【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机非金属，尤其涉及一种透水砖及其制备方法。
技术介绍
1、随着城市化的发展，我国城市存在排洪压力大、内涝灾害频发、雨水资源流失严重等突出问题；城市地下水位下降、城市内涝、城市热岛现象严重，城市自然生态面临严重失衡。为此，我国提出建设“海绵城市”的概念，目的是改善城市道路水文生态环境，提高城市环境的呼吸功能。烧结透水砖具有强度高、透水性能好的特点，能够有效的解决硬化道路的透水性的问题，是改善城市生态环境的重要材料之一。
2、铜尾矿，又称铜尾砂，由铜矿石经粉碎、精选后所剩下的细粉沙粒组成。铜矿在我国储量大且分布广，铜矿开采冶炼过程中会产生大量的铜尾矿渣，铜尾矿渣的堆积污染环境、占用土地。铜尾矿含有较高的硅、铝、铁和钙的氧化物，与陶瓷原料粘土的成分相近，利用铜尾矿制备透水砖，既能充分固废的资源化利用，又能为社会带来良好的经济效益。
3、现有透水砖的制备方法主要采用造孔剂法，以各种矿物粉体为主要原料，加入适量造孔剂等物质，通过压制、成型和高温烧结工艺制备而成，所制备的透水砖具有较高的力学性能，但透水能力较差。相关技术中存在采用尾矿为原料制备透水砖的方法，但是这些方法存在尾矿利用率低、透水性和力学性能不理想等问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种透水砖及其制备方法，以解决现有制备透水砖的方法存在尾矿利用率低、透水性和力学性能不理想等问题。
2、根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种透水砖，包括如下重量份数的制备原料：粒径为5-1
3、上述方案中，一种透水砖采用铜尾矿是作为主要原材料，搭配粘结剂制备而成，能实现固废资源化利用，提高经济效益。进一步地，本专利技术透水砖采用粗细两种粒径不同的铜尾矿搭配使用，使铜尾矿细料能通过粘结剂粘结包覆在铜尾矿粗料表面，铜尾矿细料与大颗粒的粗料紧密结合，在烧成过程中大颗粒的粗料与细粉烧成适应性增强，形成的烧结产物黏附在粗骨料表面，从而在粗料之间形成连通的孔隙，从而提高透水性能。本专利技术的透水砖通过将粒径为5-10目的铜尾矿、粒径小于200目的铜尾矿和粘结剂用量限定在合理的范围值内，能提高铜尾矿的利用率，同时使得各组分之间能发挥很好地协同增效作用，使制备得到的透水砖兼具高力学性能和高透水系数。
4、进一步地，所述粘结剂包括pva水溶液和镁质粘土。
5、上述方案中，粘结剂包括pva水溶液和镁质粘土，pva水溶液是一种液体状的粘结剂，pva分子中含有大量的羟基，这些羟基可以与水分子形成氢键，在制备过程中，加入水分使pva溶解，羟基与水分子形成氢键，使pva分子间相互吸引，并且能够在干燥后维持这种相互作用，形成坚固的粘结。镁质粘土由于颗粒间吸力、吸附力、化学反应和水分分布等多种因素共同作用，具有较强的粘性。通过选择pva水溶液和镁质粘土共同作为粘结剂，二者之间相互协同作用使得粘结剂具有较强的结合性，能分别降低pva和镁质粘土的用量，同时制品成型后具有一定的生坯强度。另外，镁质粘土的加入不仅提高了透水砖的生坯强度，在烧制的高温阶段能促进铜尾矿粗料和细料连接处的软化，从而提高透水砖的力学性能。
6、进一步地，所述粘结剂由pva水溶液10份和镁质粘土4-6份组成。
7、上述方案中，通过将粘结剂中pva水溶液和镁质粘土的用量控制在合理的范围值内，能使透水砖维持较高力学性能和透水性能。
8、进一步地，所述pva水溶液的质量浓度为1-3wt％。
9、通过将pva水溶液的质量浓度限定在合理的范围值，使得粘结剂能发挥更好的粘结性能。
10、进一步地，所述透水砖成型后的生坯强度大于1.5mpa；所述透水砖的耐压强度大于55mpa；所述透水砖的抗折强度大于6mpa；所述透水砖的透水系数大于0.07cm/s。
11、根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提供上述的透水砖的制备方法，包括如下步骤：
12、步骤(1)：取铜尾矿，进行除杂、破碎、过筛；
13、步骤(2)：按照重量份取原料：粒径为5-10目的铜尾矿75-85份，粒径小于200目的铜尾矿15-25份、粘结剂14-16份；
14、步骤(3)：取粒径为5-10目的铜尾矿，加入部分粘结剂，混合均匀，得到铜尾矿粗料；
15、步骤(4)：取粒径小于200目的铜尾矿，加入剩余粘结剂，混合均匀，得到铜尾矿细料；
16、步骤(5)：将步骤(4)中的铜尾矿细料加入到步骤(3)中的铜尾矿粗料中，混合均匀，得到混合料；
17、(6)将混合料进行陈腐、成型、烘干；
18、(7)将烘干的坯体进行烧制，得到透水砖。
19、上述方案中，本专利技术的制备方法采用铜尾矿细料包裹铜尾矿粗料的制备方案，使铜尾矿细料粘结包覆在铜尾矿粗料表面，铜尾矿细料与大颗粒的粗料紧密结合，在烧成过程中大颗粒的粗料与细粉烧成适应性增强，形成的烧结产物黏附在粗骨料表面，从而在粗料之间形成连通的孔隙，从而提高透水性能。本专利技术的制备方法简单，成本低，易于产业化大批量生产。
20、进一步地，步骤(3)中所使用的粘结剂包括pva水溶液。
21、进一步地，步骤(4)中所使用的粘结剂包括镁质粘土。
22、进一步地，步骤(6)中，所述陈腐的时间为12-36h；所述成型的压力为20-40mpa；所述烘干的温度为100-160℃，时间为2-4h。
23、上述方案中，通过将陈腐时间、成型压力和烘干温度及时间控制在合理的范围值内，使得混合料能有效陈腐、有效成型并达到适度的烘干的要求，有利于后续的烧制。
24、进一步地，步骤(7)中，所述烧制的温度为1100-1140℃，时间为80-90min。
25、上述方案中，通过将烧制的温度和时间限定在合理的范围值，能够保证透水砖的力学性能。
26、本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：
27、本专利技术透水砖提高了铜尾矿的利用率，实现了固废资源化利用，提高了经济效益，且兼具高力学性能和高透水系数。
28、本专利技术透水砖的制备方法采用铜尾矿细料包裹铜尾矿粗料的制备方案，使铜尾矿细料粘结包覆在铜尾矿粗料表面，铜尾矿细料与大颗粒的粗料紧密结合，在烧成过程中大颗粒的粗料与细粉烧成适应性增强，形成的烧结产物黏附在粗骨料表面，从而在粗料之间形成连通的孔隙，从而提高透水性能。本专利技术的制备方法简单，成本低，易于产业化大批量生产。
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1.一种透水砖，其特征在于，包括如下重量份数的制备原料：粒径为5-10目的铜尾矿75-85份、粒径小于200目的铜尾矿15-25份、粘结剂14-16份。
2.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述粘结剂包括PVA水溶液和镁质粘土。
3.根据权利要求1或2所述的透水砖，其特征在于，所述粘结剂由PVA水溶液10份和镁质粘土4-6份组成。
4.根据权利要求2或3所述的透水砖，其特征在于，所述PVA水溶液的质量浓度为1-3wt％。
5.根据权利要求1-4所述的透水砖，其特征在于，所述透水砖成型后的生坯强度大于1.5MPa；所述透水砖的耐压强度大于55MPa；所述透水砖的抗折强度大于6MPa；所述透水砖的透水系数大于0.07cm/s。
6.权利要求1-5任一项所述的透水砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所使用的粘结剂包括PVA水溶液。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所使用的粘结剂包括镁质粘土。
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10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，所述烧制的温度为1100-1140℃，时间为80-90min。
...【技术特征摘要】
1.一种透水砖，其特征在于，包括如下重量份数的制备原料：粒径为5-10目的铜尾矿75-85份、粒径小于200目的铜尾矿15-25份、粘结剂14-16份。
2.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述粘结剂包括pva水溶液和镁质粘土。
3.根据权利要求1或2所述的透水砖，其特征在于，所述粘结剂由pva水溶液10份和镁质粘土4-6份组成。
4.根据权利要求2或3所述的透水砖，其特征在于，所述pva水溶液的质量浓度为1-3wt％。
5.根据权利要求1-4所述的透水砖，其特征在于，所述透水砖成型后的生坯强度大于1.5mpa；所述透水砖的耐压强度大于55mpa；所述透水砖的抗折强度大于6mpa；所述透水...
【专利技术属性】
技术研发人员：董伟霞，温晓庆，包启富，顾幸勇，罗婷，李萍，徐炎，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学，
类型：发明
国别省市：
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