[发明专利]一种环保渗水砖及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种环保渗水砖。

背景技术

陶粒即是陶质的颗粒，外观多数呈圆形或椭圆形球体或是圆柱体。陶粒的表面附有一层坚硬的外壳，这层外壳是陶质或釉质，用来隔水保气，并且使陶粒具有较高的强度。陶粒具有筒压强度高、密度小、吸水率低、软化系数高、抗冻性良好等特点。正是由于这些优异的性能，使得陶粒被广泛应用于建筑材料领域、石油化工领域、园艺园林领域等，目前陶粒的应用领域还在继续扩大。

金属矿山尾矿是一种含有微量金属矿物和大量非金属矿物的二次资源，多具有颗粒细、数量大、毒性强、残留有微量金属矿物和大量非金属矿物的特点，其主要化学组成是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃, CaO、MgO、K₂O、Na₂O 等，是一种复合矿物原料。以金属尾矿代替部分粘土 ,掺入适量增塑剂,完全可以满足制造陶粒的成分要求。

城市污泥产量巨大且污泥成分复杂。若污泥处理处置不当，不仅会对环境造成二次污染，同时也是对资源的一种浪费。利用城市污水厂污泥烧制陶粒，不仅充分利用了污泥中有机质作为陶粒焙烧过程中的发泡物质，而且污泥中的无机成分也得到了利用。将污泥经“污泥改性 + 机械脱水”（简称干化污泥）后与其它原料复配烧结制成陶粒，作为一种人造轻质粗集料，因质轻、高强、保温等特性备受关注，是具有发展潜力的新型建材。

赤泥是氧化铝生产过程中排放的废弃物，目前赤泥的特点之一是排放量大，且综合利用率极低。到目前为止，还没有可真正工业化的技术，因此很难在短时间内解决赤泥带来的潜在危害。多年来的研究表明，利用赤泥烧砖是一条解决问题的好途径。赤泥烧砖，具有消耗量大、制砖成本低、取代粘土等优点，能真正实现赤泥的无害化处理，使之成为高附加值产品。赤泥具有高铁高碱低硅的特点，这一特点有利于降低坯体的烧结温度。但赤泥烧结砖存在石灰爆裂、泛霜严重等问题。

渗水砖是不同于传统阻水的路面砖、广场砖等的一种内部含微小连通渗水孔、可保水、渗水的新型建筑材料。渗水砖主要分为养护型及烧结型，最早是通过天然石材或沙子级配堆积成孔。近年来，关于渗水砖的研究集中于利用各种大宗固体废弃物，例如冶炼钢渣、金属尾矿、陶瓷废料等为主要原料，养护或烧结制备出承重及渗水兼备的砖体。但是，相当一部分固体废弃物本身重金属离子严重超标，若直接使用这些固废养护成砖，一方面会在渗透水的过程中将重金属离子带入到土壤中，污染地下水资源，破坏水环境。另一方面烧结砖的泛霜问题也严重限制了它们的应用。因此，如何在利用固体废弃物制砖过程中固化重金属离子、避免泛霜就显得尤其重要。而对烧结制品进行表面玻化封闭处理，则是一种行之有效的方法。

发明内容

本发明专利解决的问题在于，针对利用固体废弃物制备渗水砖，特别是养护型渗水砖，可能会在渗水的同时溶出重金属离子从而污染环境的问题。提供一种“团球-表面玻化”法制备固体废弃物陶粒，从而制备环保渗水砖及其相应制造方法。

本发明提供一种环保渗水砖的制造方法，包括以下步骤：

1）混料：按重量比，将原料金属尾矿、干化污泥、赤泥及粘土，称量、利用球磨机球磨混合混匀并过 200目筛得到混合料；其中，原料按照重量份计为：金属尾矿50~70%，干化污泥0~20%，赤泥0~30%，粘土10~40%；

2）造粒：将步骤1）制备的混合料放入滚筒造粒机，以水作为造粒剂, 进行二次团球造粒；所述二次团球造粒是将混合料放入滚筒造粒机，加入重量百分比为 20% 的水滚球造粒，使粒径达到约3mm~4mm，过筛后干燥至含水率＜5%；然后再将干燥后的粒料再放入滚筒造粒机，加入粘土粉，继续滚动造粒至外层裹覆一层约1-2mm厚的粘土，即得到陶粒坯料；

3）焙烧：将陶粒坯料置于匣钵中放入燃气隧道窑或回转窑中焙烧制得玻化陶粒；其中，所述玻化陶粒的混合料化学成分需满足SiO₂ 45-60wt%，Al₂O₃ 10~20wt%，Fe₂O₃：3~12 wt%、CaO+MgO 10~30wt%、K₂O +Na₂O：2~10 wt%；