一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法与流程

本发明涉及一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法，属于硅晶石材料制备。

背景技术：

1、目前生产1吨高锰酸钾大约产生0.5吨的固体废渣，称为高锰酸钾废渣，下文简称“锰渣”。企业通常采用筑坝堆存的方式存放锰渣，但随着降水作用，浸出的重金属元素对当地的土壤环境和生物都有严重影响，现在大量堆积锰渣的污染控制与利用，已成为亟需解决的技术问题。

2、随着目前装配式建筑快速发展，对建筑的模块化的要求逐渐提高，对新型建材的需求也相应增大。建材产业可以大量消耗大宗固废，如用于制备成含硅晶石墙板。硅晶石是通过高温处理，使生胚烧结，结构致密化，反应生成物以硅酸盐晶相为主，材质介于普通烧结砖和陶瓷之间，硅晶石墙板同时具有高强度、高透气、整体性大尺寸的优点。在传统烧结体系内，cao含量需要低于10％防止坯体烧结变形，以及爆点返碱的问题。但是对于重庆某生产高锰酸钾的公司的锰渣具有特殊的高cao(>20％)、k2o(>10％)含量，低sio2(<15％)与al2o3(<15％)含量的成分特点，偏离传统r2o-sio2-al2o3(一般来说：sio2在55-70％，al2o3在10-25％，r2o＜5％，ro＜5％)烧结体系，sio2是普通烧结陶瓷的主要成分，过低的sio2含量使会导致烧结温度提高，高的cao、k2o含量会导致液相提前增多，烧成温度变窄，容易使烧结块变形，导致此类高锰酸钾废渣难以利用。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法为锰渣提供一种资源化利用的高效解决方式。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法，其包括如下步骤：

6、s1、准备原料包括高锰酸钾废渣、页岩、粘土和添加剂；

7、s2、按比例称取原料，混合均匀后加水造粒，陈化，然后真空挤出湿胚样品；

8、s3、将湿胚样品干燥；

9、s4、将干燥后的湿胚样品先预热，后高温处理，最后焙烧，获得烧结硅晶石。

10、如上所述的方法，优选地，所述高锰酸钾废渣的主要成分cao>20％、k2o>10％、低sio2<15％、al2o3<15％。

11、如上所述的方法，优选地，所述添加剂为烧结助剂、塑性剂；所述烧结助剂为长石、玻璃粉、硅灰、硼砂、滑石粉中的一种或多种混合；所述塑性剂为木质素磺酸盐、纤维素、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种混合。

12、如上所述的方法，优选地，在步骤s2中，按重量份计，高锰酸钾废渣50～70份，页岩5～25份，粘土5～20份；烧结助剂占原料总重量的5％～15％，塑性剂占原料总重量的0.2％～1％。

13、如上所述的方法，优选地，在步骤s2中，材料级配处理按照20～30％的塑性颗粒，50～70％的中位填充颗粒，5～15％的脊性骨料进行，其中塑性颗粒的粒径>300目，中位填充颗粒的粒径20目～300目，脊性骨料的粒径＜20目；塑性颗粒主要来源于粘土、页岩；中位填充颗粒和脊性骨料主要来源于页岩和高锰酸钾废渣。

14、如上所述的方法，优选地，在步骤s2中，所述加水的用量为原料总重量的15～26％，所述陈化的时间为12～72h。

15、如上所述的方法，优选地，在步骤s3中，所述干燥的条件为60℃低温收缩干燥，转入120℃高温除水干燥，使得生坯含水率达到<2％。

16、如上所述的方法，优选地，在步骤s4中，所述预热的条件为5℃/min，升温到300℃～550℃预热30min；高温预烧处理处理的条件为800℃～950℃预烧30min；所述烧结的条件为1000℃～1050℃烧结60～120min。

17、一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石板材的方法，其是采用上述方法时，将湿胚样品制成板材。

18、通过调整湿胚的尺寸可获得3m×1.2m×0.2m的硅晶石板材。

19、(三)有益效果

20、本发明的有益效果是：

21、本发明提供的一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法，将不同于常规成分的难以利用的高锰酸钾废渣有效用于制备硅晶石，可大掺量的消耗高锰酸钾废渣，并转化为绿色建材，把废物转变出经济效益，符合固废处理、建材两个行业的需要。

22、本发明还提供了一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石板材的方法，可以获得硅晶石板材。该方法一方面大量利用了高锰酸钾废渣，减轻了生产高锰酸钾成家堆放高锰酸钾废渣的处理问题，可避免环境污染的问题；另一方面利用高锰酸钾废渣制备硅晶石墙板，固化高锰酸钾废渣，降低材料放射性，满足gb/t 23451中建材放射性指标，且投资成本低，生产成本低，实用性高。

技术特征：

1.一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高锰酸钾废渣的主要成分cao>20％、k2o>10％、低sio2<15％、al2o3<15％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加剂为烧结助剂、塑性剂；所述烧结助剂为长石、玻璃粉、硅灰、硼砂、滑石粉中的一种或多种混合；所述塑性剂为木质素磺酸盐、纤维素、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种混合。

4.如权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，按重量份计，高锰酸钾废渣50～70份，页岩5～25份，粘土5～20份；烧结助剂占原料总重量的5％～15％，塑性剂占原料总重量的0.2％～1％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，材料级配处理按照20～30％的塑性颗粒，50～70％的中位填充颗粒，5～15％的脊性骨料进行，其中塑性颗粒的粒径>300目，中位填充颗粒的粒径20目～300目，脊性骨料的粒径＜20目；塑性颗粒主要来源于粘土、页岩；中位填充颗粒和脊性骨料主要来源于页岩和高锰酸钾废渣。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，所述加水的用量为原料总重量的15～27％，所述陈化的时间为12～72h。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s3中，所述干燥的条件为60℃低温收缩干燥，转入120℃高温除水干燥，使得生坯含水率达到<2％。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s4中，所述预热的条件为5℃/min，升温到300℃～550℃预热30min；高温处理的条件为800℃～950℃预烧30min；所述烧结的条件为1000℃～1050℃烧结60～120min。

9.一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石板材的方法，其是采用如权利要求1-8中任一项所述方法时，将湿胚样品制成板材。

技术总结本发明涉及一种利用高锰酸钾废渣制备硅晶石的方法，其包括S1、准备原料高锰酸钾废渣、页岩、粘土和添加剂；S2、按比例称取原料，混合均匀后加水造粒，陈化，然后真空挤出湿胚样品；S3、将湿胚样品干燥；S4、将干燥后的物料先预热，后高温处理，最后焙烧，获得烧结硅晶石。本发明方法将不同于常规成分的难以利用的高锰酸钾废渣有效用于制备硅晶石，可大掺量的消耗高锰酸钾废渣，并转化为绿色建材，把废物转变出经济效益，符合固废处理、建材两个行业的需要。技术研发人员：田密,谢贵全,胡飞,刘清松受保护的技术使用者：筑邦建筑技术（重庆）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10