一种铜冶炼废渣基的烧结砖及其制备方法
技术领域
本发明属于冶炼渣资源化利用及无害化处理技术领域，尤其涉及一种铜冶炼废渣基的烧结砖及其制备方法。
背景技术
目前，现行铜冶炼企业多采用火法冶炼工艺处理硫化铜精矿，该工艺会产生大量的铜冶炼废渣。铜冶炼废渣主要构成为铁硅氧化物、铜铁硅氧化物、氧化铝和氧化钙等成分。目前产出的铜冶炼废渣多以填埋或堆存为主，堆存填埋一方面占用大量场地，另一方面由于铜冶炼废渣中含有活性重金属成分，如管理不善，极易造成环境污染；也有企业将铜冶炼废渣交由第三方固废处理企业进行回收其中有价金属处理。
烧结砖为一种经成型和高温焙烧而制得的用于砌筑承重和非承重墙体的砖材。传统烧结砖一般是以黏土烧结而成，大量开采黏土会破坏耕地及自然环境，黏土实心砖现已禁止生产，因此采用固体废物为原料制备烧结砖是烧结砖生产的发展方向之一。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有技术铜冶炼废渣的无害化处理及资源化利用率低。
(2)现有技术烧结砖配方中原料没有利用铜冶炼废渣和钴冶炼废渣这两种工业废渣，使烧结砖原料成本高。
解决以上问题及缺陷的难度为：如何不添加任何自然矿产或工业原料，完全使用冶炼废渣作为原料制备烧结砖。
解决以上问题及缺陷的意义为：建筑用烧结砖用量大，由100％冶炼废渣作为原料制备烧结砖，成本低，工业固废资源化利用效果好。
将铜冶炼废渣及钴冶炼废渣作为主要原料制备烧结砖，可以通过高温反应固化废渣中的活性重金属成分等污染物质，并使铜冶炼废渣得以资源化利用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铜冶炼废渣基的烧结砖及其制备方法。
本发明是这样实现的，一种铜冶炼废渣基的烧结砖，由以下质量百分比的原料制备而成：52-70wt.％铜冶炼废渣、30-48wt.％钴冶炼废渣。
所述铜冶炼废渣为火法冶炼工艺处理铜精矿生产阳极铜产品过程中形成的废弃渣，其成分主要含SiO2 25-35wt.％、Fe 27-45wt.％、CaO 1-6wt.％、Al2O3 3-10wt.％；所述钴冶炼废渣为采取酸浸工艺处理水钴矿生产钴盐产品过程中形成的废弃渣，其成分主要含SiO2 45-65wt.％、Fe 2-6wt.％、CaO 4-12wt.％、Al2O3 5-9wt.％。
本发明另一目的是提供一种制备铜冶炼废渣基的烧结砖的方法，包括以下步骤：
(1)将铜冶炼废渣、钴冶炼废渣分别烘干后磨碎成干粉，粒度要求小于75微米；
(2)按原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得烧结砖粉料；
(3)将烧结砖粉料加水10-15wt.％搅拌均匀，室温下陈化3-8小时，在15-25Mpa压力下压制成型，制得烧结砖坯料；
(4)将烧结砖坯料在105℃下烘干5-10小时；
(5)将烘干后的烧结砖坯入烧结炉，升温至1000-1100℃保温5-10小时，随炉冷却，出炉得烧结砖成品。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明制备烧结砖所用的原料由铜冶炼废渣、钴冶炼废渣；烧结砖的制备方法为：将铜冶炼废渣、钴冶炼废渣烘干磨碎成干粉；按配比称取铜冶炼废渣、钴冶炼废渣粉料，混合搅拌均匀后加水湿混，陈化后压制成型，最后经烘干后煅烧制得烧结砖成品。本发明的制备方法将铜冶炼废渣及钴冶炼废渣资源化回收利用，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明的特征还体现在烧结砖配方中100wt.％的原料为铜冶炼废渣和钴冶炼废渣这两种工业废渣，烧结砖原料成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的制备铜冶炼废渣基的烧结砖的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铜冶炼废渣基的烧结砖及其制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明所述的烧结砖由以下质量百分比的原料制备而成：52-70wt.％铜冶炼废渣、30-48wt.％钴冶炼废渣。
本发明所处理的铜冶炼废渣是指采取火法工艺处理硫化铜精矿生产阳极铜产品过程中形成的废弃渣，主要成分为：
本发明所处理的钴冶炼废渣是指采取酸浸工艺处理水钴矿生产钴盐产品过程中形成的废弃渣，主要成分为：
本发明配方中铜冶炼废渣的粘塑性较差，而加水后的钴冶炼废渣具有较强的粘性及可塑性，便于所制备烧结砖的成型；铜冶炼渣及钴冶炼渣中的铁、钙氧化物在烧结砖烧结过程中都有助烧作用，有利于减少烧结砖烧结能耗。
本发明中铜冶炼废渣由于自身高温收缩率小，将其用作烧结砖骨料可以减少铜渣基烧结砖的烧成收缩，钴冶炼废渣中少部分组分在烧结砖的高温烧结过程中烧失形成气孔，可降低铜渣基烧结砖的比重。
如图1所示，本发明提供的制备铜冶炼废渣基的烧结砖的方法，具体包括以下步骤。
S101，将铜冶炼废渣、钴冶炼废渣分别烘干后磨碎成干粉，粒度要求小于75微米。
S102，按52-70wt.％铜冶炼废渣、30-48wt.％钴冶炼废渣的原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得烧结砖粉料。
S103，将烧结砖粉料加水10-15wt％搅拌均匀，室温下陈化3-8小时，在15-25Mpa压力下压制成型，制得烧结砖坯料。
S104，将烧结砖坯料在105℃下烘干5-10小时。
S105，将烘干后的烧结砖坯入烧结炉，升温至1000-1100℃保温5-10小时，随炉冷却，出炉得烧结砖成品。
本发明所述的制备方法简单易行、成本低，实现了铜冶炼废渣和钴冶炼废渣的无害化处理及资源化利用，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明提供的铜冶炼废渣基的烧结砖及其制备方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的仅仅是一个具体实施例而已。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
某公司铜冶炼废渣，主要成分为：
将铜冶炼废渣烘干磨碎成干粉，粒度小于75微米。
某公司钴冶炼废渣，主要成分含量为：
将钴冶炼废渣烘干磨碎成干粉，粒度小于75微米。
按60wt.％铜冶炼废渣、40wt.％钴冶炼废渣的原料配比分别称取上述粉料，混合搅拌均匀，制得烧结砖粉料。
将烧结砖粉料加水12wt.％搅拌均匀，室温下陈化3小时，在20Mpa压力下压制成型，制得烧结砖坯。
将烧结砖坯在105℃下烘干8小时。
将烘干后的烧结砖坯入烧结炉，升温速度15℃/min，至1050℃保温6小时，随炉冷却，出炉得烧结砖成品。
所制得烧结砖产品无泛霜和石灰爆裂现象，主要性能(见下表)符合GB5101-2003对烧结砖的性能标准要求。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
