一种陶土砖及其制备方法技术

本发明专利技术属于墙体材料生产领域，具体涉及一种陶土砖及其制备方法。所述陶土砖原料由尾矿和粉煤灰组成；所述尾矿质量百分比为70～90%，所述粉煤灰质量百分比为10～30%；所述尾矿由煤泥经分选设备再次分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为62～76%、Al2O3为15～17%，Fe2O3为2～5%、CaO为0.5～2%、MgO为0.5～2%，其余为其他元素；尾矿塑性指数为12～18，热值1.8～2.1 MJ/kg。以全内热烧结陶土砖，既节约了能源，其性能又符合甚至超过国家标准，实现了煤泥尾矿及粉煤灰的再利用。所述陶土砖的制备方法工艺简单，大大节约了时间成本。

A kind of ceramic brick and its preparation method

The invention belongs to the field of wall material production, in particular to a ceramic brick and a preparation method thereof. The raw material of the ceramic brick consists of tailings and fly ash; the mass percentage of the tailings is 70-90%, and the mass percentage of the fly ash is 10-30%; the tailings are obtained directly from the slime after re-separation by the separation equipment. The mass percentage of the components in the tailings is 62-76%, Al2O3 is 15-17%, Fe2O3 is 2-5%, CaO is 0.5-2%, MgO is 0.5-2%, and the rest is other. Elements; tailings plasticity index is 12-18, calorific value is 1.8-2.1 MJ/kg. It saves energy and meets or even exceeds the national standard by sintering ceramic brick with internal heat, thus realizing the reuse of slime tailings and fly ash. The preparation method of the pottery brick is simple, and the time cost is greatly saved.

【技术实现步骤摘要】
一种陶土砖及其制备方法
本专利技术属于墙体材料生产领域，具体涉及一种陶土砖及其制备方法。
技术介绍
我国每年原煤入选量约为24亿吨，产生的总煤泥量在2～3亿吨。由于煤泥是高岭土、泥质页岩、黏土、煤炭等矿物组成，又经过多次浮选、浸泡、搅拌、压滤，使煤与泥相互吸附完全泥化难于利用。目前，一部分煤泥用于电厂发电，一部分煤泥重复采用了现有设备和工艺穷尽了一切方法回收了部分煤炭，但尾矿热值仍然在7～8MJ/kg。这些尾矿用于电厂发电，热值过低无法直接利用；露天堆放污染环境，就地填埋又浪费资源，若砖厂制备烧结砖，仍含有大量热值超过了制砖要求很多倍，在1150℃下烧结，其收缩率大，可导致烧结时堆料高度的变形，发生砖体倒塌，无法获得符合国家标准性能的陶土砖。若作为添加剂制备陶土砖，其用量有限，占比不超过30%，仍存在大量煤泥无法利用。陶土砖主要用于城市广场、市政工程、园林街道、高档建筑等，传统的陶土砖烧制通常要采用优质粘土甚至紫砂陶土，这需要陶土资源的开采，会造成耕地，农田、植被的破坏，况且陶土资源日渐枯竭，陶土砖烧结受到资源的相应制约。煤泥尾矿为主料、粉煤灰为添加料，其化学成分与陶土成分相近。因此，开发利用煤泥尾矿与粉煤灰烧结陶土砖，能为制备陶土砖开辟一条新途径。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种陶土砖，以尾矿为主要原料，配以粉煤灰，有效实现了废物的有效利用，同时减少了能源浪费。所述尾矿与粉煤灰配合，可以全内热烧结出优质的陶土砖，既节约了能源，其性能又符合甚至超过国家标准，实现了煤泥尾矿及粉煤灰的再利用。具体地，本专利技术的技术方案为：一种陶土砖，所述陶土砖原料由尾矿和粉煤灰组成；所述尾矿质量百分比为70～90%，所述粉煤灰质量百分比为10～30%；所述尾矿由煤泥经分选设备分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为62～76%、Al2O3为15～17%，Fe2O3为2～5%、CaO为0.5～2%、MgO为0.5～2%，其余为其他元素；所述尾矿塑性指数为12～18，热值1.8～2.1MJ/kg，烧失量为3～10%。进一步地，所述尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为66%、Al2O3为16%，Fe2O3为5%、CaO为1%、MgO为1%，其余为其他元素；所述尾矿塑性指数为16，热值为1.9MJ/kg。进一步地，所述尾矿质量百分比为80～90%，所述粉煤灰质量百分比为10～20%。进一步地，所述尾矿的含水率为22～25%。进一步地，所述分选设备为分选柱，所述分选柱包括一个主分选柱体100和与主分选柱体100依次连通的至少两个次分选柱体101、102，主分选柱体100与次分选柱体101、102均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管11；所述高速分散机2包括设置在其外部的电机22和与电机22连接的设置在其内部的分散转片23；所述尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2的管道上设有调节阀111；所述输送气管9通过管道与储气罐8和空气压缩机81依次连接；所述储气罐8上设置有稳压阀和气流调节阀；所述主分选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆反应箱1和入料口103；所述矿浆多点分配器7之前的管道上设有输料泵3；所述加药口61和补药口62均与药箱6通过管道连通；所述矿浆反应箱1包括设置在矿浆反应箱1内部的搅拌转片112和跌落板113；所述矿浆反应箱1与入料口103的管道上设有加药口61；所述主分选柱体100的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体101的高速分散机装置2通过管道连通，所述次分选柱体101的尾矿溢流出料管11与依次连接的次分选柱体102的高速分散机装置2通过管道连通，所述尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2的管道上均设有补药口62；所述依次连接的最后一个次分选柱体102的尾矿溢流出料管11上设有排料口105；所述主分选柱体100和依次连通的次分选柱体101、102的泡沫捕集装置4通过管道连通并且在所述管道上设有出料口104。进一步地，所述陶土砖的制备方法为全内热烧结，包括以下步骤：步骤1：将尾矿干燥至含水率为15～18%；步骤2：将粉煤灰通过滚筒筛过筛，获得粉煤灰粒度＜2mm；步骤3：将步骤2所得粉煤灰与步骤1所得尾矿按比例混合，输送至搅拌系统搅拌、碾压；步骤4：将步骤3所得固体依次输入真空挤出机挤出、自动切条机切条、切坯机切块，得砖坯块；步骤5：将砖坯块进行初步干燥；步骤6：砖坯按流程入隧道窑依次烘干、预热、焙烧，得陶土砖。进一步地，步骤3中搅拌系统由依次连接的第一搅拌系统和第二搅拌系统构成；所述第一搅拌系统的搅拌速度为100～300r/min；第二个搅拌系统的搅拌速度为300～600r/min；搅拌时间均为从入料到自然出料时间。更进一步地，所述第一搅拌系统的搅拌速度为200～220r/min；第二个搅拌系统的搅拌速度为450～480r/min。进一步地，步骤4所中挤出机的挤出压力为3-10MPa,真空度为0.07～0.09MPa，坯体抗压强度205～110kg/cm。更进一步地，步骤4所中挤出机的挤出压力为4.00MPa。进一步地，步骤5所述的初步干燥优选为自然风干或利用隧道窑余热烘干。进一步地，步骤6中焙烧温度为950～1150℃、焙烧时间为40～48小时。本专利技术陶土砖及制备方法相比与现有技术具有如下优点：本专利技术所述陶土砖：（1）抗压抗折强度高、抗冻、吸音、抗腐、透水、透气的特点；（2）比传统陶土砖粒度细，塑性指数高25～36%；尾矿粒度小于0.045mm，产品不变形，成型好，砖面光洁，棱角分明，外形美观；（3）所述陶土砖其性能符合甚至超过国家标准。（4）砖体重量减轻31.6%以上。本专利技术所述陶土砖的制备方法：（1）主要原料经分选柱分选获得，延长了煤泥、粉煤灰综合利用产业链，使“废弃物”变废为宝。（2）与传统陶土砖相比，免建原料库、无成化库等。工艺流程简单、生产能力大，生产成本低廉，节能环保。（3）免破碎、配料工序，原料输送、土建等，降低了生产成本，节能环保。（4）尾矿原料可经煤泥尾矿直接无缝对接给入制砖车间，无原料装卸、运输成本，减少了对环境的污染。（5）比传统陶土砖热值稳定，烧结时间缩短32%以上。烧结快、产量高，成本低，节能环保。附图说明图1为本专利技术所述分选柱示意图。图中编号所对应结构如下所示：1、矿浆反应箱2.高速分散机装置3.输料泵4.泡沫捕集装置5.雾化喷淋装置6.药箱7.矿浆多点分配器8.储气罐9.输送气管10.微泡发生器11.尾矿溢流出料管22.电机23.分散转片61.加药口62.补药口81.空气压缩机100.主分选柱体101.次分选柱体102.次分选柱体103.入料口104.出料口105.排料口111.调节阀112.搅拌转片113.跌落板具体实施方法下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶土砖，其特征在于：所述陶土砖原料由尾矿和粉煤灰组成；所述尾矿质量百分比为70～90%，所述粉煤灰质量百分比为10～30%；所述尾矿由煤泥经分选设备分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为62～76%、Al2O3为15～17%、Fe2O3为2～5%、CaO为0.5～2%、MgO为0.5～2%，其余为其他元素；烧失量为3～10%，所述尾矿塑性指数为12～18，热值1.8～2.1 MJ/kg。

【技术特征摘要】
1.一种陶土砖，其特征在于：所述陶土砖原料由尾矿和粉煤灰组成；所述尾矿质量百分比为70～90%，所述粉煤灰质量百分比为10～30%；所述尾矿由煤泥经分选设备分选后直接获得，尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为62～76%、Al2O3为15～17%、Fe2O3为2～5%、CaO为0.5～2%、MgO为0.5～2%，其余为其他元素；烧失量为3～10%，所述尾矿塑性指数为12～18，热值1.8～2.1MJ/kg。2.根据权利要求1所述的陶土砖，其特征在于：所述尾矿中各成分的质量百分比为：SiO2为66%、Al2O3为16%、Fe2O3为5%、CaO为1%、MgO为1%，其余为其他元素；所述尾矿塑性指数为16，热值为1.9MJ/kg。3.根据权利要求1所述的陶土砖，其特征在于：所述尾矿质量百分比为80～90%，所述粉煤灰质量百分比为10～20%。4.根据权利要求1～3任一所述的陶土砖，其特征在于：所述尾矿的含水率为22～25%。5.根据权利要求1所述的陶土砖，其特征在于：所述分选设备为分选柱，所述分选柱包括一个主分选柱体（100）和与主分选柱体（100）依次连通的至少两个次分选柱体（101、102），主分选柱体（100）与次分选柱体（101、102）均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器（7）、设置在其外部并且与矿浆多点分配器（7）通过管道连通的高速分散机装置（2）、设置在其顶部的泡沫捕集装置（4）、设置在泡沫捕集装置（4）上的雾化喷淋装置（5）、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器（10）、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器（10）连通的输送气管（9）、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管（11）；所述高速分散机（2）包括设置在其外部的电机（22）和与电机（22）连接的设置在其内部的分散转片（23）；所述尾矿溢流出料管（11）与高速分散机装置（2）的管道上设有调节阀（111）；所述输送气管（9）通过管道与储气罐（8）和空气压缩机（81）依次连接；所述储气罐（8）上设置有稳压阀和气流调节阀；所述主分选柱体（100）还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置（2）依次连通的矿浆反应箱（1）和入料口（103）；所述矿浆多点分配器（7）之前的管道上设有输料泵（3）；所述加药口（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩斌，
申请(专利权)人：西安煤科动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61