Ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法与流程

本发明属于建筑材料的，涉及ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法。

背景技术：

1、铁尾矿作为目前排放量较大的尾矿之一，已经引起了社会各界的广泛关注，并进行了初步的性能与应用研究。其中，在混凝土中的应用越来越多，但关于铁尾矿本身的高性能化及高值化，还有待深入研究。粉煤灰作为电厂的废弃物，因其具有“三大效应”，极大提升了现代混凝土的耐久性能。如何通过进一步的科学研究，充分发挥二者的协调作用，不仅可以减轻环境压力，变废为宝，还可以缓解目前建筑材料资源短缺的情况，是目前丞待解决的问题。

技术实现思路

1、基于上述内容，本文采用宏观和微观相结合的方法，制备了铁尾矿和粉煤灰基陶粒，分析了其宏观性能与微观机理，为铁尾矿和粉煤灰的高值化研究提供数据支持。

2、本发明为实现其目的采用的技术方案：

3、ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，以铁尾矿和ⅰ级粉煤灰为原料，加入碳化硅混合成球后，以10℃/min的升温速率升温至200℃进行预烧，然后继续升温至900℃进行焙烧，焙烧保温时间10min，然后继续升温至1300℃进行煅烧，煅烧保温时间5min，自然冷却，得到ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料。

4、进一步地，所述铁尾矿和ⅰ级粉煤灰的质量比为1:1。

5、进一步地，所述碳化硅的加入量为3-5％。

6、进一步地，所述铁尾矿的元素成分按质量百分数计，包括sio257.5％，al2o314.4％，cao 3.75％，mgo 4.07％，fe2o312.2％，na2o 2.37％，k2o4.2％，其他1.51％。

7、进一步地，所述ⅰ级粉煤灰元素成分按质量百分数计，包括sio252.4％，al2o335.1％，cao 3.24％，mgo 0.45％，fe2o34.16％，na2o 0.3％，k2o 0.91％，其他3.44％。

8、进一步地，控制铁尾矿的平均粒径为30μm，ⅰ级粉煤灰的平均粒径为10-25μm，碳化硅的平均粒径为40nm。

9、进一步地，成球过程为：将配置好的混合料放入成球机中，并启动成球机，成球机转速为20-30转/分钟；以混合料质量的8-12％准备水，首先用喷壶在转动的料表面均匀喷洒总用水量的五分之一，转动180秒后继续喷洒剩余水的二分之一；继续转动180秒；再将剩下水均匀喷洒加入，搅拌60秒即可，控制成球粒径为5-15mm。

10、本发明的有益效果：

11、本发明通过控制升温速率为10℃/min，焙烧至900℃时保温10min，至1300℃并保温5min，自然冷却至室温，得到的轻骨料的综合性能较好；在轻骨料膨胀性方面，主要利用sic来优化，其中，5％sic发泡剂，原料比为1:1时，轻骨料的颗粒强度较高，综合性能较好。通过系统研究，当sic发泡剂掺量为3％时，轻骨料的综合性能较好，其表观密度约为1.45g/cm3，颗粒强度约为7.23mpa，吸水率约为2.19％，膨胀率约为3.75％。

12、采用900℃焙烧原材料具有较好的物理特性，轻骨料的内部骨架较为致密。因此，在900℃保温10min，为后续材料更高温度的熔融反应提供更稳定的反应环境。

技术特征：

1.ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，以铁尾矿和ⅰ级粉煤灰为原料，加入碳化硅混合成球后，以10℃/min的升温速率升温至200℃进行预烧，然后继续升温至900℃进行焙烧，焙烧保温时间10min，然后继续升温至1300℃进行煅烧，煅烧保温时间5min，自然冷却，得到ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料。

2.根据权利要求1所述的ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，所述铁尾矿和ⅰ级粉煤灰的质量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，所述铁尾矿、ⅰ级粉煤灰和碳化硅总量为100％，其中碳化硅的加入量为3-5％。

4.根据权利要求1所述的ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，所述铁尾矿的元素成分按质量百分数计，包括sio257.5％，al2o314.4％，cao 3.75％，mgo4.07％，fe2o312.2％，na2o 2.37％，k2o4.2％，其他1.51％。

5.根据权利要求1所述的ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，所述ⅰ级粉煤灰元素成分按质量百分数计，包括sio252.4％，al2o335.1％，cao 3.24％，mgo0.45％，fe2o34.16％，na2o 0.3％，k2o 0.91％，其他3.44％。

6.根据权利要求1所述的ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，控制铁尾矿的平均粒径为30μm，ⅰ级粉煤灰的平均粒径为10-25μm，碳化硅的平均粒径为40nm。

7.根据权利要求1所述的ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备方法，其特征在于，成球过程为：将配置好的混合料放入成球机中，并启动成球机，成球机转速为20-30转/分钟；以混合料质量的8-12％准备水，首先用喷壶在转动的料表面均匀喷洒总用水量的五分之一，转动180秒后继续喷洒剩余水的二分之一；继续转动180秒；再将剩下水均匀喷洒加入，搅拌60秒即可，控制成球粒径为5-15mm。

技术总结本发明涉及一种Ⅰ级粉煤灰‑铁尾矿‑碳化硅轻骨料的制备方法，属于建筑材料的技术领域，以铁尾矿和Ⅰ级粉煤灰为原料，加入碳化硅混合成球后，以10℃/min的升温速率升温至200℃进行预烧，然后继续升温至900℃进行焙烧，焙烧保温时间10min，然后继续升温至1300℃进行煅烧，煅烧保温时间5min，自然冷却，得到Ⅰ级粉煤灰‑铁尾矿‑碳化硅轻骨料。本发明通过控制升温速率为10℃/min，焙烧至900℃时保温10min，至1300℃并保温5min，自然冷却至室温，得到的轻骨料的综合性能较好。技术研发人员：郑宁,吴博,李克艳,牛涵,张玮,李志学,郝卓君,申佩佩,蒋召伟,蒋博受保护的技术使用者：河北水科工程技术服务有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18