一种以铁尾矿粉末为原料制备的超轻型保温内芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以铁尾矿粉末为原料制备的超轻型保温内芯及其制备方法，按重量份数计，所述超轻型保温内芯包括以下组分：铁尾矿粉末10~80份，水泥20~150份，膨胀珍珠岩5~60份，添加剂0.1~10份，发泡剂0.1~5份，稳泡剂0.05~1份；所述添加剂由三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素组成，所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:0.5~1.5:1~10。本发明专利技术采用铁尾矿等固体废弃物为原料，对其中粒径较小的铁尾矿进行了合理利用，通过利用水泥、膨胀珍珠岩为制备保温内芯的原料，制备出超轻型保温内芯的方法，从而实现大量处理细粒径铁尾矿的目的，缓解了环境压力；本发明专利技术在维持保温内芯极高的保温隔热效果的同时，克服了其易碎裂的特点，使其机械强度大幅提升。

An ultra-light thermal insulation inner core made from iron tailings powder and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种以铁尾矿粉末为原料制备的超轻型保温内芯及其制备方法
本专利技术涉及一种以铁尾矿粉末为原料制备的超轻型保温内芯及其制备方法。
技术介绍
我国矿产资源开发总规模居于世界前列，我国铁矿资源的突出特点是品位低、共生伴生矿多，导致在选矿过程中会产生大量的铁尾矿，每生产1t铁精矿要排出2.5-3.0t尾矿。堆存铁尾矿不仅占用了大量土地，还对土壤、水体、空气等造成污染，破坏生态环境，影响很大。尾矿的堆存对环境有很大的负面影响，还需修建尾矿库，不仅占用了大量的土地，而且也要使用大量的人力资源和巨额的财力资源来维护，大大增加了对于尾矿废弃物的资金投入。并且尾矿利用是大颗粒部分，用于建筑填充物。筛选后较细的尾矿利用的方面较为少。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种以尾矿废渣为原料制备的超轻型保温内芯及其制备方法。通过本专利技术的方法可以大量处理铁尾矿这种固体废弃物，且制备条件简单，原料易得，易于工业化，制得的保温内芯又有着广泛的应用。所述的一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末10~80份，水泥20~150份，膨胀珍珠岩5~60份，添加剂0.1~10份，发泡剂0.1~5份，稳泡剂0.05~1份；所述添加剂由三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素组成，所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:0.5~1.5:1~10。所述的一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末15~60份，水泥50~120份，膨胀珍珠岩10~45份，添加剂1~5份，发泡剂0.5~3份，稳泡剂0.08~0.5份；所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:0.8~1.2:1~3。所述的一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末30份，水泥60份，膨胀珍珠岩30份，添加剂4份，发泡剂1份，稳泡剂0.1份；所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:1:2。所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温内芯的方法，其特征在于按重量份计，包括以下步骤：S1：将铁尾矿研磨粉碎并过筛，得到铁尾矿粉末；S2：取步骤S1所得铁尾矿粉末10~80份、水泥20~150份、膨胀珍珠岩5~60份、添加剂0.1~10份混合，再加入20~200份水搅拌均匀，得到混凝土浆料；S3：取发泡剂0.1~5份、稳泡剂0.05~1份，并用10~200份水稀释，稀释形成的溶液在发泡器中进行发泡得到细小而稳定的泡沫后，加入至S2的混凝土浆料中并搅拌均匀，得到发泡浆料；S4：将步骤S3所得发泡浆料倒入模具中，于4~6MPa加压条件下保持6~15min，使发泡浆料在模具中形成高度紧致状态，随后在20~35℃温度下常压干燥10~35h，发泡浆料中的泡沫破裂且水分部分蒸发，并在模具中形成内芯固体；S5：将步骤S4模具中的内芯固体进行脱模，放入湿度为75~95%的箱子中于20~45℃下养护7~21天，养护期间每隔12h洒水一次，保持内芯固体湿润，之后将内芯固体从箱子中取出，于室温条件下干燥硬化25~30天，使内芯固体中的水分完全挥发，制得所述保温内芯。所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温内芯的方法，其特征在于步骤S1中，得到的铁尾矿粉末的目数在120目以上。所述的一种以二氧化硅水凝胶为原料制备保温内芯的方法，其特征在于步骤S4中，发泡浆料倒入模具前，模具内表面进行抹油处理，以便于后期脱模。通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1）发泡剂是一种通过化学变化产生气体从而发泡的物质，发泡过程中需要添加少量的水，加入到水泥等中能起到稀释的作用，且泡沫干燥后破裂，在水泥骨架内形成空隙，因此它可以减少混凝土中水的用量并且降低最终保温内芯产品的导热系数和其总质量。而膨胀珍珠岩一种多孔的保温材料，具有较高的阻燃性，但膨胀珍珠岩较高的吸水率限制了其在建筑工程中的应用。本专利技术通过发泡剂减少水的用量从而减小膨胀珍珠岩的吸水率。通过发泡和膨胀珍珠岩的协同作用，保持最终保温内芯产品的保温性和轻特性。发泡剂普遍易燃，但在水泥骨架下变得不易燃，在材料中加入膨胀珍珠岩更加增加了其阻燃性能。2）本专利技术采用铁尾矿等固体废弃物为原料，对其中粒径较小的尾矿进行了合理利用，通过利用水泥、膨胀珍珠岩为制备保温内芯的原料，制备出超轻型保温内芯的方法，从而实现大量处理细粒径铁尾矿的目的，一方面缓解了环境压力，降低了环境污染，同时提高了回收利用率，符合绿色环保要求；本专利技术在维持保温内芯极高的保温隔热效果的同时，克服了其易碎裂的特点，使其机械强度大幅提升；3）本专利技术的保温内芯的制备时间较短，制备成本较低，比起常用的有机物保温内芯成本较为价格低廉且具有较高防火性能。4）在本专利技术保温内芯的制备过程中，三聚氰胺减水剂可增加混凝土浆料的流动性，胶粉、羧甲基纤维素以及稳泡剂树脂增加各组分之间的粘度，使各组分容易粘结在一起。本专利技术保温内芯产品中，由于膨胀珍珠岩的结构特性，膨胀珍珠岩颗内部之间有较高的空隙，水泥和铁尾矿粉末形成整体骨架结构，填充在之中的膨胀珍珠岩颗粒之间的空隙形成保温结构。膨胀珍珠岩具有轻而脆的特性，一定程度上降低保温内芯的密度，但是其添加量不易过多，以防降低保温的耐压强度。本专利技术中加入了羧甲基纤维素用于增加混凝土整体的粘稠度，防止加入发泡剂后的混凝土过稀，但是其添加量不宜过多，以防过于黏稠。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。以下实施例和对比例中：铁尾矿来自于华北地区，铁尾矿的组分质量百分含量为：SiO245.43%、CaO13.81%、MgO13.10%、Al2O311.35%、Fe2O310.13%，余量为杂质。水泥型号是P.O42.5。发泡剂为泡沫混凝土发泡剂，购自于郑州市鹏翼化工建材有限公司。稳泡剂为树脂发泡水泥稳泡剂，购自于济宁华凯树脂有限公司。三聚氰胺减水剂购自于上海臣启化工科技有限公司、胶粉购自于南昌雨思盾建筑材料公司、羧甲基纤维素购自于东莞市百年宏图化工科技有限公司、膨胀珍珠岩购自于信阳诚飞新材料科技有限公司。实施例1：一种以尾矿废渣为原料制备的超轻型保温内芯，按重量分数计，包括以下组分：铁尾矿粉末30份，水泥90份，膨胀珍珠岩30份，三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素2份，发泡剂1份，稳泡剂0.1份。上述保温内芯的制备方法包括以下步骤：1）将铁尾矿研磨粉碎并过120目筛，得到目数大于120目的铁尾矿粉末；2）取步骤1）所得铁尾矿粉末30份、水泥90份、膨胀珍珠岩30份、三聚氰胺减水剂1份、胶粉1份、羧甲基纤维素2份，再加入120份水搅拌均匀，得到混凝土浆料；3）取发泡剂1份、稳泡剂0.1份，并用20份水稀释，稀释形成的溶液在发泡器中进行发泡得到细小而稳定的泡沫后，加入至2）的混凝土浆料中并搅拌均匀，得到发泡浆料；4）将模具内表面预先进行抹油处理，以便于后期脱模。再将步骤3）所得发泡浆料倒入模具中，于5MPa加压条件下保持10min，使发泡浆料形成高度紧致状态，随后在25~30℃温度下常压干燥24h，发泡浆料中的泡沫破裂且水分部分蒸发，并在模具中形成砖块固体；5）将步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末 10~80份，水泥 20~150份，膨胀珍珠岩5~60份，添加剂 0.1~10份，发泡剂0.1~5份，稳泡剂0.05~1份；所述添加剂由三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素组成，所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1 : 0.5~1.5 : 1~10。

【技术特征摘要】
1.一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末10~80份，水泥20~150份，膨胀珍珠岩5~60份，添加剂0.1~10份，发泡剂0.1~5份，稳泡剂0.05~1份；所述添加剂由三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素组成，所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:0.5~1.5:1~10。2.如权利要求1所述的一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末15~60份，水泥50~120份，膨胀珍珠岩10~45份，添加剂1~5份，发泡剂0.5~3份，稳泡剂0.08~0.5份；所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:0.8~1.2:1~3。3.如权利要求2所述的一种以铁尾矿粉末为原料制备的保温内芯，其特征在于按重量份数计，包括以下组分：铁尾矿粉末30份，水泥60份，膨胀珍珠岩30份，添加剂4份，发泡剂1份，稳泡剂0.1份；所述三聚氰胺减水剂、胶粉和羧甲基纤维素的重量比为1:1:2。4.一种以二氧化硅水凝胶为原料制备如权利要求1所述的保温内芯的方法，其特征在于按重量份计，包括以下步骤：S1：将铁尾矿研磨粉碎并过筛，得到铁尾矿粉末；S2：取步骤S1所得铁尾矿粉末1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建国，杨骏，邓声威，宋鑫，孔祥宇，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33