[发明专利]一种烧结砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烧结砖的生产技术领域，特别涉及一种节能环保以细粒尾矿为主要原料的烧结砖及其制备方法。      

背景技术

烧结砖是将挤压成型的粘土质砖坯在一定的温度下烧结，传统烧结砖普遍采用煤矸石、页岩、粉煤灰和土等原料混合烧制而成，以粘土为主要原料生产烧结砖是最传统的方法，它是在粘土中掺入一定比例的煤粉，近年来已被国家明令禁止。随着国家对环境保护、循环经济要求的不断提高，利用尾矿生产新型建材得到了迅速发展，出现了以铁尾矿、铜尾矿、金尾矿、钼尾矿、锌尾矿等为主要原料的烧结砖。

尾矿是矿山生产的废弃物，除充填井下采空区、少量综合利用外，目前国内多数矿山均采用尾矿库堆存湿式或干式细粒尾矿，不仅占用了大量的农田、山场林地，还可能带来严重的安全和环保问题。随着国家对矿山开发资源、安全环保要求的日益提高，不少矿山加大了尾矿综合利用的力度，利用尾矿生产烧结砖、水泥等建材产品已成为消化尾矿的主要途径。在尾矿中掺入一定比例的粘土、煤矸石粉、煤粉等原料，使混合料具有一定的塑性并达到烧成所需的发热量，在建材行业烧结砖领域应用较为广泛。现行的采用尾矿为原料的配比方案有：①在尾矿中掺入一定比例的煤粉形成烧结砖混合料；②在尾矿中掺入一定比例的粘土、煤粉形成烧结砖混合料；③在尾矿中掺入一定比例的煤矸石粉、煤粉形成烧结砖混合料；④在尾矿中掺入一定比例的粘土、煤矸石粉、煤粉形成烧结砖混合料等。由于煤粉价格较高，对生产烧结砖的成本影响大，不利于提高产品市场竞争力，同时以上几种配比方案在制备烧结砖时还需要加入其它组分以满足混合料在制备时所满足的性能条件如温度，塑性等，并非自身原料就能满足的。

烧结砖是将挤压成型的粘土质砖坯在一定的温度下进行烧结，砖坯中的铝硅酸盐矿物部分熔融冷却后将其余矿物颗粒粘结成一体，经烧结的砖坯保持原有的形状并具有一定的物理力学性能。生产烧结砖的方法有内燃法、外燃法两种，近年来国内建成的烧结砖厂多数采用内燃法生产。烧结砖质量好坏与原料的矿物组成关系密切，当原料SiO₂含量过高时，可塑性变差、成型困难，当原料Al₂O₃含量过低时，制品强度降低、不抗折，当原料Fe₂O₃含量较高时，可降低烧成温度、制品颜色较深，当原料CaO含量过高、粒度大于1mm时，制品易出现石灰爆裂、吸潮现象，当原料MgO含量高时，制品会出现泛霜、体积膨胀。通常地，为了改善烧结砖成型指标和产品质量，防止出现爆裂、泛霜等现象，研究一种能制备出合格指标及高质量的烧结砖的矿物组成及其制备方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种能应用于实际生产的高性能、价格低廉的环保型以细粒尾矿为主要原料、掺入煤泥制作的烧结砖及其制备方法，该烧结砖及其制备方法中所采用的尾矿和煤泥两种组分混合本身就能达到烧结砖所需的塑性和发热量的要求无需添加其它组分来实现，达到大量利用尾矿实现废弃物的循环利用，既节约了资源同时也降低了烧结砖的成本。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种烧结砖，以质量份数计包含以下组分：尾矿80-85份，煤泥15-20份，其中，尾矿和煤泥混合后，使混合料中SiO₂含量为60-70%、Al₂O₃含量为6-10%、CaO含量低于6%、MgO含量低于6%、Fe₂O₃含量为5-9%、其他矿物含量为6-9%、烧失量为5-9%。

尾矿是矿山生产的废弃物，除充填井下采空区、少量综合利用外，基本上都是采用尾矿库进行堆存，不仅占用大量农田还会严重污染环境甚至带来安全问题，将尾矿作为制备烧结砖的原料不仅能实现废弃物的循环利用还能降低烧结砖的制备成本，相比于传统采用粘土为原料的制备，以尾矿代替更能减少环境的污染；此外，以煤泥作为砖厂添加剂，可提高砖的硬度和抗压强度。

进一步的，本发明的进一步技术方案为：

前述烧结砖中，以质量份数计包含以下组分：尾矿80份，煤泥20份，其中，尾矿和煤泥混合后，使混合料中SiO₂含量为60%、Al₂O₃含量为8%、CaO含量为4%、MgO含量为3%、Fe₂O₃含量为8%、其他矿物含量为9%、烧失量为8%。