一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及环保建材领域，具体公开了一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖及其制备方法和应用，所述免烧仿古青砖包括以下的原料：电解锰渣、固化剂、激活剂以及包裹保护剂；固化剂是由水泥、钢渣、硫代硫酸钠、硅灰与铁黑颜料均化得到。本发明专利技术实施例提供的免烧仿古青砖不加黏土、不加砂石骨料，大量使用电解锰渣作为主要原料，无需陈化和多次清洗，操作简单，成本低廉，便利推广，通过真空挤压成型制成所需规格的免烧仿古青砖，解决了现有基于电解锰渣的建筑材料大多存在生产操作复杂且易对环境造成二次污染的问题；而本发明专利技术提供的制备方法简单，具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖及其制备方法和应用
本专利技术涉及环保建材领域，具体是一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，我国锰产量占全球90％以上，生产金属锰通常是采取电解MnO2后获得产品，主要工艺流程是酸浸-除杂-电解工艺，该生产工艺产生大量的压滤渣即电解锰渣(也叫锰渣)。每生产1t(吨)电解锰会产生8-9t电解锰渣，电解锰渣属于一般二类工业废弃物，主要存在(NH4)2SO4和MnSO4、少量重金属离子等污染物。电解锰渣中的主要组分是SO3和SiO2，MgO、Fe2O3、Al2O3、CaO等，SO3和SiO2两者含量超过60％，其中SO3占比10％-20％，主要以CaSO4、(NH4)2SO4和MnSO4等硫酸盐形式存在影响地下水源。露天堆放的电解锰渣含水率高，一般为25％-30％，其中20％左右为自然水份，其余以与CaSO4结合形成二水硫酸钙的结晶水存在。电解锰渣的放射性检测一般符合建材要求。对于电解锰渣，目前国内缺少有效的和可持续的利用途径，一般采取填埋方式进行处理，其堆积量日益增加，不仅侵占土地、污染土壤、制约企业的发展，废弃的电解锰渣中仍含有20-25％的电解液，一旦泄露遍污染地下水系，还会影响周边民众身体健康。虽然部分技术方案可以将电解锰渣用于建筑材料，主要是将其配合石灰石等材料在高温下煅烧成硫铝酸盐水泥，经煅烧处理后作为活性混合材或直接加入水泥替代部分石膏作为缓凝剂，或是将电解锰渣经过800-1000℃煅烧来代替砂石骨料，稳定性虽好，吃渣量也大，但能耗相对较高，对比砂石料不紧张的地区，没有市场性价优势，难以推广。因此，以上的技术方案在实际使用时还存在以下不足：已公开的用电解锰渣制建材的专利技术普遍存在以下问题：由于电解锰渣中的氨盐没有消除，易对环境造成二次污染；其次，大多数利用电解锰渣做成砌块的技术均需要利用石灰进行陈化，操作复杂成本不低，且吃渣数量不大，有些是利用电解锰渣混凝土制作成水泥墙体砖，但需要进行洗涤，操作相对复杂，一是洗完的水是否还有继续提炼的价值，二是清洗后的水处理与排放的问题，作为一般生产墙体砖的小型企业对污水处置的难度可能会造成二次污染，同样不利于市场推广；再者由于没有很好的方法处理多余的三氧化硫的问题，致使利用电解锰渣制备的水泥制品早期强度低，安定性不好；还有些技术是以电解锰渣改性工艺比如热激发或化学激化，都不能使电解锰渣的胶凝活性得以很好的发挥出来，处置费用高、投资大，经济效益不好，处理规模小，无法可持续发展。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖，以解决上述
技术介绍
中提出的现有基于电解锰渣的建筑材料大多存在生产操作复杂且易对环境造成二次污染的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖，包括以下的原料：电解锰渣、固化剂(即固化外加剂)、激活剂以及包裹保护剂；其中，所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖是采用真空挤压成型进行制作；所述固化剂是由水泥、钢渣、硫代硫酸钠、硅灰与铁黑颜料均化得到。作为本专利技术进一步的方案：所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖的28d(28天)抗压强度大于15Mpa，吸水率不大于10％。作为本专利技术再进一步的方案：所述电解锰渣的含水量是25-30wt％。作为本专利技术再进一步的方案：所述固化剂的使用比例为所述电解锰渣干基重量(即测算电解锰渣现有含水量后，除去含水重量后的物料重量)的10-15wt％。作为本专利技术再进一步的方案：所述激活剂采用氢氧化钠(为含量99wt％的工业用氢氧化钠)，且所述激活剂的使用比例为所述电解锰渣干基重量的2-5wt％。作为本专利技术再进一步的方案：所述包裹保护剂是由固含量为55wt％以上的硅丙乳液稀释得到，且所述包裹保护剂的用量是所述电解锰渣、固化剂与激活剂的总重量的3-8wt％。优选的，所述包裹保护剂是选择固含量为55wt％以上的硅丙乳液，加水按1:1的重量比稀释，使用时按所述电解锰渣、固化剂与激活剂的总重量的3-8wt％进行喷雾。本专利技术提供的基于电解锰渣的免烧仿古青砖不加黏土、不加砂石骨料，大量使用电解锰渣作为主要原料，无需陈化和多次清洗，操作简单，成本低廉，便利推广，通过真空挤压成型(具体采用真空挤压成型机，包括负压真空抽取和强制挤压成型)，挤出后通过切坯机切成所需要的规格的免烧仿古青砖，可制作成标准准砖、非标准砖、铺地砖、城墙砖及仿古青瓦等，为电解锰渣的大量资源化利用找到更具有市场价值的技术解决之道，还可以解决现有技术中烧结、蒸养制作青砖时存在的能耗高、强度低等问题。作为本专利技术再进一步的方案：所述固化剂包括以下按照重量份的原料：水泥30-45重量份、钢渣40-65重量份、硫代硫酸钠3-5重量份、硅灰8-10重量份、铁黑颜料0.2-0.5重量份。作为本专利技术再进一步的方案：所述水泥优选为425(标号)高铝水泥或525(标号)高铝水泥中的任意一种。作为本专利技术再进一步的方案：所述钢渣为冶炼企业的炼铁钢渣，要求细度在1250目以上。作为本专利技术再进一步的方案：所述硅灰为冶炼企业高炉捕捉的硅粉，要求二氧化硅含量大于90wt％，比表面积在600平方米/公斤以上。作为本专利技术再进一步的方案：所述硅丙乳液可以采用现有的产品，具体型号根据需求进行选择，这里并不作限定，加入硅丙乳液是利用水溶性无机盐的强渗透性的特点，使所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖内部毛细孔壁表面性质改变，阻止水分浸入毛细孔。同时，硅丙乳液有一定黏结力和憎水性，进一步堵塞毛细孔道，硅丙乳液成膜性和隔水性好，无毒、不污染环境、黏结牢固，硅丙耐紫外线好，因此基于电解锰渣的免烧仿古青砖的寿命长，硅丙乳液保色性好，用物理包裹成膜的方式使基于电解锰渣的免烧仿古青砖具有优良的防水性和耐久性的同时，还起到包裹电解锰渣中的微量的如汞、砷、镉、锰、铜等重金属元素并防止其渗出的作用，避免因电解锰渣中的微量的如汞、砷、镉、锰、铜等重金属元素影响基于电解锰渣的免烧仿古青砖的使用。作为本专利技术再进一步的方案：所述铁黑颜料为现有产品中的氧化铁黑产品，具体种类根据需求进行选择，这里并不作限定，目的是使灰色的基于电解锰渣的免烧仿古青砖的颜色变得更深黑一些，通过使用干粉砂浆高速混合机将各种粉料进行均匀混合，可使基于电解锰渣的免烧仿古青砖更具有仿古青砖的色泽。优选的，本专利技术使用德国巴斯夫公司的氧化铁黑颜料，500目细度，四氧化三铁含量95wt％以上，分散性均匀，且能保证青砖颜色的持久性，当然，可以根据产品的颜色需求来选择合适的现有颜料，也可以是将现有的颜料进行复配调色后进行使用。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖的制备方法(即是一种利用电解锰渣制作成免烧仿古青砖的方法)，所述的基于电解锰渣的免烧仿古青砖的制备方法，包括以下步骤：按照比例称取电解锰渣与激活剂进行混合均匀，然后加入固化剂进行混合均匀，得到半干混合料；按照比例将所述半干混合料中采用喷雾方式加入包裹保护剂，混合均匀后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖，其特征在于，所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖包括以下的原料：电解锰渣、固化剂、激活剂以及包裹保护剂；其中，所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖是采用真空挤压成型进行制作；所述固化剂是由水泥、钢渣、硫代硫酸钠、硅灰与铁黑颜料均化得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电解锰渣的免烧仿古青砖，其特征在于，所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖包括以下的原料：电解锰渣、固化剂、激活剂以及包裹保护剂；其中，所述基于电解锰渣的免烧仿古青砖是采用真空挤压成型进行制作；所述固化剂是由水泥、钢渣、硫代硫酸钠、硅灰与铁黑颜料均化得到。


2.根据权利要求1所述的基于电解锰渣的免烧仿古青砖，其特征在于，所述电解锰渣的含水量是25-30wt%。


3.根据权利要求1所述的基于电解锰渣的免烧仿古青砖，其特征在于，所述固化剂的使用比例为所述电解锰渣干基重量的10-15wt%，所述激活剂采用氢氧化钠，且所述激活剂的使用比例为所述电解锰渣干基重量的2-5wt%。


4.根据权利要求1所述的基于电解锰渣的免烧仿古青砖，其特征在于，所述包裹保护剂是由固含量为55wt%以上的硅丙乳液稀释得到，且所述包裹保护剂的用量是所述电解锰渣、固化剂与激活剂的总重量的3-8wt%。


5.根据权利要求1所述的基于电解锰渣的免烧仿古青砖，其特征在于，所述固化剂包括以下按照重量份的原料：水泥30-45重量份、钢渣40-65重量份、硫代硫酸钠3-5重量份、硅灰8-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋黔湘，罗志坚，
申请(专利权)人：贵州城晖环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52