專利名稱：凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的制作方法
技術領域：
本發明涉及耐火材料，具體涉及一種凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚。
背景技術：
輕質耐火材料是一種氣孔率高、體積密度小、熱導率低的耐火材料，在工業窯爐和其他熱工設備上用作隔熱材料；與一般耐火磚比較，輕質耐火材料抗渣蝕性、力學強度、耐磨損性較差，高溫下體積收縮較大。我國礦產資源80%為共伴生礦，大量有價值資源存留于尾礦之中，尾礦堆存需要占用大量土地。很多尾礦庫超期或超負荷使用，甚至違規操作，使尾礦庫存在極大的安全隱患，對周邊地區的人民財產和生命安全造成嚴重威脅。 凹凸棒石粘土除含凹凸棒石外，常含有膨潤土、高嶺石、水云母、海泡石、石英、蛋白石及碳酸鹽等礦物。與凹凸棒石粘土礦共生的還有火山碎屑巖，火山碎屑巖大多在凹凸棒石粘土礦的上層，有的凹凸棒石粘土礦區上層的火山碎屑巖礦層的厚度高達數十米，在凹凸棒石粘土在開采過程中，凹凸棒石粘土礦區上層的火山碎屑巖作為廢棄物拋棄，據實地考察，每開采I噸凹凸棒石粘土，產生的火山碎屑巖有30噸以上，按年產15萬噸的產量計算，產生的火山碎屑巖高達450萬噸，多年來都沒有能得到利用，整個礦區到處是重新堆積的火山碎屑巖混合物，造成嚴重的資源浪費和經濟損失。煤矸石棄置不用，占用大片土地，煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農田和水體，矸石山還會自燃發生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中不足之處，提供一種凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚。凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾礦、火山碎屑巖混合物、硅藻土尾礦、膨脹蛭石、煤矸石、膨潤土尾礦和植物秸桿粉組成。凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的生產方法將凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料經過攪拌、壓制、晾干、焙燒和冷卻后，包裝為凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的成品。凹凸棒石粘土是一種層鏈狀結構的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，凹凸棒石粘土土質細膩，吸水性強，濕時具粘性和可塑性，有利于原料之間的粘結，能提高凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的強度和孔隙率。高粘凹凸棒石粘土粉是指取28. Og凹凸棒石粘土粉試樣，加入高速攪拌機的懸浮液杯中，再加入372g水，將懸浮液杯置于高速攪拌機上，在11000轉/分鐘的轉速下攪拌20分鐘，再將經過高速攪拌試樣懸浮液倒入250ml的燒杯中，使用NDJ-I型旋轉粘度計進行測試其懸浮液的粘度，測試粘度值彡2200 mPa-s的凹凸棒石粘土粉為高粘凹凸棒石粘土粉，本發明選用高粘凹凸棒石粘土粉的顆粒細度< O. 074毫米。
凹凸棒石粘土在開采過程中會混雜有一定量的碎石和泥土，作為一種凹凸棒石粘土尾礦拋棄，造成大量的資源浪費，本發明選用凹凸棒石粘土尾礦的顆粒細度< 2. O毫米。火山碎屑巖是介于巖漿熔巖和沉積巖之間的過渡類型的巖石，其中50%以上的成分是由火山碎屑流噴出的物質組成，這些火山碎屑主要是火山上早期凝固的熔巖、通道周圍在火山噴發時被炸裂的巖石形成的。火山碎屑巖混合物包括巖屑、晶屑、玻璃質屑、衆屑、火山塊(直徑大于100毫米)、火山礫(直徑大于2毫米)和火山灰(直徑小于2毫米),火山碎屑巖主要化學成分是二氧化硅和氧化鋁，具有較好的耐火性能和增加凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的強度，本發明選用火山碎屑巖混合物的顆粒細度< 5. O毫米。硅藻土細膩、松散、質輕、多孔，比表面積大，空隙呈有規律分布，化學性質穩定，是一種天然納米孔徑無定形硅質材料，但是硅藻土綜合利用率低，多數企業的產品出自于一級土，而二、三級土被大量廢棄，造成了資源浪費嚴重，還污染了環境，本發明選用硅藻土尾礦的顆粒細度< 2. O毫米。生蛭石片經過高溫焙燒后，其體積能迅速膨脹數倍至數十倍，體積膨脹后的蛭石就叫膨脹蛭石，具有很強的保溫隔熱性能，本發明選用膨脹蛭石的顆粒細度< 2. O毫米。 煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，具有低發熱值，含碳20 30%，本發明使用煤矸石可以節約部分煤炭，增加氧化鋁的含量，提高凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的強度，本發明選用煤矸石的顆粒細度< 2. O毫米。膨潤土主要是由膨潤土組成的巖石，是冶金領域重要的礦物原料，本發明選用的膨潤土尾礦大多分布在凹凸棒石粘土礦的下層，很難進行獨立開采，但是膨潤土尾礦中氧化鋁的含量> 16%，并具有可塑性和黏結性，本發明選用膨潤土尾礦的顆粒細度< 2. O毫米。植物秸桿粉是指將稻草、麥秸、玉米等秸桿粉碎后的粉狀物，植物秸桿粉被燒盡后，能使凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚具有較高的氣孔率，本發明選用植物秸桿粉的顆粒細度彡I. 5毫米。本發明通過下述技術方案予以實現
I、凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料按重量百分比由下列組分組成高粘凹凸棒石粘土粉2 10%、凹凸棒石粘土尾礦5 20%、火山碎屑巖混合物15 30%、娃藻土尾礦5 20%、膨脹蛭石2 15%、煤砰石2 10%、膨潤土尾礦2 10%、植物稻桿粉I 10%和水5 35% ；
所述凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的生產方法⑴將凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料加入已經運行的雙臥軸強制式攪拌機中攪拌，攪拌均勻后輸送到壓力機中，壓制成不同形狀的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品；⑵將半成品送入晾干房內進行自然晾干，在半成品的含水率< 15%后輸送到隧道窯焙燒；⑶焙燒過程中分為三個階段第一階段焙燒溫度控制在80 350°C，焙燒時間控制在2 5小時；第二階段焙燒溫度控制在350 750°C，焙燒時間控制在2 6小時；第三階段焙燒溫度控制在750 950°C，焙燒時間控制在2 5小時；⑷焙燒后自然冷卻,包裝為凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的成品；
所述壓制成不同形狀的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品，是指根據設計需要壓制成標準形、普異形、異形、特異形的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品。所述半成品的含水率百分比為重量比。
凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚焙燒過程中分為三個階段，有利于緩慢提高焙燒溫度，確保產品的質量。凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚具有耐磨損性較強、氣孔率高、體積密度小、高溫下體積收縮較小和熱導率低的優點。凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配 料中大量采用各種廢棄物，不僅有利于提高資源利用率，變廢為寶，還能減少占用土地，保護和凈化環境，節省能源，降低生產成本，提高經濟效益。凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚適用于耐火保溫工程。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的描述
I、凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料按重量百分比由下列組分組成高粘凹凸棒石粘土粉5%、凹凸棒石粘土尾礦10%、火山碎屑巖混合物22%、硅藻土尾礦18%、膨脹蛭石8 %、煤矸石6 %、膨潤土尾礦4 %、植物秸桿粉2 %和水25 % ;
所述凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的生產方法⑴將凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料加入已經運行的雙臥軸強制式攪拌機中攪拌，攪拌均勻后輸送到壓力機中，壓制成不同形狀的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品；⑵將半成品送入晾干房內進行自然晾干，在半成品的含水率< 15%后輸送到隧道窯焙燒；⑶焙燒過程中分為三個階段第一階段焙燒溫度控制在80 350°C，焙燒時間控制在3小時；第二階段焙燒溫度控制在350 750°C，焙燒時間控制在4小時；第三階段焙燒溫度控制在750 900°C，焙燒時間控制在3小時；⑷焙燒后自然冷卻，包裝為凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的成品；
所述壓制成不同形狀的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品，是指根據設計需要壓制成標準形的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品。
權利要求
1. 一種凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚，其特征在于，凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料按重量百分比由下列組分組成高粘凹凸棒石粘土粉2 10%、凹凸棒石粘土尾礦5 20%、火山碎屑巖混合物15 30%、娃藻土尾礦5 20%、膨脹蛭石2 15%、煤石干石2 10%、膨潤土尾礦2 10%、植物秸桿粉I 10%和水5 35% ; 所述凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的生產方法⑴將凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料加入已經運行的雙臥軸強制式攪拌機中攪拌，攪拌均勻后輸送到壓力機中，壓制成不同形狀的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品；⑵將半成品送入晾干房內進行自然晾干，在半成品的含水率< 15%后輸送到隧道窯焙燒；⑶焙燒過程中分為三個階段第一階段焙燒溫度控制在80 350°C，焙燒時間控制在2 5小時；第二階段焙燒溫度控制在350 750°C，焙燒時間控制在2 6小時；第三階段焙燒溫度控制在750 950°C，焙燒時間控制在2 5小時；⑷焙燒后自然冷卻,包裝為凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的成品； 所述壓制成不同形狀的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品，是指根據設計需要壓制成標準形、普異形、異形、特異形的凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚半成品； 所述高粘凹凸棒石粘土粉是指取28. Og凹凸棒石粘土粉試樣，加入高速攪拌機的懸浮液杯中，再加入372g水，將懸浮液杯置于高速攪拌機上，在11000轉/分鐘的轉速下攪拌20分鐘，再將經過高速攪拌試樣懸浮液倒入250ml的燒杯中，使用NDJ-I型旋轉粘度計進行測試其懸浮液的粘度，測試粘度值彡2200 mPa-s的凹凸棒石粘土粉為高粘凹凸棒石粘土粉，本發明選用高粘凹凸棒石粘土粉的顆粒細度< O. 074毫米。
全文摘要
本發明公開了一種凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚，其技術方案的要點是，凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾礦、火山碎屑巖混合物、硅藻土尾礦、膨脹蛭石、煤矸石、膨潤土尾礦和植物秸桿粉組成。將凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的配料經過攪拌、壓制、晾干、焙燒和冷卻后，包裝為凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚的成品；具有耐磨損性較強、氣孔率高、體積密度小、高溫下體積收縮較小和熱導率低的優點。本發的配料中大量采用各種廢棄物，不僅有利于提高資源利用率，變廢為寶，還能減少占用土地，保護和凈化環境，節省能源，降低生產成本，提高經濟效益，凹凸棒火山碎屑巖輕質耐火磚適用于耐火保溫工程。
文檔編號C04B35/66GK102863240SQ20121037316
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月30日 優先權日2012年9月30日
發明者許慶華, 李學東, 許盛英, 袁長兵, 蔣文蘭 申請人:許慶華