專利名稱：一種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法
技術領域：
本發明涉及一種以富含硅酸鹽低硅鐵尾礦為主要原料制備加氣混凝土及其控制鐵走向的方法。是一種能夠大比例，利用多種工業廢棄物生產具有輕質高強加氣混凝土的制備技術。屬于礦山環境保護領域和建筑材料領域。
背景技術：
鋼鐵工業的快速發展促進了經濟發展和社會進步，而大量的鐵尾礦排放及其利用率低，同時帶來了占用土地、資源浪費、污染環境等諸多問題影響社會的發展。加氣混凝土是以硅質材料(如硅砂、粉煤灰等)和鈣質材料(如石灰、水泥、礦渣等)為主要原料，通過化學反應方式形成的多孔混凝土，是集隔音、保溫、防火、施工方便等優點于一體的能夠達到建筑節能50%新型輕質墻體建筑材料，在國家禁止使用粘土磚的背景條件下，加氣混凝土作為墻體占有越來越大的市場。隨著河砂和局部地區粉煤灰資源短缺的加劇，石灰一水泥一砂和石灰一水泥一粉煤灰兩種體系制備加氣混凝土受到嚴峻的挑戰，而利用鐵尾礦生產加氣混凝土，不僅可以解決資源短缺的問題，降低加氣混凝土的生產的原料成本，而且可實現鐵尾礦資源的循環利用。目前國內外關于鐵尾礦的利用技術主要是集中于制備建筑材料，包括制備燒結磚、蒸養標準磚、水泥制品等。發明專利“以鐵尾礦為原料生產燒結磚的方法”(專利申請號200510027159，公開號CN1887770)，公開了采用鐵尾礦為原料生產燒結磚的方法。該發明鐵尾礦用量低，難以大量的消納利用鐵尾礦。發明專利“鐵礦尾礦砂建材及其生產方法”(專利申請號200710176401，公開號CN101172835)，公開了以鐵礦尾礦砂和輕燒鎂粉為主要原料，經配料、成型和養護后形成產品的技術。該產品附加值比較低，產品的運距受限制。發明專利“金屬尾礦(矽卡巖)生產水泥或水泥制品的方法”(專利申請號200310109672. 8，公開號CN1621378)，公開了利用1(Γ35%的金屬矽卡巖尾礦代替水泥水原料制備水泥或者部分代替水泥制備水泥制品的技術。該專利沿用了傳統水泥的生產工藝技術路線，而且鐵尾礦的摻量低。
發明內容
本發明的目的在于克服其低硅、高鐵含量給制造加氣混凝土帶來的潛在的強度低、密度大和開裂的問題，并充分發揮加氣混凝土保溫、隔熱、輕質高強等特點，使這類尾礦 的大宗整體消納利用成為可能。—種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，主要原料有低硅鐵尾礦、硅砂、石灰、水泥、脫硫石膏、鋁粉、水、外加劑等。本發明所使用的尾礦為低硅磁鐵尾礦，主要礦物有石英、角閃石、黑云母、綠泥石等。由于低硅鐵尾礦的硅含量比較低，所以本發明填加硅砂補充加氣混凝土所需的硅質原料，為了降低加氣混凝土的生產成本，降低水泥用量，加入工業固體廢棄物脫硫石膏，控制鐵尾礦中的Fe3+進入托貝莫來石中的鋁氧四面體，而Fe2+則代替Ca2+或Mg2+，同時保證制備的加氣混凝土的密度和強度指標，完全滿足加氣混凝土作為墻體材料的需要。本發明的具體步驟如下
I.將低娃磁鐵尾礦在磨機中進行濕磨，磨細后的鐵尾礦的細度為200目篩余7. 8% ;將硅砂烘干至含水率低于1%，硅砂磨細至200目篩余2. 3% ;脫硫石膏的200目篩余4% ;石灰 為中速消解石灰，有效CaO含量不小于65%、Mg0〈5%，消解時間l(Tl5min，消解溫度65 80°C。2.按重量百分比將步驟I中的原料30 50%低硅磁鐵尾礦和硅砂10 30%分別濕磨后，加入石灰22 27%，水泥7 11%，脫硫石膏3 7%，混合均勻的料漿中加入溫水，將水和干料總重量比例(水料比)控制在O. 5、. 6，加入以上占總用水量體積比4 12%。的穩泡劑，攪拌9(Γ150秒鐘，之后加入干料總重量O. 5 O. 6%。的鋁粉再攪拌3(Γ50秒鐘，得到混合均勻的料漿，攪拌過程中設置保溫措施，保證料漿澆注時的入模溫度在45飛(TC。3.將步驟2中的攪拌均勻的料漿進行澆注，經過靜停發氣、預養護、切割后，放入高壓釜中進行高溫蒸壓，得到加氣混凝土的成品。其中靜停發氣和預養的時間為3. 5^4. 5小時，預養環境溫度5(T60°C ;高溫蒸壓經過高壓釜密閉抽真空、升溫、恒溫、恒壓，降溫、降壓。蒸壓條件為壓力控制在L 3 1· 35Mpa，溫度控制在175 190°C，恒溫(恒壓)6 8小時。工藝流程如圖I所示。如上所述的鐵尾礦的主要化學成分的質量百分比為Si02 40°/Γ65% ；Α12035%"15% ；Fe2O3 1% 15%;Fe0 1% 15% ;Mg00. 01% 10% ;CaO O. 01% 8% ;K20 O. 01% 2% ;Na20O. 01% 2· 5% ;Ti020% 0. 5% ；S02 0 . 01 4% ;燒失量 O. 01% 3%，其他 O. 01% 1%。如上所述的硅砂的主要化學成分的質量百分比為=SiO2 70°/Γ95% ；A1203 1°/Tl5% ；Fe2O3 0.01% 5%;Fe0 0· 01% 5% ;MgO O. 01% 5% ;CaO O. 01% 5% ;K20 O. 01% 3% ;Na20O. 01% 2· 5% ;燒失量 O. 01% 3%，其他 O. 01% 1%。如上所述的脫硫石膏的主要化學成分的質量百分比為=SiO2 O. 01% ；Al2O3O. 01% 5% ;Fe203 O. 01%"5% ；FeO O. 01% 5% ;MgO O. 01% 5% ;CaO 30% 70% ;K20 O. 01% 2% ;Na2O O. 01% 2. 5% ；S02 O. OI 40% ;燒失量 O. 01% 6%。如上所述的使用的鋁粉指標要求,其活性Al 90°/Γ 00%，細度要求O. 08mm方孔篩篩余09Γ3. 0%，發氣率80% 100%，發氣時間I 20分鐘，親水性I 20秒鐘。本發明利用富含硅酸鐵的低硅磁鐵尾礦制備加氣混凝土并控制鐵的走向，以使尾礦原料中的活性組份在高溫蒸壓條件下充分反應，給富含鐵硅酸鹽的低硅尾礦提供一條大宗消納利用的途徑，實現尾礦的資源化處理，減少尾礦的堆存給環境帶來的污染。
圖I為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式實施例I :
I.將占干料總重量45%鐵尾礦和15%硅砂分別濕磨，尾礦磨細至200目篩余7. 8% ;硅砂磨細至200目篩 余2. 3%，脫硫石 膏200目篩余4%;石灰為中速消解石灰，有效CaO含量68%，MgO含量3. 1%，消解溫度68 0C。2.將步驟I準備的鐵尾礦和硅砂料漿混合均勻后，加入占干料總重量25%石灰，10%水泥和5%脫硫石膏，同時向料漿中加入溫水，使水料比達到O. 5，并加入占總用水量體積比9. 10%。的穩泡劑，攪拌90秒后加入占干料總重量O. 5%。的鋁粉，再攪拌40秒，得到混合均勻的料漿，保證料漿澆注溫度在48 °C。3.將步驟2中的攪拌均勻的料漿進行澆注，經過靜停發氣、預養護、切割后，放入高壓釜中進行高溫蒸壓，得到加氣混凝土的成品。其中靜停發氣和預養的時間為3. 5小時，預養環境溫度55°C ;蒸壓釜蒸壓制度為抽真空O. 5小時，升溫I. 5小時，蒸壓壓力為I. 32Mpa，溫度180°C，恒溫(恒壓)7小時，降溫2小時。按上述步驟制備的加氣混凝土的性能指標如表I所示。表I實施實例I制備的加氣混凝土性能指標
權利要求
1.一種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，其特征在于制備步驟如下 (1)將低娃磁鐵尾礦在磨機中進行濕磨，磨細后的鐵尾礦的細度為200目篩余7.8% ;將硅砂烘干至含水率低于1%，硅砂磨細至200目篩余2. 3% ;脫硫石膏的200目篩余4% ;石灰為中速消解石灰，有效CaO含量不小于65%、Mg0<5%,消解時間l(Tl5min，消解溫度65 80°C ； (2)按重量百分比將步驟I中的原料3(Γ50%低硅磁鐵尾礦和硅砂1(Γ30%分別濕磨后，加入石灰22 27%，水泥7 11%，脫硫石膏3 7%，混合均勻的料漿中加入水，將水和干料總重量比例控制在O. 5、. 6，加入以上占總用水量體積比4 12%。的穩泡劑，攪拌9(Γ150秒鐘，之后加入干料總重量O. 5^0. 6%。的鋁粉再攪拌3(Γ50秒鐘，得到混合均勻的料漿，攪拌過程中設置保溫措施，保證料漿澆注時的入模溫度在45飛(TC ； (3 )將步驟2中的攪拌均勻的料漿進行澆注，經過靜停發氣、預養護、切割后，放入高壓釜中進行高溫蒸壓，得到加氣混凝土的成品；其中靜停發氣和預養的時間為3. 5^4. 5小時，預養環境溫度5(T60°C ;高溫蒸壓經過高壓釜密閉抽真空、升溫、恒溫、恒壓，降溫、降壓；蒸壓條件為壓力控制在I. 3 I. 35Mpa，溫度控制在175 190°C，恒溫恒壓6 8小時。
2.按照權利要求I所述的一種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，其特征在于使用的低硅鐵尾礦，其化學成份的質量百分比為=SiO2 409T65% ;A12035%"15% ；Fe2O3 l% 15%;Fe0 1% 15% ;Mg00. 01% 10% ;CaO O. 01% 8% ;K20 O. 01% 2% ;Na20O.01% 2. 5% ;Ti020% 0. 5% ；S02 O. 01 4% ;燒失量 O. 01% 3%，其他 O. 01% 1%。
3.按照權利要求I所述的一種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，其特征在于使用的硅砂化學成份的質量百分比為=SiO2 70°/Γ95% ;A1203 1°/Γ15% ;Fe2030.01% 5% ；FeO 0. 01% 5% ；MgO 0. 01% 5% ；CaO 0. 01% 5% ；K20 O. 01% 3% ；Na20 0. 01% 2· 5% ；燒失量O. 01% 3%，其他O. 01% 1%。
4.按照權利要求I所述的一種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，其特征在于使用的脫硫石膏化學成份的質量百分比為=SiO2 O. 01°/Γ5% ；Α1203 O. 01°/Γ5% ；Fe2O3 0.01% 5%;Fe0 0· 01% 5% ;MgO O. 01% 5% ;CaO 30% 70% ;K20 O. 01% 2% ;Na20O.01% 2· 5% ；S02 0 . 01 40% ;燒失量 O. 01% 6%。
5.按照權利要求I所述的一種利用低硅磁鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，其特征在于使用的鋁粉指標要求，其活性Al 90% 100%，細度要求0.08臟方孔篩篩余09Γ3. 0%,發氣率80% 100%，發氣時間I 20分鐘，親水性I 20秒鐘。
全文摘要
一種利用低硅鐵尾礦控制鐵走向制備加氣混凝土的方法，屬于礦山環境保護領域和建筑材料領域。具體方法為對鐵礦尾礦和硅砂分別濕磨至細度為200目篩余7.8%和2.3%，按鐵尾礦30%~50%，硅砂10%~30%，石灰22~27%，水泥7~11%，脫硫石膏3~7%配料，在混合均勻的料漿中加入占以上干料總質量0.5~0.6‰的鋁粉、溫水以及加入占以上用水總量體積比4~12‰的穩泡劑，經混合攪拌，在不同溫度和壓力蒸養蒸壓條件，制備出絕干抗壓強度達到3.5MPa以上，干體積密度為550kg/m3~625kg/m3，同時實現不同價態鐵離子的走向控制，滿足國標對蒸壓加氣混凝土性能指標要求合格的加氣混凝土產品。
文檔編號C04B22/04GK102617096SQ201210098280
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月5日 優先權日2012年4月5日
發明者喬春雨, 倪文, 吳輝, 李德忠, 王爽, 王長龍 申請人:北京科技大學