一种利用固废生产透水砖工艺的制作方法

1.本发明属于工业固体废弃物再利用技术领域，具体涉及一种利用固废生产透水砖工艺。

背景技术：

2.近年来，由于暴雨引发的严重城市内涝困扰着各地百姓，海绵城市已经成为城市发展理念与建设方式转型的重要标志。建设海绵城市的一种有效途径就是在城市道路、居民小区、公园广场以及停车场等区域铺设大面积的透水砖。透水砖又叫渗水砖，随着生态海绵城市观念逐渐被人们接受，透水砖在城市地面硬化铺装中的应用量越来越大。
3.自然降水能够迅速被透水砖吸收，并透过地表渗入地下，适时补充地下水；透水砖能够减少或消除地面积水，在产生防洪效益的同时，众多城市面源污染物不会随雨水径流迁徙，可有效抑制大面积的环境污染；同时降雨结束后，透水砖中的水分又逐渐释放到空气中，调节地表温度和湿度，维护地表生态平衡。
4.此外，透水砖的铺装既能满足人类活动对于硬化地面的使用要求，又具有近于天然草坪和土壤地面的生态优势，能够减轻城市“热岛效应”，同时有效地保护了地表动植物和微生物的生存空间，有利于整个自然生态链的平衡。因此，近年来海绵城市建设对透水砖的市场需求量大，市场前景广阔。
5.透水砖有三个非常关键的性能指标：透水率、抗压强度和耐磨性。
6.近些年来，随着国家节能环保战略的实施和推进，生物质发电以及电池(包含动力电池和储能电池)行业发展迅速，其中，铁尾矿渣的再生利用已成为困扰相关企业的难题，与此同时，生物质发电使用的秸秆一般作为农业用肥，利用途径比较单一。若能够综合利用秸秆以及铁尾矿渣来制备透水砖，不失为一种针对上述固体废物进行资源化综合利用的开拓新途径，目前尚没有将上述固体废物应用于建筑材料领域的研究。

技术实现要素：

7.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用固废生产透水砖工艺，其中通过对制备方法整体流程工艺，包括各阶段所采用原料的种类等进行改进，制备出机械性能优良的透水砖产品。本发明的原料采用工业固废为原料，固废利用率高，工艺简单，能耗低，耗时短，综合利用铁尾矿渣变废为宝，实现铁尾矿渣的资源化，改善生态环境，达到保护环境，节约资源，发展低碳经济的目的。本发明制备的透水砖具有强度高、透水性好、质量轻等优点，不仅可以实现铁尾矿渣、秸秆的高值化和资源化利用，还满足目前海绵城市建设对于透水材料的需求，具有良好的市场前景和经济效益。
8.本发明其中一个实施例提供了一种利用固废生产透水砖工艺。一种利用固废生产透水砖工艺，包含以下步骤：
9.步骤s1：将铁尾矿渣放置于破碎机中，研磨破碎5-10min，得到铁尾矿渣颗粒；
10.步骤s2：将粉煤灰和锰尾矿渣颗粒混合均匀后，加入水、减水剂，搅拌均匀后反应
30-35min，碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，再进行破碎，得到粗骨料；
11.步骤s3：将硅藻土加入水中搅拌均匀，再将水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料混合搅拌均匀，得到混合料；
12.步骤s4：将混合料加到模具中，捣实后，模压成型，在30-35mpa压力下压制5-8min，脱模得到透水砖基体；
13.步骤s5：将透水砖基体在温度175-186℃、压力0.75-0.80mpa的蒸压养护条件下养护时间18-22h，得到透水砖。
14.在其中一个实施例中，本发明能通过消纳工业废物铁尾矿渣和粉煤灰，实现对铁尾矿渣和粉煤灰进行了资源化利用，得到铁尾矿渣和粉煤灰材质的透水砖，提高了铁尾矿渣和粉煤灰的利用率、既带来了经济效益，也有利于环境保护。
15.在其中一个实施例中，所述铁尾矿渣颗粒的粒径约为0.061-0.075mm。
16.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的制备方法如下：
17.ss1：将秸秆剪断成10-12cm的长度，放入破碎机中进行破碎2-4次；
18.ss2：将破碎后的秸秆使用去离子水浸泡1-1.5h，过滤烘干，得到秸秆粉末。
19.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的烘干温度为80-85℃，所述秸秆粉末烘干后细度为200目以下。
20.在其中一个实施例中，秸秆是农作物的副产品，是一种综合利用程度较高的生物质资源。秸秆具有轻质、保温隔热的特点，而铁尾矿渣和粉煤灰为原料制备的地聚物是一种具有三维网状结构的无机聚合物，它由alo4和sio4 四面体结构单元组成，具有优良的机械性能和耐酸碱、耐火、耐高温性能，所以秸秆与铁尾矿渣和粉煤灰有不利于体系形成地聚物特有的相互交联的三维网络结构，同时秸秆的质量较轻，可以大大增加透水砖的重量，在运输、施工等工序中有较好的适应性。
21.在其中一个实施例中，所述水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料的质量比为65-76:10-15:8-12：34-55。
22.优选的，所述秸秆的添加量为3％可以使透水砖具有较好的抗折强度。
23.在其中一个实施例中，所述减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂或木质素减水剂中的一种。
24.在其中一个实施例中，所述粉煤灰的粒径为0.070-0.080mm。
25.在其中一个实施例中，通过使用硅藻土能够显著改善透水砖的加工性能，提高透水砖的抗压强度，减少透水砖的收缩性和抗腐蚀性能，使得透水砖在烧结中，产生的气体，得以累积，使得砖体的气孔数量得到最大化的提升，进而使得透水砖的透水性能有所增强，并降低了透水砖的密度。
26.本发明其中一个实施例还提供了一种利用固废生产透水砖，采用权利要求1-7中任意一项所述的工艺制备而成。
27.以上实施例所提供的利用固废生产透水砖工艺具有以下有益效果：
28.1、在其中一个实施例中，本发明能通过消纳工业废物铁尾矿渣和粉煤灰，实现对铁尾矿渣和粉煤灰进行了资源化利用，得到铁尾矿渣和粉煤灰材质的透水砖，提高了铁尾矿渣和粉煤灰的利用率、既带来了经济效益，也有利于环境保护。
29.2、在其中一个实施例中，秸秆是农作物的副产品，是一种综合利用程度较高的生
物质资源。秸秆具有轻质、保温隔热的特点，而铁尾矿渣和粉煤灰为原料制备的地聚物是一种具有三维网状结构的无机聚合物，它由alo4和 sio4四面体结构单元组成，具有优良的机械性能和耐酸碱、耐火、耐高温性能，所以秸秆与铁尾矿渣和粉煤灰有不利于体系形成地聚物特有的相互交联的三维网络结构，同时秸秆的质量较轻，可以大大增加透水砖的重量，在运输、施工等工序中有较好的适应性。
30.3、在其中一个实施例中，通过使用硅藻土能够显著改善透水砖的加工性能，提高透水砖的抗压强度，减少透水砖的收缩性和抗腐蚀性能，使得透水砖在烧结中，产生的气体，得以累积，使得砖体的气孔数量得到最大化的提升，进而使得透水砖的透水性能有所增强，并降低了透水砖的密度。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及 /或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
34.实施例1
35.本发明其中一个实施例提供了一种利用固废生产透水砖工艺，包含以下步骤：
36.步骤s1：将铁尾矿渣放置于破碎机中，研磨破碎5min，得到铁尾矿渣颗粒；
37.步骤s2：将粉煤灰和锰尾矿渣颗粒混合均匀后，加入水、减水剂，搅拌均匀后反应30min，碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，再进行破碎，得到粗骨料；
38.步骤s3：将硅藻土加入水中搅拌均匀，再将水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料混合搅拌均匀，得到混合料；
39.步骤s4：将混合料加到模具中，捣实后，模压成型，在30mpa压力下压制5min，脱模得到透水砖基体；
40.步骤s5：将透水砖基体在温度175℃、压力0.75mpa的蒸压养护条件下养护时间18h，得到透水砖。
41.在其中一个实施例中，所述铁尾矿渣颗粒的粒径约为0.061mm。
42.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的制备方法如下：
43.ss1：将秸秆剪断成10cm的长度，放入破碎机中进行破碎2次；
44.ss2：将破碎后的秸秆使用去离子水浸泡1h，过滤烘干，得到秸秆粉末。
45.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的烘干温度为80℃，所述秸秆粉末烘干后细度为200目以下。
46.在其中一个实施例中，所述水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料的质量比为 65:10:8：34。
47.在其中一个实施例中，所述减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂或木质素减水剂中的一种。
48.在其中一个实施例中，所述粉煤灰的粒径为0.070mm。
49.本发明其中一个实施例还提供了一种利用固废生产透水砖，采用所述利用固废生产透水砖的工艺制备而成。
50.实施例2
51.本发明其中一个实施例提供了一种利用固废生产透水砖工艺，包含以下步骤：
52.步骤s1：将铁尾矿渣放置于破碎机中，研磨破碎7min，得到铁尾矿渣颗粒；
53.步骤s2：将粉煤灰和锰尾矿渣颗粒混合均匀后，加入水、减水剂，搅拌均匀后反应32min，碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，再进行破碎，得到粗骨料；
54.步骤s3：将硅藻土加入水中搅拌均匀，再将水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料混合搅拌均匀，得到混合料；
55.步骤s4：将混合料加到模具中，捣实后，模压成型，在33mpa压力下压制6min，脱模得到透水砖基体；
56.步骤s5：将透水砖基体在温度180℃、压力0.77mpa的蒸压养护条件下养护时间20h，得到透水砖。
57.在其中一个实施例中，所述铁尾矿渣颗粒的粒径约为0.069mm。
58.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的制备方法如下：
59.ss1：将秸秆剪断成11cm的长度，放入破碎机中进行破碎3次；
60.ss2：将破碎后的秸秆使用去离子水浸泡1.3h，过滤烘干，得到秸秆粉末。
61.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的烘干温度为80-85℃，所述秸秆粉末烘干后细度为200目以下。
62.在其中一个实施例中，所述水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料的质量比为 70:13:10：4。
63.在其中一个实施例中，所述减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂或木质素减水剂中的一种。
64.在其中一个实施例中，所述粉煤灰的粒径为0.075mm。
65.本发明其中一个实施例还提供了一种利用固废生产透水砖，采用利用固废生产透水砖的工艺制备而成。
66.实施例3
67.本发明其中一个实施例提供了一种利用固废生产透水砖工艺，包含以下步骤：
68.步骤s1：将铁尾矿渣放置于破碎机中，研磨破碎10min，得到铁尾矿渣颗粒；
69.步骤s2：将粉煤灰和锰尾矿渣颗粒混合均匀后，加入水、减水剂，搅拌均匀后反应
35min，碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，再进行破碎，得到粗骨料；
70.步骤s3：将硅藻土加入水中搅拌均匀，再将水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料混合搅拌均匀，得到混合料；
71.步骤s4：将混合料加到模具中，捣实后，模压成型，在35mpa压力下压制8min，脱模得到透水砖基体；
72.步骤s5：将透水砖基体在温度186℃、压力0.80mpa的蒸压养护条件下养护时间22h，得到透水砖。
73.在其中一个实施例中，所述铁尾矿渣颗粒的粒径约为0.075mm。
74.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的制备方法如下：
75.ss1：将秸秆剪断成12cm的长度，放入破碎机中进行破碎4次；
76.ss2：将破碎后的秸秆使用去离子水浸泡1.5h，过滤烘干，得到秸秆粉末。
77.在其中一个实施例中，所述秸秆粉末的烘干温度为80-85℃，所述秸秆粉末烘干后细度为200目以下。
78.在其中一个实施例中，所述水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料的质量比为 76:15:12：55。
79.在其中一个实施例中，所述减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂或木质素减水剂中的一种。
80.在其中一个实施例中，所述粉煤灰的粒径为0.080mm。
81.本发明其中一个实施例还提供了一种利用固废生产透水砖，采用所述利用固废生产透水砖的工艺制备而成。
82.对比例1
83.本对比例为市面上常见的一种含铁尾矿渣的透水砖。
84.对实施例1-3和对比例1制得的透水砖进行测试，投加量均为500ppm，测试结果如下表1所示：
85.表1
86.类别实施例1实施例2实施例3对比例1抗折强度(mpa)4.754.894.644.46抗压强度(mpa)30.1229.4127.1224.74透水系数/(cm/s)1.071.111.020.88
87.从上表1处理后的由此保证了透水砖的抗压强度和抗折强度，同时上述实施例中制备的透水砖还具有较传统透水砖要高得多的透水系数，透水砖的综合性能较为理想，具有很好的应用前景。
88.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
89.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他
相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，包含以下步骤：步骤s1：将铁尾矿渣放置于破碎机中，研磨破碎5-10min，得到铁尾矿渣颗粒；步骤s2：将粉煤灰和锰尾矿渣颗粒混合均匀后，加入水、减水剂，搅拌均匀后反应30-35min，碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，再进行破碎，得到粗骨料；步骤s3：将硅藻土加入水中搅拌均匀，再将水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料混合搅拌均匀，得到混合料；步骤s4：将混合料加到模具中，捣实后，模压成型，在30-35mpa压力下压制5-8min，脱模得到透水砖基体；步骤s5：将透水砖基体在温度175-186℃、压力0.75-0.80mpa的蒸压养护条件下养护时间18-22h，得到透水砖。2.如权利要求1所述的利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，所述铁尾矿渣颗粒的粒径约为0.061-0.075mm。3.如权利要求1所述的利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，所述秸秆粉末的制备方法如下：ss1：将秸秆剪断成10-12cm的长度，放入破碎机中进行破碎2-4次；ss2：将破碎后的秸秆使用去离子水浸泡1-1.5h，过滤烘干，得到秸秆粉末。4.如权利要求1所述的利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，所述秸秆粉末的烘干温度为80-85℃，所述秸秆粉末烘干后细度为200目以下。5.如权利要求1所述的利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，所述水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料的质量比为65-76:10-15:8-12：34-55。6.如权利要求1所述的利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，所述减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂或木质素减水剂中的一种。7.如权利要求1所述的利用固废生产透水砖工艺，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为0.070-0.080mm。8.一种利用固废生产透水砖，其特征在于：采用权利要求1-7中任意一项所述的工艺制备而成。

技术总结

本发明提供了一种利用固废生产透水砖工艺。一种利用固废生产透水砖工艺，包含以下步骤：步骤S1：将铁尾矿渣放置于破碎机中，研磨破碎5-10min，得到铁尾矿渣颗粒；步骤S2：将粉煤灰和锰尾矿渣颗粒混合均匀后，加入水、减水剂，搅拌均匀后反应30-35min，碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，再进行破碎，得到粗骨料；步骤S3：将硅藻土加入水中搅拌均匀，再将水泥、风积砂、秸秆粉末、粗骨料混合搅拌均匀，得到混合料；本发明的原料采用工业固废为原料，固废利用率高，工艺简单，能耗低，耗时短，综合利用铁尾矿渣变废为宝，实现铁尾矿渣的资源化，改善生态环境，达到保护环境，节约资源，发展低碳经济的目的。济的目的。