本发明专利技术公开了一种利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法。将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣在鼓风干燥箱中105～110℃烘干至含水率低于1.0％，再使用钢球磨粉磨铬矿渣至全部通过150um标准筛；将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣、复合膨胀剂、复合分散剂混合后粉磨，粉磨时间2～10h，出磨坯料全部通过250目标准筛得到坯料；将坯料粉末以自然堆积的方式装入由耐火板拼装成的模具中，坯料与耐火板之间以陶瓷纤维纸隔绝；放入窑炉升温至1080℃～1200℃烧成，升温速率3～8℃/min，保温时间0.5～2h；在窑中冷却，冷却速率0.5～4℃/min，冷却时间6h～15h，得到轻质保温墙体材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废弃物资源化利用领域，具体涉及一种利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法。
技术介绍
铜尾矿和金尾矿为提纯金属产生的固体废弃物，主要含有SiO2、Al2O3、碱金属和碱土金属氧化物，同时伴随有大量重金属元素和硫化物等有害物质，颗粒粒径小，堆密度高。铬矿渣为冶炼金属铬中排放的废弃物，主要成分为SiO2、Al2O3、Cr2O3、MgO，且含有少量剧毒元素Cr6+。这些固体废弃物的露天堆存不仅占用大量土地，其重金属元素的溶出也会造成土壤和地下水的污染，随风混入大气中的颗粒易带来“雾霾”等大气污染问题。然而我国目前对固体废弃物的资源化利用率较低，无公害高附加值的资源化利用更是严重不足。随着我国对建筑节能工作的深化，对建筑防火要求的提升，无机防火保温墙体材料需求量显著增加。相较于传统有机保温材料易燃不耐老化的缺点，常用的无机保温材料——加气混凝土砌块，也由于较高的导热系数、较大的吸水率、以及较低的抗冻性，限制了其在墙体材料中的应用。在专利技术专利CN103011888A《一种利用固体废弃物制备泡沫陶瓷及其方法》公开了一种利用煤矸石、磷尾矿、长石、黄砂制备泡沫陶瓷的方法，该方法在利用煤矸石、磷尾矿为主要原料以外，还需添加18～32％的长石以及12～20％的黄砂，其固体废弃物利用率无法达到99％及以上，且需湿法粉磨和重新烘干制粉，再压制成型，制备工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种完全使用固体废弃物(主要是铜尾矿、金尾矿及铬矿渣)制备性能优良、成本低廉的轻质保温防火墙体材料的方法，以解决当前无机防火保温材料成本较高、性能较差的现状，并缓解多种固废堆存带来的环境污染现状。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法，包括以下步骤：1)原料预处理：将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣在鼓风干燥箱中105～110℃烘干至含水率低于1.0％，再使用钢球磨粉磨铬矿渣至全部通过150um标准筛；2)坯料制备：将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣、复合膨胀剂、复合分散剂混合后粉磨，粉磨时间2～10h，出磨坯料全部通过250目标准筛得到坯料；3)装模成型：将坯料粉末平整铺堆在由耐火板拼装成的模具中，坯料与耐火板之间以陶瓷纤维纸隔绝；4)烧成冷却：置于窑中并升温至1080℃～1200℃烧成，升温速率3～8℃/min，保温时间0.5～2h；在窑中控制冷却，冷却速率0.5～8℃/min，冷却时间6h～15h，得到轻质保温墙体材料。按上述方案，制备干基所用原料按质量百分数计如下：铜尾矿45％～80％、金尾矿2％～20％、铬矿渣10％～35％；复合膨胀剂的添加量占干基质量的0.2％～2.0％、复合分散剂的添加量占干基质量的0.1％～0.5％。按上述方案，所述复合膨胀剂为SiC、BaCO3的混合。按上述方案，所述复合膨胀剂为SiC、BaCO3质量比2:1的混合，其颗粒全部通过800目标准筛。按上述方案，所述复合分散剂三乙醇胺、丙三醇的混合。按上述方案，所述复合分散剂三乙醇胺、丙三醇按质量比2:1的混合。按上述方案，所述铜尾矿包含55～70wt％SiO2、10～20wt％Al2O3、2～7wt％Fe2O3、2～6wt％CaO、2～5wt％K2O、2～5wt％Na2O、1～3wt％MgO。按上述方案，所述铬矿渣包含：18～30wt％SiO2、10～30wt％Al2O3、2～6wt％Fe2O3、2～15wt％CaO、0～1wt％Na2O、3～10wt％Cr2O3、25～38wt％MgO。按上述方案，所述金尾矿包含：40～60wt％SiO2、6～18wt％Al2O3、4～8wt％Fe2O3、1～5wt％CaO、1～5wt％Na2O、1～4wt％K2O、1～5wt％MgO及8～15wt％SO3。本专利技术复合膨胀剂中SiC、BaCO3与金尾矿中包含的高温发泡组分Fe2O3、CaSO4形成复合发泡效果。本专利技术专利提出使用掺量≥99％的铜尾矿、金尾矿及铬矿渣为主要原料制备轻质保温墙体材料，充分利用了铜尾矿、金尾矿颗粒较细的特点，且铜尾矿、金尾矿中较多的碱金属与碱土金属氧化物，熔点较低，可作为主要的助溶剂。铬矿渣中较多的镁、铬化合物，可作为发泡过程中的稳泡剂。这些固体废弃物的特性互补，使得在不掺其它矿物原料的条件下，制备出的多孔保温陶瓷材料具成本低、体积密度小、强度高、吸水率小的特点。且生产过程中不产生废弃物，是实现了建材真正的绿色化生产。本专利技术提出使用SiC、BaCO3作为复合膨胀剂，充分利用了SiC的高温氧化和BaCO3的高温分解生成CO2的特性，且复配使用SiC与BaCO3，极大的拓宽了气孔生成的温度范围，使制备的轻质保温墙体材料体积密度低、吸水率小、气孔分布均匀，并有效提升保温性能。配合烧成温度的设计，产品孔径1.2～0.3mm，体积密度150～400kg/m3之间，导热系数：0.05～0.12w/(m·k)，抗压强度0.8～9MPa，体积吸水率<1.5％，主要用于外墙保温和室内隔音以及屋面防水。本专利技术相对于现有技术，有益效果如下：1)本专利技术所使用的原料为工业固体废弃物，综合掺量99％以上，且除铬矿渣外均为粒度较小的废弃物，不仅实现了废弃物资源化利用，有利于环境保护，而且降低粉磨电耗，其粉磨均匀性较好，适用于进行干法混料，降低产品成本。2)本专利技术所制备的产品经过高温烧结，有利于铜尾矿、金尾矿中的重金属离子的固化，同时有助于铬矿渣中剧毒的六价铬元素转化为三价铬元素，消除铬渣毒性，实现了多种固体废弃物的无害化利用。3)本专利技术制备的轻质保温墙体材料，具有较高的气孔率(80％～95％)和较小的孔径尺寸(0.3～1.2mm)，且闭气孔率率较高、体积吸水率低(0.5％～2％)，体积密度在150～400kg/m3范围内连续可控，强度较高(体积密度300kg/m3，强度>5MPa)，导热系数较低(体积密度250kg/m3，导热系数<0.09w/(m·k))。有效弥补了泡沫混凝土在无机防火保温材料中的不足，同时提供了一种与建筑同寿命的耐火隔音墙体保温材料。4)本专利技术制备的轻质保温墙体材料，可以自由设计不同体积密度，不仅可以用于外墙保温板，节省保温层施工成本和施工时间，有效缩短施工周期，同时可以制作室内隔墙吸音板，隔音效果显著。附图说明图1：实施例1所得产品显微形貌图。具体实施方式下面结合实例和配图进行进一步详细说明，但本专利技术不局限于以下实施例。实例中制备的轻质泡沫陶瓷性能测试方法参照如下标准：实施例中所制备轻质陶瓷的性能测试方法如下：体积密度和吸水率测试方法参照《多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法》(GB/T1966-1996)；抗压强度的测试方法参照《无机硬质绝热制品试验方法》(GB/T5486-2008)；热导率的测试方法参照《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定—防护热板法》(GB/T10294-2008)。所用铜尾矿包含55～70wt％SiO2、10～20wt％Al2O3、2～7wt％Fe2O3、2～6wt％CaO、2～5wt％K2O、2～5wt％Na2O、1～3wt％MgO。所用铬矿渣包含：18～30wt％SiO2、10～30wt％Al2O3、2～6wt％Fe2O3、2～15wt％CaO本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法，其特征在于包括以下步骤：1)原料预处理：将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣在鼓风干燥箱中105～110℃烘干至含水率低于1.0％，再使用钢球磨粉磨铬矿渣至全部通过150um标准筛；2)坯料制备：将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣、复合膨胀剂、复合分散剂混合后粉磨，粉磨时间2～10h，出磨坯料全部通过250目标准筛得到坯料；3)装模成型：将坯料粉末平整铺堆在由耐火板拼装成的模具中，坯料与耐火板之间以陶瓷纤维纸隔绝；4)烧成冷却：放入窑炉升温至1080℃～1200℃烧成，升温速率3～8℃/min，保温时间0.5～2h；在窑中冷却，冷却速率0.5～8℃/min，冷却时间6h～15h，得到轻质保温墙体材料。
【技术特征摘要】
1.一种利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法，其特征在于包括以下步骤：1)原料预处理：将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣在鼓风干燥箱中105～110℃烘干至含水率低于1.0％，再使用钢球磨粉磨铬矿渣至全部通过150um标准筛；2)坯料制备：将铜尾矿、金尾矿、铬矿渣、复合膨胀剂、复合分散剂混合后粉磨，粉磨时间2～10h，出磨坯料全部通过250目标准筛得到坯料；3)装模成型：将坯料粉末平整铺堆在由耐火板拼装成的模具中，坯料与耐火板之间以陶瓷纤维纸隔绝；4)烧成冷却：放入窑炉升温至1080℃～1200℃烧成，升温速率3～8℃/min，保温时间0.5～2h；在窑中冷却，冷却速率0.5～8℃/min，冷却时间6h～15h，得到轻质保温墙体材料。2.如权利要求1所述利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法，其特征在于制备干基所用原料按质量百分数计如下：铜尾矿45％～80％、金尾矿2％～20％、铬矿渣10％～35％；复合膨胀剂的添加量占干基质量的0.2％～2.0％、复合分散剂的添加量占干基质量的0.1％～0.5％。3.如权利要求1所述利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法，其特征在于所述复合膨胀剂为SiC、BaCO3的混合。4.如权利要求1所述利用固体废弃物制备轻质保温墙体材料的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：周明凯，葛雪祥，王怀德，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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