一种电解锰渣砖及其制备方法

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一种电解锰渣砖及其制备方法\n技术领域：\n[0001] 本发明涉及一种电解锰渣砖及其制备方法，属于废渣利用技术领域。\n背景技术：\n[0002] 电解锰渣是用硫酸溶液处理碳酸锰矿粉、电解生产二氧化锰时所排放的工业废渣；其外观为黑色细小颗粒，含水率为30～40％，沉淀后为板结块状；其矿物成分主要为二水石膏、石英、水化硅酸二钙等。目前我国的电解锰年产能力已超过60万吨，废渣年排放量超过200万吨，由于电解锰渣的排放量大，且含有一定量的有害元素，会对环境造成污染，故对其加以综合利用，是促进我国循环经济的大势所趋。\n[0003] 电解锰渣的化学成份如下：\n[0004] \n[0005] 根据国标GB/T203-1994的规定，参照矿渣质量系数来计算锰渣质量系数，其结果为：\n[0006] a.锰渣的质量系数K＝(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO+TiO2)\n[0007] ＝16.88/35.86\n[0008] ＝0.48＜1.2(不合格)\n[0009] b.锰渣的碱性系数M0＝(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)\n[0010] ＝11.5/36\n[0011] ＝0.32＜1 为酸性渣\n[0012] 可见，由于电解锰渣的活性很差，故而电解锰渣的综合利用对广大科技工作者来说都是一个难题。\n[0013] 电解锰渣的主要成份为硫酸钙，因而现有技术中大多利用电解锰渣来代替石膏作水泥缓凝剂用。也有将电解锰渣烘干后在700～800℃下煅烧后与粉煤灰复合作为水泥混合材料的，但成本太高，技术上可行，经济上不可行。此外，还有利用电解锰渣提炼锰、利用电解锰渣生产肥料、生产水泥等报道。\n发明内容：\n[0014] 本发明的目的在于：提供一种电解锰渣砖及其制备方法。本发明以电解锰渣为主要原料，添加一定量的水泥、硅质材料、生石灰以及少量表面活性剂，可制得28天强度为\n20～30MPa的锰渣砖。\n[0015] 本发明是这样构成的：一种电解锰渣砖，按照重量百分比计算，它是以电解锰渣\n60％～70％、生石灰5％～10％、水泥10％～20％、硅质材料10％～20％和表面活性剂\n0.5％～1％为原料，加入适量水混合制成的。\n[0016] 按照重量百分比计算，优选的电解锰渣砖是以电解锰渣65％、生石灰5％、水泥\n14％、硅质材料15％和表面活性剂1％为原料，加入适量水混合制成的。\n[0017] 硅质材料是以SiO2为主要成份的材料，前述硅质材料中SiO2含量≥80％，越高越好。常用的硅质材料为石英砂或砂岩细集料等。\n[0018] 表面活性剂是指含有憎水基团的极性分子材料，可降低拌合用水量，提高强度。前述表面活性剂为聚羧酸类材料或萘磺酸甲醛缩合物等。\n[0019] 所加入的水量与原料的总重量之比(水料比)为0.038～0.14∶1。\n[0020] 本发明所述电解锰渣砖的制备方法为：先将生石灰磨细至比表面积320～350m2/kg(即4900孔筛筛余≤10％)，再按比例称取电解锰渣、磨细生石灰、水泥、硅质材料、表面活性剂，和水一起加入强制式搅拌机中搅拌2～3分钟，将拌合好的制砖料放入制砖模具内，采用振动成型工艺成型即可。\n[0021] 成型之后的电解锰渣砖采用蒸压养护或自然养护。\n[0022] 所述的蒸压养护是在8～12个大气压下的蒸压养护，养护时间8～12小时，养护周期较短。\n[0023] 所述的自然养护是放在空气中养护，成型24小时之后可适当浇水，养护时间28天(周期较长)，即达到设计标号。\n[0024] 本发明以电解锰渣为主要原料，按上述配比添加一定量的水泥、硅质材料、磨细生石灰以及少量表面活性剂；采用强制式搅拌机搅拌，振动成型工艺成型，蒸压养护或自然养护，所制得的锰渣砖28天抗压强度在20～30MPa，抗折强度4.5～6.5Mpa，容重1500～\n3\n1700kg/m。\n[0025] 本发明所制得的电解锰渣砖比普通的粘砖强度高，容重小，符合JC239-2001粉煤灰砖的技术要求，且比粉煤灰砖容重小，其强度相当于MU15～MU30粉煤灰砖。\n[0026] JC239-2001粉煤灰砖的强度指标：\n[0027] \n[0028] 本发明电解锰渣砖与粉煤灰砖的比较：\n[0029] \n名称 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 容重(kg/块)\n本发明电解锰渣砖 26.6 5.94 2.3\nMU25粉煤灰砖 25.0 5.0 3