一种利用高炉布袋除尘灰制备高强保温免烧砖及其制备方法
阅读说明：本技术 一种利用高炉布袋除尘灰制备高强保温免烧砖及其制备方法 (High-strength heat-preservation baking-free brick prepared from blast furnace cloth bag fly ash and preparation method thereof ) 是由 王宝祥 沈毅 李锋锋 于 2020-12-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用高炉布袋除尘灰制备高强保温免烧砖及其制备方法。本发明的免烧砖是利用高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维、减水剂、环氧树脂、环氧树脂催化剂、促进剂制备而成。本发明通过调整上述组成的配比,使得所制备的免烧砖具有较高的抗压强度以及保温性能。本发明的免烧砖充分利用了高炉布袋除尘灰,实现了资源的合理利用,具有较高的经济价值。(The invention discloses a high-strength heat-preservation baking-free brick prepared from blast furnace cloth bag fly ash and a preparation method thereof. The baking-free brick is prepared from blast furnace cloth bag fly ash, blast furnace slag, kaolin, lime, steel fiber, a water reducing agent, epoxy resin, an epoxy resin catalyst and an accelerant. By adjusting the proportion of the components, the prepared baking-free brick has higher compressive strength and heat insulation performance. The baking-free brick of the invention makes full use of the blast furnace cloth bag dedusting ash, realizes the reasonable utilization of resources and has higher economic value.)
技术领域
本发明涉及铸铁机用涂覆料加工技术领域，特别是涉及一种利用高炉布袋除尘灰制备高强保温免烧砖及其制备方法。
背景技术
高炉布袋除尘灰既是一种环境污染物，又是一种潜在的资源和能源。早期对除尘灰等较难处理的冶金固体废弃物进行处理的手段一般只能是堆放或者填埋。由于环境问题的日益突出，钢铁行业不断开发和研究、完善对包括除尘灰在内的各类冶金固体废弃物进行无害、减害化处理的方案。主要研究的方向是将这些废弃物重新调质利用或是直接返回到钢铁生产中循环使用。
因此开发高炉布袋除尘灰的新用途也是行业不断探索和改革的方向。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是提供了一种利用高炉布袋除尘灰制备高强保温免烧砖及其制备方法。该免烧砖具有较高的抗压强度，同时保温效果优良，其实现了高炉布袋除尘灰的资源再利用。
本发明的高强保温免烧砖包括以下重量份的原料：
优选地，所述高炉布袋除尘灰中各组成的质量百分数如下：
TFe 20-30％，Zn 5-7％，SiO2 1.0-3.0％，CaO 2-5％，Al2O3 0.5-3％，其余为C和不可避免的杂质。
优选地，所述钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为600MPa～700MPa。
优选地，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
优选地，所述环氧树脂型号为EP-12、EP-13、EP-16和EP-20中的一种。
优选地，所述环氧树脂催化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺中的一种。
优选地，所述促进剂为三乙醇胺、甲酸钙、尿素中的一种。
本申请的另一目的是提供了所述利用高炉布袋除尘灰制备高强保温免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和减水剂、促进剂按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为50-80℃下养护3-5天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用溶剂充分溶解后与陶粒砂、环氧树脂催化剂在温度为70-120℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护，得到成品砖。
优选地，步骤(3)中所采用的溶剂为乙醇。
优选地，步骤(4)中养护时间为2-5天。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本申请的免烧砖采用大量的高炉布袋除尘灰作为原料加工而成，通过调整免烧砖中其他原料组成，使得所制备的免烧砖具有较高的抗压强度以及保温性能，进一步提高了高炉布袋除尘灰的经济价值，实现了变废为宝。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。以下实施例中所采用的布袋除尘灰中主要原料组成如表1所示：
表1除尘灰主要成分
名称
TFe
C
Zn
Pb
Cao
SiO<sub>2</sub>
MgO
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
成分含量wt％
25.7
35.1
5.9
0.2
3.5
1.8
4.5
2.2
实施例1
一种高强保温免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰200份，粉煤灰100份，高炉矿渣50份，高岭土100份，石灰15份，钢纤维5份，聚羧酸类减水剂8份，EP-12环氧树脂20份，二乙氨基丙胺3份，尿素0.5份。
其中，钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为650MPa。
该高强保温免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和聚羧酸类减水剂、尿素按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为60℃下养护5天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用乙醇充分溶解后与陶粒砂、二乙氨基丙胺在温度为100℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
实施例2
一种高强保温免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰150份，粉煤灰150份，高炉矿渣30份，高岭土80份，石灰10份，钢纤维3份，聚羧酸类减水剂5份，EP-13环氧树脂10份，乙二胺2份，甲酸钙0.8份。
其中，钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为600MPa。
该高强保温免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和聚羧酸类减水剂、甲酸钙按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为80℃下养护3天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用乙醇充分溶解后与陶粒砂、乙二胺在温度为120℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
实施例3
一种高强保温免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰100份，粉煤灰50份，高炉矿渣40份，高岭土100份，石灰20份，钢纤维4份，聚羧酸类减水剂6份，EP-16环氧树脂25份，二乙烯三胺2份，尿素0.1份。
其中，钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为600MPa。
该高强保温免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和聚羧酸类减水剂、尿素按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为70℃下养护5天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用乙醇充分溶解后与陶粒砂、二乙烯三胺在温度为70℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
实施例4
一种高强保温免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰300份，粉煤灰100份，高炉矿渣30份，高岭土90份，石灰15份，钢纤维3份，聚羧酸类减水剂9份，EP-20环氧树脂12份，己二胺1.5份，甲酸钙0.8份。
其中，钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为600MPa。
该高强保温免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和聚羧酸类减水剂、甲酸钙按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为60℃下养护5天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用乙醇充分溶解后与陶粒砂、己二胺在温度为100℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
实施例5
一种高强保温免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰300份，粉煤灰150份，高炉矿渣50份，高岭土50份，石灰20份，钢纤维3份，聚羧酸类减水剂10份，EP-20环氧树脂10份，三乙烯四胺1份，三乙醇胺1份。
其中，钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为700MPa。
该高强保温免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和聚羧酸类减水剂、三乙醇胺按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为50℃下养护5天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用乙醇充分溶解后与陶粒砂、三乙烯四胺在温度为120℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
对比例1
一种免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰200份，粉煤灰100份，高炉矿渣50份，高岭土100份，石灰15份，钢纤维5份，聚羧酸类减水剂8份。
其中，钢纤维为波纹型钢纤维，长径比为25，抗拉强度为650MPa。
该免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、粉煤灰、高炉矿渣、高岭土、石灰、钢纤维和聚羧酸类减水剂按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为60℃下养护5天，得到陶粒砂；
(3)将陶粒砂在温度为100℃下对辊挤压，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
对比例2
一种免烧砖，它由以下重量份的原料构成：
高炉布袋除尘灰200份，高炉矿渣50份，石灰15份，聚羧酸类减水剂8份，EP-12环氧树脂20份，二乙氨基丙胺3份，尿素0.5份。
该免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高炉布袋除尘灰、高炉矿渣、石灰和聚羧酸类减水剂、尿素按比例混合后进行造粒，得到料球；
(2)将所述料球在温度为60℃下养护5天，得到陶粒砂；
(3)称取环氧树脂并用乙醇充分溶解后与陶粒砂、二乙氨基丙胺在温度为100℃下对辊挤压混合，得到混合料；
(4)将混合料利用制砖机进行制砖，得到砖坯；
(5)将砖坯送入养护窑进行养护5天，得到成品砖。
对实施例1-5以及对比例1-2所制备的免烧砖进行性能检测，检测结果如表2所示。
表2
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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