨料，并由泥桨泵泵入料浆储罐内备用。(3) 把800kg PC32.5R的袋装水泥打到水泥储罐中备用。(4) 每浇注一模(2.72m3)取1.25kg铝粉膏、1. 10kg拉开粉和2. 20kg 自制复合外加剂(松脂胺皂三萜皂甙二3 : 7)，投入铝粉搅拌机内搅拌成 5%的水系悬浮液后倒入铝粉储罐内备用(上述铝粉膏、稳泡剂、自制复合 外加剂只能现场配备使用，以模为单位)。(5) 在对上述各种配方所需的物料进行计量配料后，按工艺要求，以 浇注一模(2.72m3)计算，按重量百分比依次加入2100kg尾矿浆(占配料 总干重65. 23%)、 27kg石膏(占1. 40%)和270kg石灰粉料(占13. 98%)、 360kg水泥(占19.16%),充分搅拌后，再加入步骤(4)中配好的铝粉膏 等水溶液，再充分搅拌后，按预先设定的模具将料浆进行浇注，静停初养 达到切割强度后进行切割、脱模。(6) 转移至蒸养小车上进入釜内进行蒸压养护，恒压蒸养时间7 h ,蒸汽压力1. 3MPa ，温度195 。C。 实施例2
(1) 将70kg石膏和770kg石灰在细磨机内进行混合粉磨并达到预活化 处理，制成石膏石灰粉料，经斗式提升机送至石灰粉料仓中备用。
(2) 取3000kg瓷土尾矿在球磨机给矿料斗中，逐步加入球磨机进行磨 细，控制矿浆度在6浅左右，球磨机边磨边加入共约1900 kg的水制成浆料，
并由泥浆泵泵入料浆储罐内备用。
(3) 把720kg PC42. 5R的袋装水泥打到水泥储罐中备用。
(4) 每浇注一模(2.72m3)取1.35kg铝粉膏、1. 15kg皂荚粉和2. 0 kg 自制复合外加剂(松脂胺皂三萜皂甙=4 : 6)，投入铝粉搅拌机内搅拌成 5%的水系悬浮液后倒入铝粉储罐内备用(上述铝粉膏、稳泡剂、启制复合 外加剂只能现场配备使用，以模为单位)。
(5) 在对上述各种配方所需的物料进行计量配料后，按工艺要求，以 浇注一模计算，按重量百分比依次加入2000kg尾矿浆、35kg石膏和335kg 石灰粉料、360kg水泥，充分搅拌后，再加入步骤(4)中配好的铝粉膏等 水溶液，再充分搅拌后，按预先设定的模具将料浆进行浇注，静停初养达 到切割强度后进行切割、脱模。
(6) 转移至蒸养小车上进入釜内进行蒸压养护,恒压蒸养时间5 h ， 蒸汽压力1. 15MPa ，温度188 。C。
实施例3
(1) 将68kg石膏和700kg石灰在细磨机内进行混合粉磨并达到预活化 处理，制成石膏石灰粉料，经斗式提升机送至石灰粉料仓中备用。
(2) 取3000kg瓷土尾矿在球磨机给矿料斗中，逐步加入球磨机进行磨 细，控制矿浆度在62%左右，球磨机边磨边加入共约1850 kg的水制成浆料， 并由泥浆泵泵入料浆储罐内备用。
(3) 把800kg PC42. 5R的散装水泥打到水泥储罐中备用。
(4) 每浇注一模(2. 72 m3)取1. 3kg铝粉膏、1. 25kg皂荚粉和1. 8 kg自制复合外加剂(松脂胺皂三萜皂甙=5:5)，投入铝粉搅拌机内搅拌成 5%的水系悬浮液后倒入铝粉储罐内备用(上述铝粉膏、稳泡剂、自制复合 外加剂只能现场配备使用，以模为单位)。
(5) 在对上述各种配方所需的物料进行计量配料后，按工艺要求，以
浇注一模计算，按重量百分比依次加入1900kg尾矿浆、34 kg石膏和350kg 石灰粉料、300kg水泥，充分搅拌后，再加入步骤(4)中配好的铝粉膏等 水溶液，再充分搅拌后，按预先设定的模具将料浆进行浇注，静停初养达 到切割强度后进行切割、脱模。
(6) 转移至蒸养小车上进入釜内进行蒸压养护，恒压蒸养时间6 h ， 蒸汽压力1. 5MPa ，温度185 。C。
权利要求
1. 一种利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的方法，其特征是以瓷土尾矿为主原料并进行预活化处理，在加入一定量的水泥、石灰后，再添加铝粉膏、石膏、稳泡剂和自制复合外加剂，共同配制成浆料，经注模发气与静停、干热预养、切割堆垛、入釜蒸养、出釜，最后形成蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖，按重量百分比，具体的配方是瓷土尾矿55-75水泥13-25石灰10-19石膏1.0-3.5稳泡剂 0.05-0.08铝粉膏 0.05-0.08自制复合外加剂 0.05-0.10。
2、 根据权利要求1所述的利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的 方法，其特征是所述的稳泡剂是指拉开粉或皂荚粉。
3、 根据权利要求1所述的利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的 方法，其特征是所述的铝粉膏是由高纯铝粉经高温雾化，以水为介质，加特殊 水溶剂研磨精制加工而成的银灰色、鳞片状粉末。
4、 根据权利要求1所述的利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的 方法，其特征是所述的自制复合外加剂是指松脂胺皂和三萜皂甙的混合物，其之间的比例为i : 3 3 : i。
5、 根据权利要求1所述的利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的 方法，其特征是所述的进行入釜蒸养时，恒压蒸养时间5 7h，蒸汽压力1.1 1.5 MPa,温度190 。C士5。C。
全文摘要
本发明涉及一种耐火砖的制备方法，具体说涉及一种利用瓷土尾矿制备蒸压加气混凝土轻质隔热耐火砖的方法。本发明以瓷土尾矿为主原料，在加入一定量的水泥、石灰、拉开粉或皂荚粉的稳泡剂、铝粉膏配料的基础上，添加石膏和自制复合外加剂，制成浆料，注模发气与静停、干热预养、切割堆垛、入釜蒸养、出釜，最后形成耐火砖。入釜蒸养，恒压蒸养时间5～7h，蒸汽压力1.1MPa～1.5MPa，温度190℃±5℃。采用本发明所述的方法制备的耐火砖，由于导热系数低，因此，它用于炉窑隔热具有优异的效果，可用于陶瓷倒窑、隧道、电阻炉等低温段，可达到节能的目的。同时由于体积密度低于大多数轻质隔热耐火砖，因而具有轻质的特点。
文档编号C04B35/66GK101289326SQ20081007118
公开日2008年10月22日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者林积梁, 伟 罗, 谢文清 申请人:福建省万旗非金属材料有限公司