[发明专利]铬渣炻质砖及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料及其制备方法，更具体说是一种铭渣炻质砖及其制备方法。

铬渣是生产金属铬和铬盐的主要废物，因含有六价铬而具有毒性，如果不及时处理，会严重污染环境和破坏生态平衡。目前处理铬渣的方法有多种，但有的解毒不彻底，有的不经济，有的推广有困难。其中有用铬渣制作建筑用砖的方法，如青砖[《中国环境科学》2（4），55（1982）]、红砖[《冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编》（五）P.249，1985]、铬渣水泥砖[《冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编》（五）P.151，1985]等等。但这些砖由于烧成温度低于1000℃;生成的玻璃相含量低于20%，六价铬的转化率低，所以解毒效果和机械强度都不稳定，从而影响了这些方法的推广应用。在“利用铬渣烧制炻器制品的试验研究”[《环境污染与防治》1989.1.Vol.11.NO.1.P6-12]一文中公开了一种用铬渣烧制炻器的方法，该产品和方法能较好地解除铬渣中的毒性，但该文未公开工业规模生产的工艺条件，因此无法推广应用。

本发明目的是提供一种解毒性强，机械强度高，性能稳定的铬渣炻质砖及其制备方法。

为了保证炻质砖中铬渣的解毒性好，有较高的机械强度以及较高的成品率，本发明采用了如下配方：黄土板∶铬渣∶熟料＝55～65∶17～23∶23～17（重量百分比）。同时，在烧制过程中采用了高温长保、正压强还原气氛的工艺。烧成温度为1150～1210℃。温度过低使铬渣解毒不完全，温度过高，产品成品率低。炻质砖在烧制过程中，温度要按不同阶段，控制不同的升温速度，以确保产品的质量。为了使整个工艺流程中没有污水出现，本发明采用半干压成型工艺，即在原料粉碎的同时，加入6～10%的水分，使进入储料仓内的粉料成为潮湿的半干料，从而防止了粉尘和污水对环境及人体的危害。本发明炻质砖的规格为238×238×52（mm），铬渣和其它组分粒度为30+5目。采用马弗板式小截面隧道窑可以保证砖的受热均匀，特别是对烧成温度范围小的情况。

图1是本发明制造工艺的流程方框图。

从图1可见，把原料黄土板、铬渣、熟料（指建筑砖残品）按配比称重，然后用破碎机破碎，再用粉碎机进一步粉碎至30±5目，并筛分。在粉碎的同时加入6～10%水，存放陈化2～3天，然后用成型机制成砖坯，制成的砖坯经干燥至含水量为3%以下，即可送至窑中烧成。在烧成过程中为保证解毒完全，成品率高，将烧成过程分四个阶段，严格控制各阶段的温度和升温速度。第一阶段为蒸发期，从常温到300℃，在该阶段升温速度要慢，防止因升温过快而使坯体胀裂，一般控制在16～24小时;第二阶段为氧化分解和晶型转化期，温度为300至950℃，在此期间，坯体结构水继续排除，坯体内有机物、无机物进行氧化，碳酸盐、硫化物开始分解，晶型开始转化，在晶型转变中，其体积要发生约14%的膨胀，升温过快会使坯体胀裂，造成次品，该阶段一般需13～22小时;第三阶段为玻化成炻期，温度从950℃升温至1150～1210℃，这个期间对含铬渣炻质砖是至关重要的阶段。首先要在温度偏低的一段时间内采取氧化焰气氛焙烧，以使原体的炻质砖温度均化，避免出现“夹生”现象。第二，为保证六价铬解毒深化，必须在烧成温度区段采取正压强还原气氛保温，窑内气氛控制在如下数值：O₂＜1%;CO₂＝15～17%;CO＝3～6%，以保证高价铬和高价铁被还原为低价铬和低价铁。其化学反应式如下：