矿渣煤矸石的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种矿渣煤矸石的处理方法。方法用于制作装饰板，装饰板由装饰面层和中料层压合而成,装饰面层的外表面喷涂装饰面层物料，中料层由流浆成型的中料层物料制成。装饰面层物料由下述重量份计的组份制成：矿渣100份、煤矸石0‑50份、碱性激发剂1‑25份、水20‑50份、纸浆纤维5‑28份、颜料1‑30份和聚丙烯纤维0.5‑1份；中料层物料由下述重量份的组份制成：矿渣100份、煤矸石0‑70份、碱性激发剂1‑22份、水10‑40份、纸浆纤维5‑42份和聚丙烯纤维0.5‑2份。本发明专利技术提供的技术方案，充分利用了矿渣‑煤矸石的潜在水硬性，在较高的水化速度中生成达到外墙装饰板各项性能指标的高强度产品，并保证了板材的成坯质量，实现了废物利用，减轻了环境污染和资源浪费。

Treatment of Slag and Coal Gangue

The invention provides a treatment method of slag coal gangue. The method is used to make decorative board. The decorative board is composed of decorative surface layer and middle material layer. The outer surface of decorative surface layer is sprayed with decorative surface layer material, and the middle material layer is made of middle material layer material formed by slurry flow. Decorative surface materials are made of the following components: 100 parts of slag, 0 50 parts of coal gangue, 1 25 parts of alkaline activator, 20 50 parts of water, 5 28 parts of pulp fiber, 1 30 parts of pigments and 0.5 1 part of polypropylene fiber; medium material is made of the following components: 100 parts of slag, 0 70 parts of coal gangue, 1 22 parts of alkaline activator, 10 40 parts of water, 5 parts of pulp fiber. 42 copies and 0.5 copies of polypropylene fiber. The technical scheme provided by the invention makes full use of the potential hydraulicity of slag and coal gangue, generates high-strength products with high hydration speed that meet the performance indexes of exterior decorative panel, ensures the quality of slab, realizes waste utilization, and reduces environmental pollution and resource waste.

【技术实现步骤摘要】
矿渣煤矸石的处理方法
本专利技术涉及一种矿渣-煤矸石的处理方法，具体讲涉及一种矿渣-煤矸石制作外墙装饰板的方法。
技术介绍
矿石经过选矿或冶炼后的残余物称为矿渣。工业生产中，矿渣发挥着着重要的作用，尤其是一些重大型工厂。利用矿渣制成提炼加工为矿渣水泥、矿渣微粉、矿渣粉、矿渣硅酸盐水泥、矿渣棉、高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、铜矿渣、矿渣立磨。节约了能耗。另外，也由于大量的开矿，不仅仅导致地下缺空，容易导致地震，并且矿渣对于空气有一定的污染，多年于矿井工作人员也容易由矿渣引起呼吸道疾病。矿业固体废物系指在采矿和洗、选矿石过程中产生的废石和尾矿。其大量堆存必然造成对空气、土壤、水系的污染和危害。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，污染大气，煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎，另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘，在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。另外，近几年研发的新型建筑外墙装饰材料常用的有建筑涂料、外墙砖、玻璃幕墙、陶瓷挂板、铝板、铝塑板等。外墙涂料安全、色彩丰富、容易更新,但对墙体的诸如抗裂性、耐候耐久性保护性能较差，且易脏、易褪色；而玻璃幕墙的反光、陶瓷挂板的高密度和外墙砖本身自重大，给在外墙高层建筑中的使用带来潜在危险，并且通常高温烧制，属高污染高能耗类产品，安全隐患和环保隐患并存。铝板，铝塑板等金属类外墙装饰材料由于其造价高昂，安装要求复杂，难以普及。因此，人们着力研发价格低廉、环保、易于生产，且质量轻、强度高、韧性高、耐久性好、收缩率低的外墙装饰板材。碱激发胶凝材料是由潜在胶凝材料组分和碱性激发剂反应生成的一类胶凝材料，具有原材料丰富(可利用工业废弃物)，制备简单和能耗低等优点，并且兼备良好的耐腐、耐高温等性能。其中，潜在凝胶材料组分主要为偏高岭土、粒化高炉矿渣、粒化磷渣及粉煤灰等。碱性激发剂主要是苛性碱、可溶性硅酸盐或非硅酸盐。碱激发胶凝材料与传统硅酸盐水泥相比，具有需量小、水化热低、强度高和耐久性好等优点。而碱激发剂的种类、矿渣的成分和结构的差异都可使水化产物的组成和结构产生较大差异。(碱激发胶凝材料的应用研究，张波(173)53，《中国胶凝剂》第2014年3月第23卷第3期)本专利技术人经过长期艰苦的探索和反复的实验发现采用碱激发胶凝材料生产外墙装饰板需要解决以下诸多庞杂的问题：如何从无数可能的方案中甄选出潜在凝胶材料组分的复配以提高早期水化速度、并生成高强度的产物，达到外墙装饰板抗腐蚀、抗冲击、抗疲劳、韧性高、耐久性好、收缩率低等等各项性能指标；如何配制恰当的碱性激发剂在水化过程中对复配的潜在凝胶材料活性激发，使其潜在水硬性得到充分发挥；如何提高稀浆薄料成坯质量以及如何实现流水线作业达到批量生产。这一系列连锁性问题成为碱激发胶凝材料产业化生产外墙装饰板的难点。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服上述难点，本专利技术提供一种矿渣-煤矸石的处理方法，该方法充分发挥了矿渣-煤矸石的潜在水硬性，在较高的水化速度中生成高强度产物以达到外墙装饰板各项性能指标，并保证了板材的成坯质量，可实现批量生产的流水线作业。本专利技术提供的一种矿渣-煤矸石的处理方法，所述方法用于制造装饰板，所述装饰板包括压合的装饰面层和中料层,所述装饰面层外表面喷涂有装饰面层物料，所述中料层由流浆成型的中料层物料制成，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石0-50份、碱性激发剂1-25份、水20-50份、纸浆纤维5-28份、颜料1-30份和聚丙烯纤维0.5-1份；所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石0-70份、碱性激发剂1-22份、水10-40份、纸浆纤维5-42份和聚丙烯纤维0.5-2份。进一步，所述碱性激发剂为苛性钠、钠水玻璃和石灰复合配制而成。进一步，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石25份、碱性激发剂12份、水25份、纸浆纤维5份、颜料5份和聚丙烯纤维0.5份。所述的装饰面层物料另一优选方案为：由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石48份、碱性激发剂24份、水45份、纸浆纤维25份、颜料10份和聚丙烯纤维0.5份。进一步，所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石68份、碱性激发剂22份、水40份、纸浆纤维35份和聚丙烯纤维1份。所述中料层物料另一优选方案为：由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石20份、碱性激发剂12份、水34份、纸浆纤维15份和聚丙烯纤维1.5份。进一步，所述碱性激发剂中苛性钠、钠水玻璃及石灰的重量比为5：3.5：3。所述碱性激发剂配比的另一优选方案为：苛性钠、钠水玻璃及石灰的重量比为4：4.5：1.8。进一步，所述煤矸石为600-900℃下煅烧，且比表面积为300-600m2/kg的产物；所述矿渣等级大于或等于S95，且比表面积为300-600m2/kg。所述装饰板的制备方法如下：1)将所述装饰面层物料和中料层物料分别按照溶液、粉体和纸浆纤维的顺序依次加入搅拌机中搅拌5-10min；2)将装饰面层物料喷射在涂有脱模剂的带有纹理的模板上；3)将中料层物料卸入流浆机中流浆成型，于20-35℃、0.1-1MPa和10-20m/min车速下流浆脱水成型；4)将带有装饰面层物料的纹理模板压制在流浆成型的中料层上；5)将成型的湿板材切割成相应尺寸；6)将板材放入20-50℃、相对湿度70-90％的环境中养护1-3天；7)将毛坯板切割成规格尺寸。所述配制碱性激发剂的苛性钠、钠水玻璃和石灰，均为工业级，优等品，含量≥99.0％。碱激发矿渣胶凝材料是近年来胶凝材料领域的研究热点之一。与传统水泥相比，具有较高的强度、较低的水化热，以及较好的快硬性、抗腐蚀性、抗冻性、护筋性等优异的性能，并且生产工艺简单、投资少、能耗低、污染小。但是受其凝结时间短、易碳化、易泛碱等缺点的限制，没有得到较好的应用。煤矸石含有大量的黏土类矿物，经过一定温度煅烧后具有一定的火山灰活性，在碱激发矿渣中复合掺入煤矸石，可以改变其水化产物的结构，减少碳化和泛碱现象。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术选取碱激发矿渣-煤矸石生成胶凝材料，水化热较低、反应速度快，以其制备的外墙装饰板具有强度高、质量轻、抗冲击强度高、韧性高、抗疲劳性能好、耐久性好、收缩率低等优点；2、碱性激发剂可以在水化过程中对矿渣和煤矸石活性激发，使其潜在水硬性得到充分发挥；3、矿渣中复合掺入煤矸石，可以提高其抗碳化性能，减少泛碱现象；4、该工艺可提高稀浆薄料成坯质量；5、该工艺生产效率高，成本低，很容易形成流水线作业和批量生产。具体实施方式下面通过具体实施例的方式对本专利技术提供的技术方案做进一步清楚完整的说明，但它们并不构成对本专利技术的限制。实施例11.矿渣-煤矸石的处理方法：1)配制碱性激发剂：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿渣煤矸石的处理方法，所述方法用于制造装饰板，其特征在于，所述装饰板包括压合的装饰面层和中料层,所述装饰面层外表面喷涂有装饰面层物料，所述中料层由流浆成型的中料层物料制成，所述装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石0‑50份、碱性激发剂1‑25份、水20‑50份、纸浆纤维5‑28份、颜料1‑30份和聚丙烯纤维0.5‑1份；所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石0‑70份、碱性激发剂1‑22份、水10‑40份、纸浆纤维5‑42份和聚丙烯纤维0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种矿渣煤矸石的处理方法，所述方法用于制造装饰板，其特征在于，所述装饰板包括压合的装饰面层和中料层,所述装饰面层外表面喷涂有装饰面层物料，所述中料层由流浆成型的中料层物料制成，所述装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石0-50份、碱性激发剂1-25份、水20-50份、纸浆纤维5-28份、颜料1-30份和聚丙烯纤维0.5-1份；所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石0-70份、碱性激发剂1-22份、水10-40份、纸浆纤维5-42份和聚丙烯纤维0.5-2份。2.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述碱性激发剂为苛性钠、钠水玻璃和石灰复合配制而成。3.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石25份、碱性激发剂12份、水25份、纸浆纤维5份、颜料5份和聚丙烯纤维0.5份。4.按照权利要求1所述的矿渣-煤矸石的理方法，其特征在于，所述的装饰面层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石48份、碱性激发剂24份、水45份、纸浆纤维25份、颜料10份和聚丙烯纤维0.5份。5.按照权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述中料层物料由按重量份计的下述组份制成：矿渣100份、煤矸石68份、碱性激发剂22份、水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓舒，纪勇，段晓，张军华，马春羽，
申请(专利权)人：河北卓达建材研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13