阅读说明：本技术 一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺 (Non-sintered brick based on tailing solution and manufacturing process ) 是由 赵明 刘文龙 伍根伙 张喜文 陈伟明 李仰根 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺,包括：尾矿溶液,轻质骨料,固化剂,所述固化剂至少包括普硅水泥,和硫铝酸盐水泥,整合剂,所述整合剂包括聚丙烯酰胺,增强剂,所述增强剂包括锂盐,具体质量配比为尾矿溶液：35-60份；轻质骨料：20-50份；固化剂：10-40份；整合剂：1-10份；增强剂：1-5份。采用压制成型工艺得到的非烧结砖,具有轻质高强的性能优势,采用模具的方式制造效率高,养护周期短,生产效率高。(The invention discloses a non-sintered brick based on a tailing solution and a manufacturing process, wherein the manufacturing process comprises the following steps: the composition comprises a tailing solution, a lightweight aggregate and a curing agent, wherein the curing agent at least comprises ordinary cement, sulphoaluminate cement and an integrating agent, the integrating agent comprises polyacrylamide and a reinforcing agent, the reinforcing agent comprises lithium salt, and the tailing solution comprises the following components in percentage by mass: 35-60 parts; light aggregate: 20-50 parts; curing agent: 10-40 parts; an integrating agent: 1-10 parts; reinforcing agent: 1-5 parts. The non-sintered brick obtained by the press forming process has the advantages of light weight, high strength, high manufacturing efficiency by adopting a die, short maintenance period and high production efficiency.)

一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺

技术领域

本发明涉及非烧结砖领域，尤其涉及一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺。

背景技术

经过几十年的大规模开采，我国的资源和环境形势愈发严峻，不容乐观。一方面，矿山资源面临枯竭；另一方面，选矿产生的尾矿大量堆存。据国家***调查统计，2013年，我国尾矿产生量16.49亿t，同比增长1.73％t，尾矿综合利用量为3.12亿t，同比增长7.96％。截止到2013年底，我国尾矿累积堆存量达146亿t。尾矿不仅浪费矿产资源，还占用土地资源，同时，长久堆积易污染水源，空气等，对生态环境和民众生命财产安全造成严重威胁。

传统的砖都是通过烧结制成，近年来开始进行非烧结砖的研究，但是现有的非烧结砖一般强度都相对较低，养护周期长，生产效率低。现有的尾矿在初选后一般以溶液形式存在，通常的利用方式还需要通过将水分除去后再进行利用。因此基于尾矿溶液，开发一种强度高，生产效率高的非烧结砖及制造工艺还亟待解决。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺，包括：尾矿溶液，轻质骨料，固化剂，所述固化剂至少包括普硅水泥，和硫铝酸盐水泥，整合剂，所述整合剂包括聚丙烯酰胺，增强剂，所述增强剂包括锂盐，具体质量配比为，

尾矿溶液：35-60份；

轻质骨料：20-50份；

固化剂：10-40份；

整合剂：1-10份；

增强剂：1-5份。

本发明一个较佳实施例中，所述尾矿为铜尾矿，铁尾矿，锰尾矿，金尾矿中的一种或几种。

本发明一个较佳实施例中，所述尾矿溶液的固含量为30％-70％。

本发明一个较佳实施例中，所述锂盐包括碳酸锂，硫酸锂。

本发明一个较佳实施例中，所述轻质骨料包括陶粒，膨胀珍珠岩，煤矸石中的一种或几种。

本发明一个较佳实施例中，所述固化剂还包括石膏，所述石膏为无水硬石膏。

本发明还提供了另一种技术方案，包括以下步骤：

S1：在搅拌机中加入尾矿溶液，轻质骨料，固化剂，整合剂，增强剂，搅拌至少3min至浆体至非流态，得到中间体，所述固化剂至少包括普硅水泥，和硫铝酸盐水泥，所述整合剂包括聚丙烯酰胺，所述增强剂包括锂盐；

S2：将所述中间体填充到模具中，并通过与所述模具匹配的压头将所述中间体压制成型；

S3：将模具移动到养护窑进行养护，养护龄期1-3d后脱模获得非烧结砖。

本发明一个较佳实施例中，步骤S2中压制成型为震动压制成型。

本发明一个较佳实施例中，所述养护窑的温度为40-60℃。

本发明一个较佳实施例中，所述尾矿为铜尾矿，铁尾矿，锰尾矿，金尾矿中的一种或几种。

本发明一个较佳实施例中，所述尾矿溶液的固含量为30％-70％。

本发明一个较佳实施例中，所述锂盐包括碳酸锂，硫酸锂。

本发明一个较佳实施例中，所述轻质骨料包括陶粒，膨胀珍珠岩，煤矸石中的一种或几种。

本发明一个较佳实施例中，所述固化剂还包括石膏，所述石膏为无水硬石膏。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)在尾矿溶液中加入轻质骨料，由于轻质骨料具有一定程度的吸水率，能够吸收尾矿溶液中的一部分水，降低尾矿溶液中的流态。加入整合剂聚丙烯酰胺，能够将尾矿溶液的悬浮物质等中和，架桥吸附，使浆体形成凝胶状态，粘合浆体中的各组分。

(2)固化剂包括普硅水泥和硫铝酸盐水泥，能够和尾矿溶液中的水进行水化反应，硫铝酸盐水泥保证了早期的固化效果，普硅水泥提供了后期强度的保证，在固化剂中还包括石膏，通过无水硬石膏能够更好的保证浆体的凝结时间以及后期的强度发展。

(3)采用增强剂锂盐，锂盐在固化剂反应过程中能和其水化生成的氢氧化钙反应生成具有更高碱度的氢氧化锂，促进了普硅水泥以及硫铝酸盐水泥的水化，同时氢氧化锂的强碱作用能够激发尾矿中的矿物质成分使其潜在的活性发挥出来，增加非烧结砖的强度。

(4)在水泥的水化过程中，水泥的表面会形成一层质地均匀的膜状物，聚丙烯酰胺具有的聚合作用形成空间网状结构，起到了架桥作用，降低了孔隙率，使得Ca(OH)₂晶体在未水化的颗粒和水化产物结构生长，增加了整个非烧结砖的强度。

(5)轻质骨料一定的吸水率，在后期养护过程中，通过40-60℃的温度，水份析出会和固化剂继续进行反应，因此轻质骨料既保证了非烧结砖的轻质性，同时蒸养过程中还能保证非烧结砖的强度，形成轻质高强的非烧结砖。

(6)通过在搅拌机中搅拌，搅拌成非流态，能够方便成型，通过模具和匹配的压头能够压制成型成不同形状和尺寸的非烧结砖，采用震动压制成型能够保证密实度，采用模具的方式制造效率高，养护周期短，生产效率高。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

一种基于尾矿溶液的非烧结砖及制造工艺，包括：尾矿溶液，轻质骨料，固化剂，所述固化剂至少包括普硅水泥，和硫铝酸盐水泥，整合剂，所述整合剂包括聚丙烯酰胺，增强剂，所述增强剂包括锂盐，具体质量配比为，

尾矿溶液：35-60份；

轻质骨料：20-50份；

固化剂：10-40份；

整合剂：1-10份；

增强剂：1-5份。

实施例1：

尾矿溶液为40份，轻质骨料28份，固化剂25份，整合剂5份，增强剂2份，其中尾矿为铜尾矿，化学组成SiO₂58％，Al₂O₃32％，CuO5％，尾矿溶液固含量为53％。轻质骨料为陶粒，固化剂包括20份的普硅水泥，8份的硫铝水泥，2份的无水硬石膏，整合剂为阴离子800万聚丙烯酰胺，增强剂为碳酸锂。制成的非烧结砖密度为720kg/m³,3d强度12MPa，28d强度为29MPa。

实施例2：

尾矿溶液为45份，轻质骨料25份，固化剂23份，整合剂4份，增强剂3份，其中尾矿为铁尾矿，化学组成SiO₂65％，Al₂O₃26％，Fe₂O₃6％，尾矿溶液固含量为61％。轻质骨料为膨胀珍珠岩，固化剂包括7份的普硅水泥，13份的硫铝水泥，3份的无水硬石膏，整合剂为阴离子600万聚丙烯酰胺，增强剂为硫酸锂。制成的非烧结砖密度为750kg/m³,3d强度16MPa，28d强度为26MPa。

实施例3：

S1：在搅拌机中加入尾矿溶液，轻质骨料，固化剂，整合剂，增强剂，搅拌至少3min至浆体至非流态，得到中间体，其中54份尾矿溶液，尾矿为锰尾矿，化学组成SiO₂62％，Al₂O₃19％，MnO8％，尾矿溶液固含量为45％，20份轻质骨料为煤矸石，22份固化剂，包括10份普硅水泥，10份硫铝水泥，2份无水硬石膏，整合剂3份，为阴离子800万聚丙烯酰胺，1份增强剂为碳酸锂，将所有材料搅拌5min，

S2：将所述中间体填充到模具中，并通过与所述模具匹配的压头将所述中间体压制成型，具体的为震动压制成型；

S3：将模具移动到养护窑，养护窑的温度为45℃进行养护，养护龄期1d后脱模获得非烧结砖。

制成的非烧结砖密度为800kg/m³,3d强度14MPa，28d强度为32MPa。

在尾矿溶液中加入轻质骨料，由于轻质骨料具有一定程度的吸水率，能够吸收尾矿溶液中的一部分水，降低尾矿溶液中的流态。加入整合剂聚丙烯酰胺，能够将尾矿溶液的悬浮物质等中和，架桥吸附，使浆体形成凝胶状态，粘合浆体中的各组分。固化剂包括普硅水泥和硫铝酸盐水泥，能够和尾矿溶液中的水进行水化反应，硫铝酸盐水泥保证了早期的固化效果，普硅水泥提供了后期强度的保证，在固化剂中还包括石膏，通过无水硬石膏能够更好的保证浆体的凝结时间以及后期的强度发展。

采用增强剂锂盐，锂盐在固化剂反应过程中能和其水化生成的氢氧化钙反应生成具有更高碱度的氢氧化锂，促进了普硅水泥以及硫铝酸盐水泥的水化，同时氢氧化锂的强碱作用能够激发尾矿中的矿物质成分使其潜在的活性发挥出来，增加非烧结砖的强度。在水泥的水化过程中，水泥的表面会形成一层质地均匀的膜状物，聚丙烯酰胺具有的聚合作用形成空间网状结构，起到了架桥作用，降低了孔隙率，使得Ca(OH)₂晶体在未水化的颗粒和水化产物结构生长，增加了整个非烧结砖的强度。

通过在搅拌机中搅拌，搅拌成非流态，能够方便成型，通过模具和匹配的压头能够压制成型成不同形状和尺寸的非烧结砖，采用震动压制成型能够保证密实度，采用模具的方式制造效率高，养护周期短，生产效率高。

GB11968《蒸压加气混凝土砌块》标准中对砌块砖的强度标准为A1.0-A10.0，即最高的抗压强度为10MPa，密度为300kg/m³-800kg/m³。按照该发明制成的三个实施例的强度远高于标准中的强度，具有轻质高强的性能优势。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。