石煤提钒浸出渣制取建筑用砖的研究.pdf

3 6 矿产综合利用 2 0 0 9正 由于该原料是石煤磨碎后经过加压提钒浸出产 生的废渣， 因此物理性质与粘土有明显的差异， 其粒 度较均匀， 堆积密度大 ， 并具有较高的表面能。在本 试验中， 石煤提钒浸出渣的粒度组成如表 3所示。 表 3 石煤提钒渣的粒度组成 2 ． 3 工艺流程 试验工 艺 流 程 如 图 1所 示 ， 检 测 方 法 按 照 G B 5 1 0 1 2 0 0 3标准进行 彳 煤渣 粘 图 1工艺流 程 3 结果 与讨论 3 ． 1 成坯加水量对试件性能的影响 3 ． 1 ． 1 成坯加水量试验及试验结果 原料 取石煤提钒浸出渣 1 8 0 0 g 占9 0 ％ ， 粘土 2 0 0 g 占1 0 ％ ， 共 4组 ， 混合后磨碎至 2 m m以下。 成坯 分别加入干料的 2 7 ％、 2 8 ％、 2 9 ％及 3 0 ％ 的水陈化 2 4 h ， 用可塑成型法做成 2 4 0 m m 1 1 5 m m 5 3 ra m试件 l 6块 ， 分 2次完成。 干燥 3 d室温干燥 ， 6 O ℃ 干燥 4 8 h ， 1 0 0 。 干燥 2 4h。 烧结 室 温 ～8 0 C用 时 6 h升 温 ， 8 o 0 c c I 1 0 0 2 用时 1 ． 5 h升温， 在 1 1 0 0 C下恒温 4 h后并随 炉冷却 1 2 h 。 检测不同成坯加水量下试样的线收缩率 、 密度 、 抗压强度 、 吸水率及饱和系数等 ， 结果见表 4 。 3 ． 1 ． 2 成坯加水量对试件烧结线收缩率的影响 表4成坯加水量试验结果 由表 4可知， 不 同成坯加水量对线收缩率的影 响不是很 明显 ， 其线 收缩率值在 1 0 ％ ～1 2 ％之间。 这主 要是 因 为原 料 含 有 挥发 分 ， 这 些 挥 发分 在 1 1 0 0 ℃已经挥发 完全 了。由于成坯加水量 为 2 7 ％ 时 ， 湿料搅拌及坯体 的成型较 2 8 ％困难 ， 因此 2 8 ％ 的成坯加水量更为适宜。 3 ． 1 ． 3 成坯加水量对试件密度及抗压强度的影响 由表 4可知 ， 试件密度及抗压强度在成坯加水 量为 2 8 ％、 2 9 ％ 时， 几 乎一致 ， 且 为极大值， 故成坯 加水量为 2 8 ％、 2 9 ％时较 为理想 。而相 同的条 件 下， 成坯加水量越少越好 ， 故 2 8 ％ 的成坯加水量较 为适宜 。 3 ． 1 ． 4 成坯加水量对试件吸水率及饱和系数的影 响 由表 4可 以看出 成 坯加水 量从 2 7 ％上升至 2 8 ％时 ， 试件 吸水率下降明显 ， 出现了极小值 ， 而饱 和系数增 大偏 快。分析原 因 成坯加水量为 2 7 ％ 时， 湿料搅拌极为困难 ， 颗粒 团聚成大颗粒， 而大颗 粒问存在着较大的空隙 ， 随着原料中挥发物质的挥 发 ， 孔隙进一步增大 ， 故使吸水率提高。当成坯加水 量为 2 9 ％以上时 ， 随着加水量增加 ， 坯体干燥 时会 留下较多的孔隙 ， 故吸水率和饱和系数都有所提高， 不利于砖的耐久性 。综合考虑 ， 2 8 ％的成坯加水量 较为适宜。 3 ． 2 烧结温度对试件性能的影响 3 ． 2 ． 1 烧结温度试验及试验结果 原料 石煤提钒浸 出渣 1 ． 8 k g 占 9 0 ％ ， 粘土 0 ． 2 k g 1 0 ％ ， 混合后磨碎至2 ra m以下。 成坯 加入干料 的2 8 ％的水陈化 2 4 h ， 用可塑成 型法做成 2 4 0 mm x 1 1 5 ram 5 3 m m试件 l 6块， 分 2 次完成。 干燥 3 d室温 干燥 ， 6 0 ℃ 干燥 4 8 h ， 1 0 0 ℃ 干燥 2 4h。 烧结 以室温 ～ 8 0 0 c C、 9 0 0 o C、 1 0 0 0 c c和 1 1 0 0 四个温度为条件， 恒温 4小时后并随炉冷却 1 2 h 。 第 6期 时亮等 石煤提钒浸出渣制取建筑用砖的研究 3 7 检测不 同烧结温度下试件 的线收缩率、 质量损 失、 抗压强度 、 密度 、 吸水率和饱和 系数 ， 结果见表 5。 表 5含水率 2 8 ％的试样在不同 温度下的烧结试验结果 3 ． 2 ． 2 烧结温度对试件烧结质量损失及线收缩率 的影响 由表 5可以看 出 从 8 0 0 o C上 升至 9 0 0 ℃， 烧结 质量损失呈增加趋 势， 但 在 9 0 0 o C后变化 不 明显。 这是由于在石煤渣 中含有较 高的挥发性物质 C和 s ， 在 9 0 0 ％时已基本挥发完全 ， 且 此时砖 内水分也 基本全部蒸发所 致 线收缩率在 9 0 0 c c以下变化较 小， 而在 1 0 0 0 C和 l 1 0 0 ℃时不断增大， 但均满足规 定要求 。由此考虑 ， 1 0 0 0 ℃和 1 1 0 0 ℃均可采用 。 3 ． 2 ． 3 烧结温度对试件密度及抗压强度 的影响 由表 5可以看 出， 试件的密度 随着温度的升高 呈上升趋势 ， 主要因为 在 1 0 0 0 ℃和 l 1 0 0 ℃时收缩 率剧烈增大， 而且有一定量的液相产生 ， 填充空隙 ， 从而导致 坯 体致 密。 同时 ， 从 表 5也 可 以看 出， 1 1 0 0 o C时强度达到最高 ， 所以采用 1 1 0 0 o C为最佳。 3 ． 2 ． 4 烧结温度对试件吸水率及饱和系数的影响 由表 5可 以看 出， 8 0 0 o c～9 0 0 ℃时吸水率呈微 小的下降趋势 ， 而饱和系数有所增 大； 而在 9 0 0 C以 后 吸水 率 和 饱 和 系 数 都 明显 减 小 ， 主要 是 由于 1 0 0 0 ℃和 1 1 O 0 ℃时试件密度增大所致。 4 结 论 1 ． 用石煤提钒浸出渣烧制建筑用砖是完全可行 的。 2 ． 由于渣的可塑性较低 ， 需加入 1 0 ％左右的粘 土， 以增加粘度 ， 提高可塑性。 3 ． 如果采 用 可塑 成型 法成 型 ， 成坯加 水量 为 2 8 ％时较为适宜。 4 ． 烧结温度应在 1 1 0 0 ℃左右 ， 并在此温度下保 温 4 h 。 5 ． 试件烧结收缩率约为 1 0 ％ ， 故模具尺寸应 比 砖体的标准尺寸大 1 0 ％左右 ， 这样烧结后才能满足 砖的尺寸要求。 参考文献 [ 1 ] 刘小波， 等．石煤渣保温材料的配方研究[ J ] ． 环境工程， 1 9 9 5， 8 4 4 7 5 O ． [ 2 ] 翁迪义．石煤发电及综合利用 [ J ] ． 煤炭加工与综合利 用 ， 1 9 8 6 1 2 8～3 O ． [ 3 ] 张学林．从石煤中提取 V 0 大有可为[ J ] ． 煤炭加工与 综合利用， 1 9 8 8 3 58 ． [ 4 ] 徐敏康．沸腾炉灰渣制 F Z一1 高浸润性橡胶填料[ J ] ． 煤 炭加工与综合利用 ， 1 9 9 1 3 2 9 3 1 ． [ 5 ] 朱一平．石煤废渣的综合利用[ J ] ． 矿产综合利用， 1 9 8 3 1 1 61 9 ． [ 6 ] 戴文灿， 等．石煤废渣资源化利用的研究[ J ] ． 再生资源 研究 ， 2 0 0 2 3 3 6～ 3 7 ． Pr e p a r a t i o n o f Bui l di n g Br i c k Us i ng t he Le a c hi ng Re s i d u e o f Ex t r a c t i n g Va na d i u m f r o m S t o n e Co a l S HI Li a ng，W EI Ch a n g，FAN Ga ng，LI Mi n g t i n g，MAI Yi ，LI U Yi K u n mi n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， K u m n i n g ， Y u n n a n ， C h i n a Ab s t r a c t A e x p l o r a t o r y e x p e ri me n t a l s t u d y o n p r e p a r a t i o n o f b u i l d i n g b ri c k u s i n g the l e a c h i n g r e s i d u e o f e x t r a c t i n g v a n a d i u m f r o m s t o ne c o a l i s p e r f o r me d．T he i n flue n c e s o f wa t e r a mo u nt a d de d i n t o b i l l e t ， s i nt e r i n g t e mp e r a t u r e o n t h e p r o p e r t i e s o f b u i l d i n g b r i c k a l e a n a l y z e d ．T h e r e s u l t s i n d i c a t e d tha t t h e s u i t a b l e t e c h n o l o g i c a l p a r a me t e r s f o r p r e p a ri mg o r d i n a r y b u i l d i n g b ri c k a r e a s f o l l o w s t h e c l a y～d o p e d v o l u me i s 1 0 ％ ， a d d e d a mo u n t o f w a t e r i s 2 8 ％ ， s i n t e r i n g t e mp e r a t u r e l I O 0 C． g r a i n s i z e ≤O． 5 mm s h o u h mo r e tha n 7 0 ％a n d t h e l a r g e s t p a r t i c l e i s n o t mo r e t h a n 2mm． Ke y wo r d s Ex t r a c t i ng Va n a d i u m fro m s t o n e c o a l ；W a t e r a mo u n t a d d e d i n t o b i l l e t ；S i nt e r i ng t e mp e r a t u r e；Co mp r e ． b e n s i v e u t i l i z a t i o n