细颗粒铁尾矿免烧透水砖及其制备方法

技术领域

本发明属于一般工业固体废物资源利用技术领域，特别涉及一种细颗粒铁尾矿免烧透水砖及其制备方法。

背景技术

随着我国城镇化进程的不断推进，对市政建筑材料的需求也不断提高，尤其伴随着新型城市建设标准的不断提高如海绵城市等，对功能性建筑材料的需求相应提高。透水砖是一种新型绿色环保建材，具有耐磨性和透水性好、抗冻性能和抗盐碱性高、抗折强度和抗压强度高的特点，普遍应用于庭院、公园、广场、园林等市政公用场所建设中。

铁尾矿是将原铁矿石破碎、筛分、研磨、分级、再经重选、浮选等选别工艺流程，选出有用铁等金属后的剩余部分。我国铁尾矿排放量大，但利用率低，尾矿综合利用率不足15％，远低于其他大宗固体废弃物的综合利用水平，给环境带来了严重危害。铁尾矿的化学成分主要有硅、铝、铁、钙的氧化物和少量的钠、钾的氧化物，主要矿物是长石和石英类矿物，基本矿物成分与天然砂相同。同时，随着选矿技术的发展，全尾尾矿的粒度越来越细，全尾尾矿粒径范围以-200目为主，使其作为建材资源化原材料使用的难度越来越大。目前，专利文献中关于铁尾矿制作透水砖的研究集中于粗颗粒尾矿制备免烧透水砖或免烧透水砖，对细颗粒铁尾矿制备免烧透水砖的研究较少。

因此，本发明提出一种铁尾矿透水砖的制备方法，以细颗粒铁尾矿为主要原料制备免烧透水砖，免烧透水砖产品具备良好的透水性和力学强度。

发明内容

针对现有问题和技术的不足，本发明提供一种细颗粒铁尾矿免烧透水砖及其制备方法。该方法工艺简单，可实现铁尾矿大规模资源化利用，制备得到的免烧透水砖兼具优异的力学强度和透水性能。

为达到上述目的，本发明的细颗粒铁尾矿免烧透水砖，制备所述的透水砖原料的重量份为：铁尾矿60-90份、商品尾矿固化剂10-20份、有机高分子胶凝溶液5-10份、无机胶凝材料10-20份。

进一步的，所述的有机高分子胶凝溶液种类包括但不限于醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、丙烯酸乳液、水性环氧树脂乳液。

进一步的，所述的无机胶凝剂种类包括但不限于钢渣、粉煤灰、矿渣。

为达到上述目的，本发明的细颗粒铁尾矿免烧透水砖的制备方法，所述的方法至少包括以下步骤：将所述的细颗粒铁尾矿颗粒与商品尾矿固化剂充分混合；

将混合配料进行混碾、挤压造粒为预定尺寸的铁尾矿陶粒坯体；

将陶粒坯体放入水热养护箱养护获得铁尾矿陶粒试样。

进一步的，挤压造粒形成的铁尾矿陶粒坯体的尺寸为6mm-8mm；

进一步的，所述的陶粒坯体养护温度为70℃-100℃，养护时间为3d；

进一步的，所述的步骤还包括：将所述的尾矿陶粒试样破碎成不同粒径陶粒骨料；

将所述的高分子凝胶溶液和无机胶凝材料搅拌形成复合胶凝材料；

将所述的复合胶凝材料用于不同粒径陶粒骨料的表面改性，并将改性后的尾矿颗粒放置模具中挤压成型获得免烧透水砖砖坯；

将所述的免烧透水砖砖坯在水热条件或自然条件下养护。

进一步的，破碎后陶粒骨料粒径范围为1mm-2mm、2mm-3mm、3mm-5mm。

进一步的，所述的复合胶凝材料与铁尾矿陶粒的比例为2-3:7-8。

进一步的，所述的透水砖养护温度为80℃-100℃，养护时间为3d-7d。

优选的，所述的铁尾矿粒径范围为10-150微米。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过尾矿造粒、表面改性、成型养护的方式制备的铁尾矿免烧透水砖，实现了细颗粒铁尾矿的资源化利用和高掺量利用；

2.本发明所制备的免烧透水砖抗压强度、保水性和透水性好，符合标准中规定的指标要求；

3.本发明的制备工艺流程短、方法简单、兼具环境效益、社会效益和经济效益；

附图说明

图1铁尾矿矿物组成

图2铁尾矿粒径分布图

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明不限于下述的实施例。

实施例1：

一种细颗粒铁尾矿透水砖的制备方法，以质量百分比计，包括以下制备原材料：细颗粒铁尾矿80份、商品尾矿固化剂20份、水性环氧树脂乳液10份、矿渣10份、硅酸钠5份。

在本发明中，所述细颗粒铁尾矿的化学组成以以SiO

表1铁尾矿化学组成成分(wt％)

将细颗粒铁尾矿放入105℃干燥箱中烘干，干燥后铁尾矿球磨后制作出粉体材料，将铁尾矿粉体材料混入20％的商品尾矿固化剂，制作直径8.0mm的陶粒并于80℃水热养护箱养护3d获得铁尾矿陶粒试样，测得筒压强度为7Mpa。

将陶粒破碎成1mm-2mm粒径铁尾矿陶粒坯体试样，利用水性环氧树脂乳液、矿渣、硅酸钠制备复合胶凝材料，以1:4的比例对铁尾矿陶粒坯体试样进行表面改性，使之表面附着一层均匀的复合浆料，然后将改性后的尾矿颗粒放置模具中挤压成型获得免烧透水砖砖坯，80℃养护3d制备成70mm立方体免烧透水砖试样。

所制备的铁尾矿透水砖耐磨长度≦21mm，抗压强度达到22.4Mpa，透水系数(15℃)达到3.0×10

实施例2：

一种细颗粒铁尾矿透水砖的制备方法，以质量百分比计，制备原材料：细颗粒铁尾矿85份、商品尾矿固化剂15份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液5份、粉煤灰10份、钢渣5份。

将细颗粒铁尾矿放入105℃干燥箱中烘干，干燥后铁尾矿球磨后制作出粉体材料，将铁尾矿粉体材料混入15％的商品尾矿固化剂，制作直径6.0mm的陶粒并于90℃水热养护箱养护3d获得铁尾矿陶粒试样。

将陶粒破碎成3mm-5mm粒径铁尾矿陶粒坯体试样，利用醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、粉煤灰、钢渣制备复合胶凝材料，以1:5的比例对铁尾矿陶粒坯体试样进行表面改性，使之表面附着一层均匀的复合浆料，然后将改性后的尾矿颗粒放置模具中挤压成型获得免烧透水砖砖坯，80℃养护3d制备成70mm立方体免烧透水砖试样。

所制备的铁尾矿透水砖抗压强度达到23.5MPa，(15℃)达到3.5×10

以上所述仅为便于本技术领域的普通技术人员能理解和使用发明，并不用于限制本发明。本领域的技术人员可根据本发明内容和本领域技术对发明内容进行更改和变型。凡在本发明的原则和构思之内，所作的任何改动均在本发明要求保护的权利范围内。