[发明专利]一种利用红土镍矿冶炼尾渣和煤矸石制砖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制砖的方法，尤其涉及一种利用红土镍矿冶炼尾渣和煤矸石制砖的方法，属于有色金属冶炼技术领域和尾矿处理技术领域。

背景技术

随着世界经济的高速发展，冶金行业快速增长，选矿及冶炼过程产生的尾渣量也越来越大。目前，冶金废渣累积堆存量巨大，而冶金尾渣的利用率一直处于较低水平，新产生的尾渣的处理方式仍以堆存为主。这些尾渣的堆存带来了资源、环境、安全和土地等诸多问题，不仅占用了大量宝贵土地资源，污染了环境，还存在着巨大的安全隐患。因此，如何将选矿和冶金尾矿进行资源化利用，实现冶金工业无害化生产，成为越来越紧迫的问题。

针对冶金尾渣的综合利用，已有非常多的研究。目前的研究主要集中在制备建筑材料方面，其工艺简单，尾渣消耗量相对较大，建材用途广泛，市场需求量大。

但是，由于冶金尾渣粒度细，在利用冶金尾渣制备建材时，尾渣掺入量低，同时必须配加大量的河砂、碎石等骨料和水泥等粘结剂以保证建材产品品质，从而导致成本过高，生产工艺失去市场竞争力。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种利用红土镍矿冶炼尾渣和煤矸石制砖的方法，该方法能提高生产效率、降低成本。

技术方案：为实现上述目的，本发明所述的制砖方法，包括如下步骤：

(1)将煤矸石破碎、筛分得到粒度分别为5～15mm的粗粒级和0.5～3mm的细粒级；

(2)向红土镍矿冶炼尾渣中配加干基质量百分比为12～20％的粗粒级煤矸石、12～24％的细粒级煤矸石及6～10％的熟石灰，加水搅拌得混合物料；

(3)将混合物料压制成型得到砖坯，然后静置、养护即得。

由于红土镍矿冶炼尾渣性能差，本发明利用红土镍矿冶炼尾渣和煤矸石两种废料在化学上的相互作用以及物理上的粒度匹配后获得强度高的砖产品。

本发明中煤矸石的粒度，即粗细粒度的大小十分关键，当粒度范围变窄时，反应的效果更加好。因此，煤矸石的粗粒级可以优选为5～10mm，细粒级可以优选为1～2mm；进一步地，粗粒级可以优选为5～8mm，细粒级可以优选为0.5～1mm。

红土镍矿冶炼尾渣粒度细是该尾渣难利用的最大原因，因为在其它条件不变时，要使砖能达到一定强度，就必须加大粘结剂的配比量，从而使得制砖成本加大。因此，粒度越细，利用难度越高。本发明恰能处理粒度极细的尾渣，其中，该尾渣可以但不限于用“直接还原～磨矿磁选”工艺处理红土镍矿之后得到。上述红土镍矿冶炼尾渣的粒度为，-0.074mm大于80wt％。

步骤(2)中，物料的混合时间为5～10min，混合物料的含水率为8～12％。

步骤(3)中，混合物料通过液压振动成型机压制成型，其中，液压振动成型机的成型压力为8～25MPa，成型时间为10～30s。此外，静置时间可以为2～5h。

步骤(3)中，将砖坯进行蒸汽养护，然后自然降温得蒸压砖。其中，蒸汽的压力为0.1～0.5MPa，蒸汽的温度为90～95℃，养护的时间为8～12h。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：

首先，本发明利用尾渣和煤矸石两种原料本身不同的特性，使之相互弥补，其中，红土镍矿冶炼尾渣是经过高温焙烧及磁选得到的尾渣，其主要物相组成为FeO，Al₂O₃，CaO，MgO等金属氧化物与SiO₂的化合物，这些化合物结构致密，化学性质稳定，在低温下很难再与其他物质发生化学反应，活性差；煤矸石是矿石经选别之后剩余的废渣，其所含矿物为天然粘土矿物，天然粘土矿物中的Al₂O₃、SiO₂活性相对较强；在石灰石的化学作用下，可增加水化硅酸钙的生成量，强化水化作用。因而在保证蒸压砖的强度和耐久性能的前提下，采用煤矸石做骨料比采用河砂、碎石，石英砂等原料效果更佳，可减少粘结剂的用量。其次，本发明将煤矸石破碎为两种不同的粒级，满足混合料的理想颗粒度配比，有效解决了由于红土镍矿冶炼尾渣粒度太细引起的强度变差的问题。再者，本发明采用同为矿石废料的煤矸石作为制砖的骨料，避免大量使用河砂、碎石等高价格的骨料，大大降低了工艺的生产成本。最后，本发明同时利用了红土镍矿冶炼尾渣和煤矸石两种废料，达到了两者的无害化处理和增值利用，利废率高。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的技术方案作进一步说明。

红土镍矿冶炼尾渣的化学成分见表1。