黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂及其制备方法
阅读说明：本技术 黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂及其制备方法 (Excitant for gold tailing overflowing mud baking-free brick and preparation method thereof ) 是由 王春青 张云燕 侯伟 伦雪 徐顺涛 刘康 伦志展 张金亿 于 2021-01-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于免烧砖助剂技术领域,具体的涉及一种黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂及其制备方法。所述的激发剂由以下重量份数的原料制成：减水剂0.02～0.2份、三乙醇胺0.5～2份、丙三醇0.1～1.5份、硫酸钠1～7份、硫酸钾1～5份、氯化镁1～3份、氢氧化钠0.2～0.8份、硅酸钠1～5份、松香酸钠0.1～0.5份和去离子水80～100份。本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂,将其加入到黄金尾渣溢流泥免烧砖体系中后,能够激发原料中的SiO-2和Al-2O-3成分,通过减少水泥的用量来降低免烧砖的生产成本,并提高免烧砖的强度及抗冻融性。(The invention belongs to the technical field of baking-free brick additives, and particularly relates to an excitant for gold tailing overflow mud baking-free bricks and a preparation method thereof. The excitant is prepared from the following raw materials in parts by weight: 0.02-0.2 part of water reducing agent, 0.5-2 parts of triethanolamine, 0.1-1.5 parts of glycerol, 1-7 parts of sodium sulfate, 1-5 parts of potassium sulfate, 1-3 parts of magnesium chloride, 0.2-0.8 part of sodium hydroxide, 1-5 parts of sodium silicate, 0.1-0.5 part of sodium abietate and 80-100 parts of deionized water. The excitant for the gold tailing overflow mud baking-free brick can excite SiO in raw materials after being added into a gold tailing overflow mud baking-free brick system 2 And Al 2 O 3 The components are used for reducing the production cost of the baking-free brick by reducing the consumption of cement and improving the strength and freeze-thaw resistance of the baking-free brick.)
技术领域
本发明属于免烧砖助剂技术领域，具体的涉及一种黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂及其制备方法。
背景技术
黄金尾渣溢流泥是黄金尾渣综合利用生产钾钠长石及建筑砂清洗时产生的细泥浆，经沉淀压滤排出的副产品，颗粒细度在负325目以下。目前，我国年产黄金约计400多吨，每年排除黄金尾渣预计20000万吨之多(按1吨矿石含金2克计算)。烟台地区年黄金产量约计55吨，产生尾渣约计2250万吨，井下充填按60％计算，还有650万吨要进行处理。目前，1吨黄金尾渣生产钾钠长石及建筑砂后，要排出溢流泥约计0.3吨，650万吨黄金尾渣一年将产生195万吨溢流泥。溢流泥外观接近土色，其化学成分如下：
名称
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
K<sub>2</sub>O
Na<sub>2</sub>O
CaO
MgO
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
TiO<sub>2</sub>
含量/％
68.11
17.71
4.70
2.64
1.19
0.25
1.33
0.16
由于其细度较细，失水后易结块，且含有的三氧化二铁烧成1200度后，颜色显深咖啡色，目前大宗利用还没有很好的出口。大量的溢流泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地的同时，也对环境造成了严重的污染。大量溢流泥的产生，制约了黄金企业的发展，并对当地居民的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以，如何对黄金尾渣溢流泥进行资源化、减量化、无害化利用，已成为当前摆在我们面前的一大难题。
目前，我国为保护土地资源及生态环境，对原来作为建筑墙体材料的粘土“红砖”正逐步禁止使用，取而代之的是各类免烧砖、免烧砌块等新型建筑材料。如果能够将溢流泥用于免烧砖的制备，一方面能够对溢流泥进行再利用，另一方面能够降低免烧砖的制备成本。但是，在溢流泥免烧砖的制备过程中，由于溢流泥的特性，所压制的免烧砖存在强度低的缺点，为提高其强度，大多采用增加水泥用量的方式，水泥用量的增加大大提高了溢流泥免烧砖的生产成本。
因此，有必要开发一种激发剂，用于黄金尾渣溢流泥免烧砖，以提高其强度及抗冻性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。该激发剂能够减少水泥的用量，同时提高免烧砖的强度，降低免烧砖的生产成本；本发明同时提供了其制备方法。
本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量份数的原料制成：减水剂0.02～0.2份、三乙醇胺0.5～2份、丙三醇0.1～1.5份、硫酸钠1～7份、硫酸钾1～5份、氯化镁1～3份、氢氧化钠0.2～0.8份、硅酸钠1～5份、松香酸钠0.1～0.5份和去离子水80～100份。
优选地，所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量份数的原料制成：减水剂0.1～0.2份、三乙醇胺1.2～1.5份、丙三醇0.5～1.5份、硫酸钠5～5.5份、硫酸钾3～3.5份、氯化镁1～2份、氢氧化钠0.2～0.3份、硅酸钠3～5份、松香酸钠0.2～0.4份和去离子水80～100份。
更优选地，所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量份数的原料制成：减水剂0.15份、三乙醇胺1.3份、丙三醇1份、硫酸钠5份、硫酸钾3份、氯化镁1.5份、氢氧化钠0.3份、硅酸钠4份、松香酸钠0.3份和去离子水90份。
其中：
所述的减水剂为聚羧酸盐系高效减水剂或者木质素磺酸盐减水剂中的一种；聚羧酸盐系高效减水剂为DH-4005型聚羧酸盐系高效减水剂；木质素磺酸盐减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
将本发明所述的免烧砖用激发剂加入到黄金尾渣溢流泥免烧砖体系中，能够激发原料中的SiO2和Al2O3成分，通过减少水泥的用量来降低免烧砖的生产成本，并提高砖的强度及抗冻融性，在黄金尾渣溢流泥免烧砖实际生产过程中，具有生产方便、强度高、耐久性较好、环保节能的优点。
本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将硅酸钠加入到80～90℃的去离子水中，搅拌溶解，得硅酸钠水溶液；
(2)将减水剂、三乙醇胺、丙三醇、硫酸钠、硫酸钾、氯化镁、氢氧化钠和松香酸钠加入到步骤(1)制备的硅酸钠水溶液中，搅拌溶解，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，将激发剂添加到黄金尾渣溢流泥免烧砖体系中；激发剂使用量为黄金尾渣溢流泥免烧砖原料质量的0.01％～0.05％。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，将其加入到黄金尾渣溢流泥免烧砖体系中后，能够激发原料中的SiO2和Al2O3成分，通过减少水泥的用量来降低免烧砖的生产成本，并提高免烧砖的强度及抗冻性。
(2)本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，科学合理，简单易行，适合工业化生产。
(3)本发明所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，将激发剂直接按照一定比例添加到黄金尾渣溢流泥免烧砖原料体系中，具有使用方便、成品砖强度高、抗冻性强、耐久性较好、环保节能的优点，实现了黄金尾渣溢流泥的综合利用，减少了黄金尾渣溢流泥对环境的污染。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量的原料制成：减水剂0.1kg、三乙醇胺1.2kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.5kg、氯化镁1kg、氢氧化钠0.25kg、硅酸钠4kg、松香酸钠0.2Kg和去离子水90kg。
其中，所述的减水剂为DH-4005型聚羧酸盐系高效减水剂。
本实施例1所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)称取4kg硅酸钠加入到90kg 85℃的去离子水中充分搅拌溶解制成硅酸钠溶液；
(2)称取DH-4005型聚羧酸盐系高效减水剂0.1kg、三乙醇胺1.2kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.5kg、氯化镁1kg、氢氧化钠0.25kg和松香酸钠0.2Kg，加入到上述硅酸钠溶液中充分搅拌溶解，即制得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
本实施例1所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg；称取425#水泥13kg，激发剂0.02kg混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖成品。
实施例2
本实施例2所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量的原料制成：减水剂0.1kg、三乙醇胺1.2kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.5kg、氯化镁1kg、氢氧化钠0.25kg、硅酸钠4kg、松香酸钠0.2Kg和去离子水90kg。
其中，所述的减水剂为DH-4005型聚羧酸盐系高效减水剂。
本实施例2所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)称取4kg硅酸钠加入到90kg 85℃的去离子水中充分搅拌溶解制成硅酸钠溶液；
(2)称取DH-4005型聚羧酸盐系高效减水剂0.1kg、三乙醇胺1.2kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.5kg、氯化镁1kg、氢氧化钠0.25kg和松香酸钠0.2Kg，加入到上述硅酸钠溶液中充分搅拌溶解，即制得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
本实施例2所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg；称取425#水泥13kg，激发剂0.04kg混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖成品。
实施例3
本实施例3所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量的原料制成：减水剂0.15kg、三乙醇胺1.3kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.0kg、氯化镁1.5kg、氢氧化钠0.3kg、硅酸钠4kg、松香酸钠0.3Kg和去离子水90kg。
其中，所述的减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
本实施例3所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)称取4kg硅酸钠加入到90kg 85℃的去离子水中充分搅拌溶解制成硅酸钠溶液；
(2)称取木质素磺酸钠减水剂0.15kg、三乙醇胺1.3kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.0kg、氯化镁1.5kg、氢氧化钠0.3kg和松香酸钠0.3Kg，加入到上述硅酸钠溶液中充分搅拌溶解，即制得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
本实施例3所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg；称取425#水泥13kg，激发剂0.02kg混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖成品。
实施例4
本实施例4所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量的原料制成：减水剂0.15kg、三乙醇胺1.3kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.0kg、氯化镁1.5kg、氢氧化钠0.3kg、硅酸钠4kg、松香酸钠0.3Kg和去离子水90kg。
其中，所述的减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
本实施例4所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)称取4kg硅酸钠加入到90kg 85℃的去离子水中充分搅拌溶解制成硅酸钠溶液；
(2)称取木质素磺酸钠减水剂0.15kg、三乙醇胺1.3kg、丙三醇1kg、硫酸钠5kg、硫酸钾3.0kg、氯化镁1.5kg、氢氧化钠0.3kg和松香酸钠0.3Kg，加入到上述硅酸钠溶液中充分搅拌溶解，即制得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
其中，所述的减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
本实施例4所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg；称取425#水泥13kg，激发剂0.04kg混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖成品。
实施例5
本实施例5所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量的原料制成：减水剂0.2kg、三乙醇胺1.5kg、丙三醇1.5kg、硫酸钠7kg、硫酸钾1kg、氯化镁3kg、氢氧化钠0.8kg、硅酸钠5kg、松香酸钠0.5Kg和去离子水100kg。
其中，所述的减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
本实施例5所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)称取5kg硅酸钠加入到100kg 90℃的去离子水中充分搅拌溶解制成硅酸钠溶液；
(2)称取木质素磺酸钠减水剂0.2kg、三乙醇胺1.5kg、丙三醇1.5kg、硫酸钠7kg、硫酸钾1kg、氯化镁3kg、氢氧化钠0.8kg和松香酸钠0.5Kg，加入到上述硅酸钠溶液中充分搅拌溶解，即制得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
本实施例5所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg；称取425#水泥13kg，激发剂0.05kg混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖成品。
对比例1
本对比例1所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂，由以下重量的原料制成：减水剂0.2kg、三乙醇胺1.5kg、丙三醇1.5kg、硫酸钠7kg、硫酸钾1kg、氯化镁3kg、氢氧化钠0.8kg、硅酸钠5kg和去离子水100kg。
其中，所述的减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
本对比例1所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)称取5kg硅酸钠加入到100kg 90℃的去离子水中充分搅拌溶解制成硅酸钠溶液；
(2)称取木质素磺酸钠减水剂0.2kg、三乙醇胺1.5kg、丙三醇1.5kg、硫酸钠7kg、硫酸钾1kg、氯化镁3kg和氢氧化钠0.8kg，加入到上述硅酸钠溶液中充分搅拌溶解，即制得黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂。
本对比例1所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖用激发剂的应用，称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg；称取425#水泥13kg，激发剂0.05kg混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得黄金尾渣溢流泥免烧砖成品。
对比例2
本对比例2所述的黄金尾渣溢流泥免烧砖：称取黄金尾渣溢流泥50kg、垃圾焚烧渣37kg、称取425#水泥13kg，混合后进行碾压式搅拌20min，并在搅拌过程中加水调节混合物湿度，得到原料混合物；将搅拌后的原料混合物缓慢倒入模具中，轻微抖动使其平整在冲压制砖机中，以8MPa压力压制200秒成型；将砖坯自然养护15天，干燥后，即得成品。
对实施例1-5和对比例1-2制得的成品的抗压强度及抗冻性情况进行测试，参照免烧砖测试国家标准(GB/T 2542免烧砖测试标准)；具体数据如表1所示。
表1实施例1-5和对比例1-2制得的成品的抗压强度及抗冻融情况
序号
抗压强度(MPa)
抗冻性测试(-30℃)
实施例1
26.1
循环30次外观良好完整
实施例2
26.8
循环30次外观良好完整
实施例3
27.3
循环30次外观良好完整
实施例4
27.7
循环30次外观良好完整
实施例5
27.2
循环30次外观良好完整
对比例1
21.7
循环7次质量损失超5％
对比例2
15.2
循环4次质量损失超5％
由表1可以看出，在黄金尾渣溢流泥砖制备体系中加入本发明制备的激发剂，可大大提高成品砖的抗压强度，但当激发剂用量大于0.04％时，抗压强度效果不明显，抗冻融性影响不大；当激发剂配方中去掉松香酸钠时，强度有所下降，且抗冻性会明显降低。本激发剂具有使用方便、成品砖强度高、环保节能的优点，实现了黄金尾渣溢流泥的综合利用，减少了黄金尾渣溢流泥对环境的污染。
附激发剂使用前后成本对比表：
在不加激发剂要想达到加入激发剂的强度效果，水泥加入量明显增大，且制作成本每平方免烧砖要增加。加激发剂的制作成本是17.45元/m2，不加激发剂的制作成本是22.22元/m2，每平方成本相差4.77元/m2。
不添加激发剂的黄金尾渣溢流泥免烧砖的成本如下：
添加激发剂的黄金尾渣溢流泥免烧砖的成本如下：