[发明专利]以石煤提钒尾渣为主要原料的蒸压砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于蒸压砖技术领域，具体涉及一种以石煤提钒尾渣为主要原料的蒸压砖及其制备方法。

背景技术

在五氧化二钒的生产过程中，采用大量含酸溶液处理钒矿，使矿石中的五价钒转移到溶液中，过滤洗涤后，滤渣经碱石灰中和后即为石煤提钒尾渣。石煤提钒尾渣的主要矿相为石英，还有少量的黄铁矿和方解石。

由于石煤中含钒品位比较低。每生产一吨的五氧化二钒一般要产生150多吨尾渣，随着石煤提钒工业的发展，石煤提钒尾渣的排放量在逐年增高，而石煤提钒尾渣的处理方式主要集中在露天堆放和矿坑填埋，对环境产生很大的破坏。大量的石煤提钒尾渣使得大量土地被长期占用，长期堆存也导致石煤提钒尾渣中的有害离子进入水体，危害人体健康，而年久失修的尾矿库也给社会造成很大的安全隐患。

因此，加速利用石煤提钒尾渣已引起科技人员的关注，目前的研究主要集中在制备建筑材料方面：如利用石煤提钒尾渣、石灰和外加剂烧结陶粒，如利用石煤提钒尾渣、高岭土和碱化物制备地聚合物等。但上述方法对石煤提钒尾渣的利用仍存在利用率低和处理费用高等问题，不能大批量的利用石煤提钒尾渣。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种利废率高、生产效率高和成本低的以石煤提钒尾渣为主要原料的蒸压砖的制备方法，用该方法制备的蒸压砖强度好和耐久性能优良。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以50~75wt%的预处理提钒尾渣、10~30wt%的粉煤灰和10~25wt%的熟石灰为原料，然后加入所述原料12~18wt%的水，搅拌均匀，压制成型，静养12h；再将静养后的砖坯放入蒸养釜内蒸压养护5~8h，自然降温，出釜，即得以石煤提钒尾渣为主要原料的蒸压砖；

其中：蒸压养护的温度为180~200℃，蒸压养护的压力为1.15~1.25MPa。

所述预处理提钒尾渣是先将石煤提钒尾渣烘干至含水率小于2wt%，再破碎至粒径＜3mm，放置2天，即得预处理提钒尾渣；在预处理提钒尾渣中，粒径小于0.074mm＜15wt%。

所述压制成型是指在压力成型机上压制成砖坯，成型压力为15～20MPa。

所述粉煤灰为符合国家Ⅱ级灰规定的粉煤灰。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下经济效果：

由于本发明原料中的尾渣和粉煤灰均为工业固体废弃物，利废率高；在蒸养釜内蒸压养护，工艺简单，故生产成本低。不仅有效地解决了工业固体废弃物利用难的问题，还有利于环境保护，且制备的蒸压砖强度高和耐久性能优良。

由于本发明中的石煤提钒尾渣的主要矿物为石英，在蒸压养护的条件下，为水化矿物的生成提供一定量的可供利用的活性二氧化硅，在碱性条件下形成水化硅酸钙和水化铝酸钙，从而进一步形成支撑蒸压砖强度的矿物，故制备的蒸压砖强度高。

由于本发明中的粉煤灰为主要的硅质原料，在适当的条件下提供活性的二氧化硅和氧化铝，同时也作为一种细粒级骨料参与蒸压砖的构成。且由于本发明中石煤提钒尾渣中的主要粒径集中在0.15mm～2.36mm，粉煤灰作为细粒级掺料，有效解决了由于尾渣较粗引起的干燥收缩率过大的问题，同时由于其本身含有较高含量的SiO₂和Al₂O₃，在采用化学激发和热激发的共同作用下，可生成水化硅酸钙和托勃莫来石等晶体，在降低蒸压砖干燥收缩性能的同时能改善蒸压砖的强度和耐久性能。

由于本发明中的熟石灰能提供水化反应所需的Ca(OH)₂，成型后的坯体避免了生石灰水化过程中产生的体积膨胀导致坯体的破裂；熟石灰代替生石灰，避免了因为消化不均造成的开裂问题，同时降低了蒸压砖的静停时间，提高了蒸压砖的生产效率。

因此，本发明具有利废率高、生产效率高和成本低的特点；所制备的以石煤提钒尾渣为主要原料的蒸压砖强度高和耐久性能优良。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述预处理提钒尾渣是：先将石煤提钒尾渣烘干至含水率小于2wt%，再破碎至粒径＜3mm，放置2天，即得预处理提钒尾渣；在预处理的提钒尾渣中，粒径小于0.074mm＜15 wt%。

所述粉煤灰为符合国家Ⅱ级灰规定的粉煤灰。

实施例1