一种利用锰矿渣制备高强轻质建筑材料的方法技术

本发明专利技术公开一种利用锰矿渣制备高强轻质建筑材料的方法。该方法包括以下步骤：将锰矿渣、废玻璃、发泡剂分别先研磨成80~150目、80~150目、180~220目得到锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂；将锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂，三者按照重量比例40~70％：20~50％：5~16％置于带有磨球的搅拌器中高速搅拌均匀得到混合粉料；将混合粉料放置在成型容器内，间歇升温至950~1150℃的温度烧结20~30min，自然冷却得到高强轻质建筑材料。本发明专利技术使用废矿渣、废玻璃为原料，降低环境污染，变废为宝，制备的轻质墙体材料具有质轻、多孔、防火、隔热、隔音、无毒、无菌、无味等特性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开。该方法包括以下步骤：将锰矿渣、废玻璃、发泡剂分别先研磨成80~150目、80~150目、180~220目得到锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂；将锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂，三者按照重量比例40~70％：20~50％：5~16％置于带有磨球的搅拌器中高速搅拌均匀得到混合粉料；将混合粉料放置在成型容器内，间歇升温至950~1150℃的温度烧结20~30min，自然冷却得到高强轻质建筑材料。本专利技术使用废矿渣、废玻璃为原料，降低环境污染，变废为宝，制备的轻质墙体材料具有质轻、多孔、防火、隔热、隔音、无毒、无菌、无味等特性。【专利说明】
本专利技术属于建筑材料领域，涉及。
技术介绍
我国已成为世界最大的电解锰生产国、消费国和出口国。2011年我国电解锰产量 148万吨，由于大多用的贫锰矿，渣量在1200 - 1480万吨。一些地区将它用作砖或生产水 泥，但用量很小，大多作为废弃物被白白扔掉。由于简单将其堆放，其堆放占用大量土地资 源，增加企业处置费用。同时，电解锰渣含有一定量的有害元素，任其排放给周边环境带来 了严重的污染。因此，让锰矿渣得到合理、有效的利用这一技术难题愈加凸显。目前，我国 每年产生的废玻璃有1040万吨。废玻璃类物质，其化学性质稳定，不腐烂、不燃烧、不能降 解，废玻璃若不加处理而随其他垃圾一起随意排放，不仅浪费了自然资源，而且对环境造成 危害。 现代建筑要求材料不仅具有高强、防震、保温等功能，而且具有重量轻、防火、隔 音、节能等性能。将废锰矿渣和废石英等固体废弃进行高附加值利用生产建材的新产品， 具有强度大、耐用性、安全性、隔热和隔音性高及使用寿命长并能有效减轻建筑物自重的特 点，不仅可以使目前日益增加的固体废弃物得以利用，从而相应减轻环境负荷，而且能有效 地满足建设高效节能、减排、环保、和谐居住环境的要求，也是我国经济可持续发展的迫切 需求。 目前已有相关人员利用钢渣等工业废渣为原料生产免烧砖、加气混凝土砌 块，如：一种矿渣免烧砖的制备方法（CN201310150458. 0)、锰矿渣加气混凝土砌块 (CN201310174074. 0)和一种矿渣蒸养砖的制备方法（CN201310149020. 0)等，但是产品效果 并不是很理想，或多或少都存在着抗压强度、吸水率高、耐久性差、易老化、重量大等问题。 同时，国内外不少厂家利用回收的碎玻璃料来生产玻璃微珠、玻璃马赛克、彩色玻璃球、玻 璃棉、玻璃砖、人造玻璃大理石、泡沫玻璃等。同时，国内有一些科研单位、厂家等研发和生 产具有保温和防火的建筑材料，也有一些单位研发和生产具有轻质、保温和防火的建筑材 料。但目前，还没有利用锰矿渣和废石英共同来制造生产满足高强、轻质、保温、防火、隔音、 节能等性能的现代建筑材料要求的产品专利。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决锰矿渣废弃物和废玻璃环保资源化利用问题，提供一种能克 服目前建筑材料缺陷，具有较好的耐用性、安全性，具有一定强度、隔热和隔音并减轻建筑 物自重墙体材料的低成本生产及制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方 案： ，该方法包括以下步骤： 1)研磨：将锰矿渣、废玻璃、发泡剂分别先研磨成8(Γ150目、8(Γ150目、18(Γ220目得 到锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂； 2) 预反应：取步骤1)研磨得到的锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂，三者按照重量比 例4(Γ70% :2(Γ50% :5~16%置于带有磨球的搅拌器中高速搅拌均匀得到混合粉料； 3) 烧结：将步骤2)得到混合粉料放置在成型容器内，间歇升温至95(T1150°C的温度烧 结2(T30min，自然冷却得到高强轻质建筑材料。成型容器的成型尺寸根据建筑板材需要而 定。 作为本专利技术的进一步改进，所述的发泡剂其有效成分为碳酸钙、炭黑、碳酸钠中 的任一种及其他们的组合物；所述的废玻璃为废弃的玻璃边角料或是洗净后的废弃玻璃 碎片。本专利技术所用到的锰矿渣来自与电解锰等制备中产生的矿渣。所用的碳酸钙为含有 ΚΓ20%的轻质碳酸钙；炭黑颗粒细，网状链堆积紧密，比表面积大，单位质量颗粒多，有利 于在聚合物中形成链式导电结构，作为发泡剂的有效成分，少量的添加炭黑不仅可加速建 筑材料发泡效率和改善材料内部分子结构，还可以调节本专利技术产品导热率< 〇. 〇8W/m · k。 为得到更优质建筑材料，废弃的玻璃需要进行分选，再清洗干净后干燥，才进行研磨粉碎。 作为本专利技术的进一步改进，所述磨球为二氧化锆球、不锈钢球、氧化铝陶瓷球中的 任一种或是他们的组合物，磨球的直径为〇. 5~3mm。磨球的作用是促进发泡剂、锰矿渣粉剂、 玻璃粉剂的接触活化，解决固相反应中固体与固体接触面有限，物料之间的混合与接触不 充分，物料间的能量交换受到限制等问题，在高温作用下固相材料进行烧结时，发泡形成孔 径可控的封闭孔，且孔径内外分布均匀，发泡完全，材料均一性好，从而提高产品的抗压强 度和产品密度得到有效控制，从而得到高强轻质建筑材料。 作为本专利技术的进一步改进，所述高速搅拌其转速为200(T5000rpm。 作为本专利技术的进一步改进，所述间歇升温为每分钟升温2(T40°C。 本专利技术制备得到的高强轻质建筑材料抗压强度> 15Mpa，导热率< 0. 08W/m *k，吸 水率为8 %?25 %，视孔隙率10 %?30 %，体密度为0. 5?0. 9g/cm3。 toon] 为使本专利技术公开充分，本专利技术制备得到废玻璃发泡生产的高强轻质建筑材料，经 过自然冷却后得到的材料制品可做进一步切割，及进行表面机械磨制得到优质成品，可用 于做墙体表面装修材料。 本专利技术的优点： 1.本专利技术采用锰矿渣、废玻璃和发泡材料为原料，在高温作用下发泡形成孔径可控的 封闭孔，且孔径内外分布均匀，可制备成轻质墙体材料，生产工艺简单，生产的轻质墙体材 料抗压强度彡15Mpa，导热率彡0. 08W/m · k，吸水率为8 %?25 %，视孔隙率10 %?30 %。 2.本专利技术生产的轻质保温墙体材料与加气混凝土砌块相比密度更低，体密度为 0. 5~0. 9g/cm3,隔音、保温和抗震性能远远高于加气混凝土砌块； 3.本专利技术使用锰矿渣和废玻璃为原料，生产成本低，降低环境污染，变废为宝，不仅制 备的轻质墙体材料具有质轻、多孔、防火、隔热、隔音、无毒、无菌、无味等特性，经济环保，而 且本产品的边角废料和使用后废弃物可再循环使用。 【专利附图】【附图说明】 图1.本专利技术制备方法过程流程图。 【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本专利技术进一步说明，但是本专利技术的保护范围不局限于这 些实施例。以下实施例中用到的废玻璃为分选、清洗、干燥后的废弃玻璃边角料、废弃玻璃 碎片，锰矿渣为广西某大型锰电解制造企业生产中产生的废渣。 实施例1 : (1)研磨：将废玻璃、锰矿渣研磨成8(Γ90目之间的粉体，发泡剂(碳酸钙、炭黑、碳酸 钠）研磨成20(Γ220目之间的粉体。碳酸钙含有20%的轻质碳酸钙的碳酸钙。 (2)预反应：以废玻璃粉体40wt%、猛矿渔46 wt%、碳酸|丐2· Owt%、炭黑2. 0 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用锰矿渣制备高强轻质建筑材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）研磨：将锰矿渣、废玻璃、发泡剂分别先研磨成80~150目、80~150目、180~220目得到锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂；2）预反应：取步骤1）研磨得到的锰矿渣粉剂、废玻璃粉剂、发泡粉剂，三者按照重量比例40~70％：20~50％：5~16％置于带有磨球的搅拌器中高速搅拌均匀得到混合粉料；3）烧结：将步骤2）得到混合粉料放置在成型容器内，间歇升温至950~1150℃的温度烧结20~30min，自然冷却得到高强轻质建筑材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄志民，黄日波，刘晓刚，易伟，吴学众，
申请(专利权)人：广西科学院，广西鹿寨凯浩鹿宝新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45