本節(jié)以安徽省黃山嶺鉛鋅礦為例,介紹鉛鋅礦尾砂磚生產工藝。
(1)鉛鋅礦尾砂化學成分及顆粒級配鉛鋅礦尾砂經浮選以后顯淡藍色,大部分是比較均勻的細小砂粒,有小部分小塊狀泥土,生產時必須將泥土篩除,否則會嚴重影響制品的強度及耐久性。其主要化學成分及級配分別見表9-14、表9-15。
(2)原料選擇及配合比經浮選后排出的鉛鋅礦尾砂帶有刺激性氣味,故原料應盡量選用存放時間比較長的尾砂,這樣既能排除浮選藥劑對坯體內部化學反應的影響,還能大大減輕刺激性氣味對人體的傷害。
膠結料采用當?shù)厣a的32.5級普通硅酸鹽水泥,為提高坯體的早期強度,摻人適量早強型外加劑。
配合比:尾砂90%-94%(尾砂自然含水率7%-9%),水泥6%-10%,外加劑適量。
(3)硬化機理鉛鋅礦尾砂磚硬化機理比較復雜,其強度形成過程可大致分三個階段。
①初始強度階段。初始強度從磚坯成型過程中獲得,依靠原料之間的自然貓結性、合理的工藝、高壓成型,使磚坯的材料顆粒緊密地接觸產生分子吸引力,制成具有較高密實度和較高強度的磚坯。這個過程也稱物理效應。對免燒磚來說,磚坯的初始強度非常重要,它反映磚坯的緊密程度,也決定了其后期強度的增長。
②早期強度階段。早期強度在成型后一周內獲得,水泥作為膠貓料,它與水作用后產生水化產物,同時水泥水化釋放的f-CaO被尾砂顆粒吸附,促進水泥水化,并和尾砂中硅、鋁等成分發(fā)生化學反應,生成水化硅(鋁)酸鹽凝膠,其相互交織形成致密的結構。水硬性膠凝材料形成的結構具有耐水性,隨著早期水化反應的進行,磚的物理含水量降低,強度提高。
③后期強度階段。這個階段,未水化的水泥顆粒繼續(xù)水化產生水硬性凝膠,使強度繼續(xù)增長,同時,水泥水化反應分解出來的氫氧化鈣與原材料中的二氧化硅和氧化鋁,在水的參與下進行緩慢的化學反應,生成含水硅酸鈣或含水鋁酸鈣,也可使強度緩慢增長。另外,原材料中的氫氧化鈣還可以吸收空氣中的二氧化碳,生成碳酸鈣晶體結構,也能使磚的強度和表面硬度提高。
(4)生產工藝流程鉛鋅礦尾砂生產免燒磚工藝流程,見圖9一 13。
將存放時間比較長的鉛鋅礦尾砂從尾砂壩運至原料堆場,待其自然含水率達7%^-9%時,將其所含小塊狀泥土經5mm篩網(wǎng)的振動篩篩除,然后按配合比將鉛鋅礦尾砂、水泥、外加劑送人行星式輪碾機,攪拌3^-5min后放料,經皮帶輸送機送到壓磚機成型。
磚坯成型24h后灑少量水,自然養(yǎng)護10^-15天即可使用(免燒磚機)。
輪碾機的作用是將軟顆粒壓碎,將多孔顆粒壓實,不斷剝離出顆粒的新鮮表面,提高混合料密實度及水化反應效率。該廠采用YZM-70型免燒磚壓磚機,該機具有雙面機械加壓、上下模板電加熱、振動落模等特點。從使用效果看,該壓磚機能滿足鉛鋅礦尾砂免燒磚的成型要求。