[发明专利]一种电解锰渣免烧砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电解锰渣免烧砖及其制备方法。电解锰渣免烧砖由电解锰渣、石灰、水淬渣、水泥熟料构成的胶结剂M与电解锰渣、废石、水等通过挤压固化成型得到，该免烧砖使用电解锰渣废弃物为主要原料，获得更高抗压强度和更好耐水性，既解决了电解锰渣堆存污染环境的问题，又开发出了制作免烧砖的新配方。

技术领域

本发明涉及一种免烧砖，特别涉及一种以电解锰渣作为主要原料实现其资源化利用制备免烧砖的方法，属于固体废物资源化利用领域。

背景技术

锰是国民经济中的重要基础物资和国家的重要战略资源之一，由于锰在生产技术上的欠缺与不足，所以生产1t锰要产生7～8t的电解锰渣。目前我国已探明的锰矿储存量超过6亿吨，因而会产生大量的电解锰渣，锰渣粒度超细且富含硫酸盐以至难于处理，现今国内电解锰渣以自然堆存为主，导致侵占大量土地，经常年累月的风雨侵蚀，有毒有害的重金属随地表径流和地下渗透作用进入周边水体、土壤，污染环境，对人类生存产生巨大的威胁。目前对于电解锰依然没有有效的处理措施，国内外针对锰渣的资源化用做了各方面的研究，例如有价金属的回收利用、生产肥料、制作水泥、陶瓷材料等，但是电解锰渣的利用率都不高，不能从根本上解决其给人类带来的危害。

电解锰渣是从原矿石提取锰元素后形成的工业废渣，主要为自身无水硬活性的石膏相，是一种富含高硫酸盐的硅铝酸盐废渣，其主要化学成分有以CaO、SiO₂为主，含量在55％以上，其次是Al₂O₃、MnO、MgO，另含有Fe₂O₃、SO₃等，较适合做制砖原料。在制作黏土砖时可加入3％左右的电解锰渣酸浸渣作为掺和料，烧制成的红砖外形美观，强度可提高一个等级，此方法已在湖南怀化得到了应用，但是锰废渣的掺量依然很少。

另外，我国建筑行业对砖头的需求量巨大，传统烧结砖是利用挖取农田粘土经烧结制成，因而造成土壤资源大量流失，目前我国已经明令禁止生产及使用粘土烧制砖头用于工业及民用建筑。为了避免电解锰渣处理不当造成对自然环境的污染，也避免挖取农田粘土制砖对土壤环境的破坏，急需开发一种电解锰渣制免烧砖的工艺。

发明内容

针对现有技术在资源化利用电解锰渣过程中对电解锰渣利用率低，造成环境污染等问题，本发明的第一个目的是在于提供一种高强度、耐水性好的免烧砖，该免烧砖以电解锰渣为主要原材料，能够很好实现电解锰渣的有效固结，降低其有毒有害物质对环境的污染，且可以大规模的利用电解锰渣，实现电解锰渣的资源化利用，有利于工业化生产免烧砖。

本发明的第二个目的是在于提供一种免烧砖的制备方法，该方法原料易得，成本低，可以借用现有的免烧砖成型工艺，大大降低了免烧砖的生产成本，有利于工业化生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种电解锰渣免烧砖，其包括以下质量百分比组分原料，通过挤压固化成型得到：胶结剂M15％～17％，电解锰渣27％～41％，废石30％～40％，水14％～16％；所述胶结剂M由以下质量百分比组分组成：电解锰渣35％～45％，石灰1％～6％，水淬渣35％～54％，水泥熟料10％～15％。

优选的方案，所述胶结剂M由以质量百分比组分组成：电解锰渣38％～42％，石灰2％～5％，水淬渣40％～50％，水泥熟料11％～14.2％。本发明的胶结剂M各组分之间协同作用明显，能够提高对锰渣的固结能力，同时获得高强度、耐水性好的免烧砖。胶结剂M中石灰在反应过程中可释放大量水化热，同时提供碱性环境，破坏水泥熟料和水淬渣的化学键，从而加快反应进程。水泥熟料在水介质的作用下，形成极性离子OH^-，使水淬渣溶解和解体，也是一种碱性激发剂，而水淬渣是高炉热熔矿遭用水急速冷却后变成疏松的粒状渣，表面粗糙多孔，比表面大，反应活性高，可以明显提高胶结剂M的粘结能力，以获得高强度、耐水性好的免烧砖。而一般的高炉渣的活化性能较水淬渣低，难以获得高强度、耐水性好的免烧砖。