[发明专利]一种镍铁渣建筑材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍铁渣建筑材料及其制备方法，所述镍铁渣建筑材料包括以重量份计：镍铁渣建筑材料原料粉100份和水10～21份；所述镍铁渣建筑材料原料粉包括以质量百分比计：镍铁渣20～94.5％，粉煤灰0～3.5％，轻烧氧化镁4.4～55％，氯化镁0.9～16.9％；消泡剂0.05～0.5％，减水剂0～1.5％，复合改性剂0.15～2.6％；有效的提高了目前固体废弃物资源化产品的掺量，提升了镍铁渣建筑材料的强度，降低了镍铁渣资源化的生产成本和难度，产品无返卤泛霜等问题，强度高，建筑材料形式多样。

技术领域

本发明涉及建筑材料制备领域，尤其涉及一种镍铁渣建筑材料及其制备方法。

背景技术

镍铁渣是冶炼镍铁和红土镍矿生产镍铁时产生的固体废渣，多为镍铁合金冶炼渣，目前，世界上30％的镍来源于红土镍矿，我国红土矿冶炼镍铁年产量将达到128.56万吨镍金属量，镍铁实物量1285万吨以上，年产热熔渣量6000万吨以上。随着优质、易开采的硫化镍矿资源的减少、对环保要求的提高、红土镍矿提取技术的进步以及镍价格等因素的影响，红土镍矿生产的镍量会不断增加。随着镍市场需要的不断增长，红土镍矿火法冶炼生产镍铁合金规模逐步扩大，红土镍矿冶炼镍铁废渣(简称镍铁渣)的排放量逐渐增多。镍铁渣有价金属回收价值低，排渣量大，已逐步成为冶金废渣处理的一大难题。这些固体的废渣，如果直接废弃，会严重破坏环境，科学有效的处理这些镍铁渣，不仅可以减少对环境和人类健康的危害，甚至可以从中获取丰厚的利润。

目前，镍铁渣的处理方式主要以堆存和填埋为主，不仅占用土地、污染环境，还给镍铁冶炼的可持续发展带来严峻挑战。对镍铁渣的综合利用的研究和利用主要集中于建材原料和矿物棉等方面，存在产品附加值低，镍铁渣的使用量小，且存在操作复杂，需要高能耗的处理工艺等缺点。例如，与钢渣、高炉渣和锰铁渣等冶金废渣相比，镍铁渣中硅、镁含量高，钙含量低，其中含镁量约在30％左右，活性较低，稳定性差。镍铁渣在细磨至微粉后，可添加至水泥熟料中生产水泥混合材。按照硅酸盐水泥国家标准的要求，镍铁渣的添加量小于8％，限制了镍铁渣的使用量。利用镍铁冶炼热熔渣制造微晶玻璃技术，可以利用了冶炼渣本身所含的有用化学成分，但是工艺复杂，能耗高，且对镍铁渣的使用量较少，不能从根本解决冶炼渣堆存引发的环境问题。沈阳有色金属研究院研发的镍铁炉渣生产矿棉纤维工艺。这种工艺在制备过程中采用电炉对热渣调质、保温，可提高镍铁总回收率，能够节约部分能耗，但总体能耗仍非常高，对于镍铁渣的使用量有限。因此，开发一种高掺杂量、低成本的镍铁渣资源化方法，实现了镍铁渣的全部回收利用，减少对环境的危害，能够解决目前镍冶炼过程的无害化，真正做到“无废料、无尾矿、无公害”。

发明内容

本发明目的是解决现有镍铁渣资源化过程中存在的活性较低，使用波特兰水泥无法制成强度合格的产品等缺点，提供一种高掺杂量、低成本的镍铁渣资源化方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种镍铁渣建筑材料，包括以重量份计：镍铁渣建筑材料原料粉100份和水10～21份；所述镍铁渣建筑材料原料粉包括以质量百分比计：镍铁渣20～94.5％，粉煤灰0～3.5％，轻烧氧化镁4.3～55％，氯化镁0.9～16.9％；消泡剂0.05～0.5％，减水剂0～1.5％，复合改性剂0.15～2.6％。

优选的，所述轻烧氧化镁为纯度大于70％的轻烧氧化镁，所述轻烧氧化镁中活性氧化镁含量为45～80％；所述氯化镁为无水氯化镁或纯度大于95％的工业六水氯化镁。

优选的，所述轻烧氧化镁中活性氧化镁与所述氯化镁的摩尔比为5:1～9:1。

优选的，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或者几种。

优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂中的一种或几种。