一種利用磷尾礦和磷渣為主要原料制備的輕質硅酸鈣板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種利用磷尾礦和磷渣制備的輕質硅酸 鈣板。
【背景技術】
[0002] 磷礦石浮選產生了大量的尾礦，需要擠占大量的土地，這些尾礦由于數量大，含有 暫時不能處理的有用或有害成分，同時污染環境，尾礦在受到腐蝕時，或者尾礦中的可迀移 元素發生化學迀移時，將會對大氣和水土造成嚴重污染，并導致土壤退化，植被破壞甚至直 接威脅到人畜的生命安全。還有尾礦庫建設投資大、維護和運營費用高。尾礦庫包括尾礦 壩、庫區等，是尾礦設施的主要部分。礦山生產設施建設中，尾礦設施投資較大，一般約占礦 山建設總投資的5%~10%。因此將磷礦尾礦資源化利用迫切并重要。
[0003] 磷尾礦是主要來自于選礦提取精礦以后剩下的尾渣，由于浮選工藝的不同，其產 生的磷尾礦分為正浮選尾礦和反浮選尾礦，正浮選尾礦中硅質礦物含量較高，反浮選尾礦 中白云石礦物含量較高。
[0004] 磷渣是電爐法制取黃磷過程中產生的工業廢渣，其中含有P205,F等有害化學成 份，目前采用的露天堆放，不僅占用土地，而且對環境有潛在危害。但其主要化學成份為 CaO,Si02，且磷渣為玻璃態，具有較高火山灰活性。現主要被用于制備水泥。
[0005] 建筑的節能越來越受到人們的關注，輕質板材以其優良的隔熱性能和容重輕等優 點受到人們的青睞。目前，輕質板材主要分為有機板材和無機板材。關于它們的研究文獻 很多，也有許多公開專利，比如：CN201210148223. 3 (無機水泥發泡保溫板及其制備方法）， 采用水泥為主要材料來制備輕質保溫板；CN201110027871. 9 (采用二氧化碳發泡劑生產聚 苯乙烯擠塑板的方法）、CN201020536198. 2 ( -種新式膨脹聚苯板），主要原料均為有機物。
[0006] 本發明采用主要原料為磷渣、磷尾礦制備輕質硅酸鈣板，磷尾礦與磷渣同屬于磷 礦資源利用后產生的廢渣，很多磷化工企業同時具有這兩種工業廢渣，但目前公開的技術 方案中，較少將兩者一起綜合利用制備硅酸鈣板的報道。因為兩者都屬于脊性原料，都僅能 作為填料使用，在用量上也較為有限，而且這類材料耐水性較差，無法用于潮濕環境，以此 使用范圍受到限制。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種利用磷尾礦和磷渣為主要原料制備的輕質硅酸鈣板， 可以大量用工業廢渣具有較大的經濟效益且能夠解決磷渣、磷尾礦長期對環境產生的危 害，而且所制備的硅酸鈣板產品具有較低的容重和導熱系數。
[0008] 為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是，一種利用磷尾礦和磷渣為主要 原料制備的輕質硅酸鈣板，其特征在于由包含水泥、磷渣、鈣質原料、磷尾礦、硅藻土、活化 劑和纖維制備而成，各原料所占質量百分比為：水泥10 %~30 %、磷渣20 %~40 %、鈣質原 料4. 7%~15%、磷尾礦10%~30%、硅藻土 20%~40%、活化劑0%~5%和纖維1 %~ 5%〇
[0009] 優選地，在上述輕質硅酸鈣板中，所述活化劑為硫酸鈉、水玻璃中的一種或二種按 任意配比的組合。
[0010] 優選地，在上述輕質硅酸鈣板中，所述纖維為木纖維、報紙纖維、耐堿玻璃纖維中 的一種或多種按任意配比的組合。
[0011] 優選地，在上述輕質硅酸鈣板中，所述鈣質原料為石灰、電石渣中的一種或二種按 任意配比的組合。進一步優選，上述石灰為生石灰。
[0012] 優選地，上述纖維需加水打成漿料后使用，水的加入量以將纖維充分分散為宜，為 纖維質量的100% -150%。
[0013] 優選地，上述鈣質原料需加水打濕混后使用，水的加入量以能夠充分使鈣質原料 中氧化鈣消化即可，為鈣質原料質量的30% -50%。
[0014] 優選地，活化劑所占質量百分比為1%~5%。
[0015] 本發明還提供制備上述輕質硅酸鈣板的制備方法，其包括如下步驟：
[0016] 1)原料選取：各原料所占質量百分比為：水泥10%~30%、磷渣20%~40%、鈣 質原料4. 7%~15%、磷尾礦10%~30%、硅藻土 20%~40%、活化劑0%~5%和纖維 1%~5%，選取水泥、磷渣、鈣質原料、磷尾礦、硅藻土、活化劑和纖維；
[0017] 2)陳化，將上述鈣質原料加水濕混攪拌均勻，然后將攪拌料陳化，得到攪拌料；
[0018] 3)先將上述磷渣、水泥、磷尾礦、硅藻土和活化劑與步驟2)陳化后的攪拌料混合 攪拌均勻，然后將纖維加水打成漿料，最后混合攪拌均勻制成混合料；
[0019] 4)成型及養護，先將步驟3)獲得的混合料成型成板材，然后經常溫養護和蒸壓養 護后獲得輕質硅酸鈣板。
[0020] 優選地，在上述制備方法中，常溫養護的時間不低于12小時。
[0021] 優選地，在上述制備方法中，蒸壓養護為在150-190攝氏度下至少養護6小時。
[0022] 本發明提供的輕質硅酸鈣板，導熱系數小于等于0.2WAm*K)，容重小于等于 0. 95g/cm3。且制品強度高，耐水性好，而且產品具有很好的濕度調節功能，特別適合作為室 內墻面和吊頂材料。
[0023] 本發明所提供的技術方案較現有技術至少具有如下優點：
[0024] 1、輕質硅酸鈣板不含任何有毒或放射性物質，較小的容重、粘結強度高，特別適合 用于現代化的高層建筑；較低的導熱系數用于建筑隔熱保溫，既節能、環保又安全、適用；
[0025] 2、所用原料絕大多數都是工業廢渣，從而能夠降低產品制備的成本，具有可觀的 經濟效益；
[0026] 3、磷渣、磷尾礦被利用可以取消尾礦壩的建設和維護，從而可以減少礦山建設的 投資；
[0027] 4、磷渣、磷尾礦被利用可以減少其堆積占用土地、污染水源、地質災害等一系列環 境問題；
[0028] 5、所制備產品具有較好的不燃性（所用主要原料絕大多數為無機材料），能夠完 全避免火災對人產生的不必要的危害，由于有機材料易燃燒而且燃燒時產生有毒氣體、木 質材料燃燒時放出大量的煙霧；
[0029]6、所制備產品具有較好的裝飾效果（貼紙、刷油漆、涂料等）；
[0030] 7、本發明所制造的以磷渣和磷尾礦為主要原料的輕質硅酸鈣板后期強度會隨時 間略有增加；
[0031] 8、主要原料可在磷礦附近得到，特別對于同時產生以上兩種廢料的磷化工企業更 具優勢，可以節約大量運輸成本；
[0032] 9、本發明所述制造方法的工藝簡單、條件溫和、易于實現；
[0033] 10、本發明制備的輕質硅酸鈣板，可以調節空間濕度，特別適合我國南方春季有 回南天氣的地區使用，其內的填料硅藻土不僅可以使材料具有輕質的特點，還能調節濕度， 吸收空氣中的甲醛等有害物質；并且本發明提供的輕質硅酸鈣板耐水性好，及時在潮濕環 境中也不會出現水解降低強度。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發明所述利用磷尾礦和磷渣生產的輕質硅酸鈣板的制備工藝流程圖。【具體實施方式】
[0035] 為了更好地理解本發明，下面結合附圖1及適當數目實施例進一步闡明本發明的 內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0036] 下列實施例中所用磷尾礦為云南磷化集團晉寧磷礦小麥地尾礦壩，磷渣為云南磷 化集團晉寧黃磷廠生產黃磷所產生的磷渣，但僅為對磷尾礦和磷渣來源進行說明，不構成 對本發明限制，其它地區的此類磷礦廢料也可以實現本發明。石灰為普通建筑材料，為符合 國家標準的建筑用石灰粉。
[0037] 實施例1~8
[0038] 實施例1~8各組分配比如表1所示：
[0039] 表 1 (wt. % )
[0040]
[0041] 所述活化劑為硫酸鈉，所述纖維為木纖維，所述鈣質原料為石灰。
[0042] 按照如下步驟制備實施例1~8 :
[0043] 步驟1):按照表1中稱取原料；
[0044] 步驟2):將步驟1)所稱的石灰和稱量好的水濕混均勻（3~5min)，將混合好的 物料陳化24h;水的加入量為鈣質原料（石灰）質量的30% -50%。
[0045] 步驟3):將步驟1)稱取好的磷渣、水泥、磷尾礦、硅藻土，活化劑和陳化好的石灰 進行混合攪拌（3~5min);
[0046] 步驟4):將步驟1)所稱的纖維加水打漿（3~5min)，打漿的目的是為了使得纖 維在水中充分分散開，制品內部纖維分散越均勻其吸收室內空氣中的水、甲醛等方面的能 力越強；水的加入量為纖維質量的100% -150%。
[0047] 步驟5):將步驟3)中攪拌好的物料步驟4)打漿液中，混合攪拌（3~5min);
[0048] 步驟6):將步驟5)混合物料進行流漿成型，將成型好的試件進行常溫養護12~ 36h；
[0049] 步驟7):將步驟6)常溫養護后樣件放入蒸壓釜中于190°C°C下保溫6h，冷卻至室 溫后取出樣件于100~ll〇°C下烘干12~24h。
[0050] 測試結果顯示上述實施例1~8輕質娃酸媽板的密度〈0. 95g/cm3,導熱系數達到 < 0. 20W/m?K，抗折強度可以達到5MPa以上。具體性能測試結果如表2所示：
[0051]表 2
[0052]
[0053] 測試以上實施例的耐水性，和對甲醛的吸附能力。以上實施例制備的板材，經水浸 泡24小時后，強度保持在90%以上，具有非常好的耐水性。
[0054] 為進行甲醛吸附能力測試，我們準備的相應對比實施例。