[发明专利]一种利用矽卡岩型尾矿制备蒸压加气混凝土的方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山环境保护领域和墙体材料领域，特别涉及一种利用矽卡岩型尾矿制备蒸压加气混凝土的方法。

背景技术

蒸压加气混凝土是目前唯一能够达到建筑节能50％的单一墙体材料，具有轻质、保温、隔热、吸声、防火、易加工等特点。鉴于这些特点，在国家禁止使用粘土砖的背景下，蒸压加气混凝土作为墙体材料正在占有越来越大的市场。目前，我国市场上流通的主要有石灰-水泥-砂和石灰-水泥-粉煤灰两种原材料体系制备的加气混凝土产品，而随着砂这种自然资源的不断减少以及所面临的粉煤灰因在混凝土领域中扮演着重要作用而使其供应日趋紧张的局面，势必提高加气混凝土的原料成本，影响着整个加气混凝土行业的发展。

矽卡岩型尾矿的高效资源综合利用一直是困扰企业的难题，矽卡岩型尾矿的堆存不仅给企业带来经济负担，更是环境污染的一大源头。目前，国内外关于这类尾矿综合利用的报道不多见，已有文献报道了利用这类尾矿制备蒸养标准砖、灰砂砖、水泥制品等。发明专利“金属尾矿(矽卡岩)生产水泥或水泥制品的方法(CN1621378)”，公开了利用这类尾矿代替水泥水原料制备水泥或者代替水泥制备水泥制品的技术。上述这些建筑材料附加值都比较低，限制了产品的运距，进而使这类尾矿难以大量地被消纳利用。另外这类尾矿含镁较高，用于制备水泥制品或者灰砂砖，其耐久性也难以保证。发明专利“矽卡岩型磁铁矿尾矿烧结多孔砖及其制备方法(CN101333102)”，将尾矿与煤矸石配合制坯，经烧结后制得矽卡岩型磁铁矿尾矿烧结多孔砖。但是该方法需要将坯体在1110℃～1160℃的温度下烧制26～28小时，虽因固体废弃物的利用而节省了原料成本，也使原料经过固相反应而解决了耐久性问题，但是后期工艺制备过程的能耗却较大。本发明利用矽卡岩型尾矿制备蒸压加气混凝土，以使原料中的活性组份在蒸压条件下充分反应，克服其高的镁含量给制造水泥带来的潜在的耐久性不足的问题和灰砂砖类墙体材料隔热性不足的问题，并充分发挥加气混凝土轻质、保温、隔热、吸声、防火、易加工等特点，提供一种节能型墙体材料，使这类尾矿的大宗高附加值利用成为可能。

发明内容

本发明的目的在于给矽卡岩型尾矿提供一条资源化利用途径，减少矽卡岩型尾矿的堆存以及对环境的污染。制备蒸压加气混凝土采用的主要原料有矽卡岩型尾矿、矿渣、硅砂、水泥熟料、石膏、铝粉、水、减水剂等。本发明所使用的尾矿为矽卡岩型尾矿，主要矿物有角闪石、辉石、白云石、蛇纹石等，而传统制备加气混凝土所需要的石英、长石等矿物很少。基于这一点，本发明引入水淬高炉矿渣和以石英为主要矿物组分的硅砂作为钙质和硅质原料的补充组份，同时加入水泥熟料和石膏以使加气混凝土具备足够的早期强度以满足坯体的加工和搬运。

本发明的实施步骤如下：

(1)将矽卡岩型尾矿烘干至含水率0～1％，烘干后的矽卡岩型尾矿磨细至比表面积400～1000kg/m²；将水淬高炉矿渣烘干至含水率0～1％，烘干后的水淬高炉矿渣渣磨细至比表面积400～600kg/m²；将硅砂烘干至含水率0～1％，烘干后的硅砂磨细至比表面积400～1000kg/m²；将天然石膏烘干至含水率0～1％，烘干后的天然石膏磨细至比表面积300～500kg/m²；将水泥熟料磨细至比表面积300～400kg/m²。

(2)按干基重量百分比将步骤(1)准备的原料按照矽卡岩型尾矿25～45％，水淬高炉矿渣25～35％，硅砂15～30％，水泥熟料6～12％，天然石膏3～6％配料，外加占以上混合干料总质量0.6～0.9％的减水剂和占混合干料总质量35％～45％的48～55℃温水搅拌90～180秒钟，之后加入0.06％～0.12％的铝粉并搅拌35～45秒钟，得到加气混凝土混合料浆。整个搅拌的过程设置保温措施，保证料浆的浇注温度在40～50℃。

(3)将步骤(2)中的混合料浆进行浇注，静停发气，预养护，切割，蒸压，得到蒸压加气混凝土砌块成品。静停发气和预养护的环境温度为45～55℃，预养护时间为3～4小时。蒸压条件为：压力1.1～1.5MPa，温度160～185℃，恒温(恒压)7～9小时。矽卡岩型尾矿生产蒸压加气混凝土的工艺流程如图1所示。

本发明的有益之处：

(1)解决矽卡岩型尾矿不易综合利用的难题，对节省尾矿管理费用和促进矿山环境保护具有重要意义。

(2)充分利用水淬高炉矿渣中和矽卡岩型尾矿本身的钙元素，节省石灰，对减排CO₂具有重要意义。