[发明专利]一种铁尾矿烧结砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁尾矿烧结砖及其制备方法，该烧结砖按照铁尾矿：粉煤灰=（80~95）：（5~20）的质量百分比制备获得，以铁尾矿和粉煤灰为原材料，在20MPa下压制成型，置于通风防雨条件下放置10~24小时，然后利用烟气余热干燥胚体，控制6小时升温至200℃后，再以10℃/min继续升至900‑1050℃，保温2~4小时后随炉冷却得到烧结砖。该烧结砖抗压强度23‑46MPa，体积密度为1854‑1980kg/m³，质量损失为7.0~8.0%，烧结收缩1.1~4.6%，吸水率11.7~16.4%；本发明中的烧结砖制备方法简单，易于工厂化生产，可作建筑材料使用。

技术领域

本发明涉及一种以绿泥石为主要矿物相的铁尾矿为原材料的烧结砖及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

传统的烧结砖以粘土为原料高温下烧制而成。但大量粘土的使用已经破坏了耕地，影响了生态环境，因此我国命令禁止。低硅铁尾矿是将铁矿石破碎、研磨、分级、重选和浮选后排放的一种粒径较细的工业固体废弃物。对比粘土，它的SiO₂的含量相对较低，会降低烧结制品的强度。如将其用再建筑材料中，需高掺量外加剂或工艺的改进来弥补这一缺点，使得尾矿的利用率较低或者工艺费时费力。例如，在利用铁尾矿生产制备烧结砖的开发研究中，公开号为CN110228967A的中国专利公开了一种利用铁尾矿制备吸水砖工艺，该专利主要利用铁尾矿熟料（过60目筛、1100-1400℃高温下煅烧3~5小时）、铁尾矿、粘结剂和细沙石料来制作陶粒，铁尾矿0~70%，铁尾矿熟料100~30%，粘结剂3~4%，再在得到的1000 kg的物料中外加1~1.3m³的细沙石料，在140MPa的成型压力下压制成胚，置于室温下养护15~25天，该方法制备工艺复杂，制备烧结砖周期长，煅烧温度高和时间长。公开 号为CN109111208A的中国专利公开了一种铁尾矿烧结砖及其制备方法，该专利主要利用铁尾矿、粉煤灰和矿山外排水厂污泥为原料来制备烧结砖，铁尾矿49~59份，粉煤灰24~30份，矿山外排水厂含硫污泥11~27份，该方法铁尾矿利用率低。

铁尾矿可分类为单金属尾矿和多金属尾矿。由于产地来源不同，铁尾矿也呈现多样性特征，伴生有不同矿物。如单金属尾矿就可分类为高硅型、高钙镁型、高铝型和低硅型（低钙镁铝硅型）四种类型尾矿。多金属尾矿，多金属类铁尾矿价伴生元素比较多，矿物成分更复杂。伴生矿物的多样性使铁尾矿被再循环利用难度加大。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种以铁尾矿为主要原料制得的烧结砖，该烧结砖具有烧结温度低，且密度、吸水率、烧结收缩和强度均满足国家标准。

本发明的另一个目的在于提供一种操作简单、工艺条件温和、低成本制备所述烧结砖的方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种铁尾矿烧结砖，该烧结砖的质量百分比计，由80~95%铁尾矿和5~20%粉煤灰混合搅拌、压制成型、烧结而成。

较佳的，铁尾矿含斜绿泥石，其质量含量不低于3%。

较佳的，粉煤灰中的SiO₂与 Al₂O₃含量之和高于80wt%。

较佳的，粉煤灰过200目筛。

较佳的，铁尾矿最大粒径不超过1 mm。

上述烧结砖的制备方法，具体步骤如下：

第一步：按照配比称取原料，放入搅拌机中搅拌2分钟，得到均匀的干粉混合料;

第二步：向干粉混合料中加入干料总重10%的水搅拌3分钟，得到均匀的湿粉混合料；将湿粉混合料置于室温条件下陈腐2小时以上；

第三步：陈腐后物料在20MPa下压制成型后，置于通风防雨条件下静置10~24小时；