一种利用精炼锰渣制备人造汉白玉建材的方法与流程

[0001]
本发明涉及一种人造汉白玉建材的方法，特别涉及一种利用精炼锰渣制备人造汉白玉建材的方法，属于建材领域。


背景技术：

[0002]
汉白玉是一种名贵的建筑材料，它洁白无瑕，质地坚实而又细腻，非常容易雕刻，古往今来的名贵建筑多采用它作原料。西方从古希腊时代就用白色的大理石作为人像雕刻材料，华丽如玉；中国从汉代起就用这种宛若美玉的材料修筑皇家建筑宫殿，装饰庙宇，雕刻佛像，点缀堂室。如：华表，宫内的宫殿基座，石阶、护栏等大都是用汉白玉制作的，汉白玉通体洁白，也用于雕刻佛像等。因为汉白玉是洁白无瑕的美玉，是一种稀有的天然石材，来源地为数不多，属于稀缺材料，因此，价格昂贵， 一般建筑中用不起。
[0003]
由于汉白玉天然石材的稀缺，替代天然汉白玉的人造汉白玉用于一般建筑物上，既能体现建筑物等的高贵华丽，又能够降低造价，因此，人造汉白玉是一种高附加值的汉白玉替代产品，很多厂家生产人造汉白玉，但是，其材料来源大都价格可观的原材料制作。
[0004]
天然汉白玉尽管洁白如雪，虽然在雕刻期间较为容易，但是，其硬度相对软，而且，其耐腐蚀性能与花岗岩等石材相比较差，由于这种建筑装饰品，常常设置在露天场所，对耐腐蚀性能要求较高，一般使用中都选用硬度高、耐腐蚀性强的天然材质。
[0005] 中低碳锰铁是冶金、航天、化工等部门的关键基础材料，中低碳锰铁产业发展的同时，会产生大量的精炼锰渣，目前主要用在水泥生产中，但是，水泥生产中添加的精炼锰渣有限，而且附加值较低，属于大材小用，而精炼锰渣在长期的堆放中，会带来严重的环境污染，不及时进行处理，会影响 中低碳锰铁的持续发展，给地方的环境保护带来一定压力，如何能够及时将中低碳锰铁制造过程中产生的精炼锰渣消耗掉，是中低碳锰铁制造厂家在生产过程中面临的一大课题，如何能够利用精炼锰渣制造高附加值的产品，是本领域技术人员孜孜不倦的研发目标。


技术实现要素：

[0006]
针对天然汉白玉与花岗岩等相比，材质软，耐腐蚀性能较差，锰渣中长期的堆积会引起环境污染问题，本发明提供一种利用精炼锰渣制备人造汉白玉建材的方法，其目的是有效利用现存的锰渣原料，减少对环境的污染，提高锰渣的使用价值，提供寿命长且具有高附加值的建筑材料，变废为宝，造福社会。
[0007]
本发明的技术方案是：一种利用精炼锰渣制备人造汉白玉建材的方法，所述人造汉白玉包括精炼锰渣粉、白云石粉、石英砂粉、石粉、粘合剂、调色剂、固化剂、密实剂，所述人造汉白玉建材的制备方法，按照以下步骤进行操作：a、制作填料：先将精炼锰渣磨成80～120目，将白云石粒磨成6-20目，将石英砂磨成100～300目，将石粉磨成200-400目；b、配料：按照配方比例，将精炼锰渣粉、白云石粉、石英砂粉、石粉、调色剂，连同粘合
剂、固化剂、密实剂，倒入混料机进行搅拌，搅拌均匀后形成糊状混合料；c、成型：将上述b中的糊状混合料倒入模具中，采用压力或震动成型；d、固化：将上述压力或震动成型后的人造汉白玉进行固化，固化后予以脱模，即得人造汉白玉产品，进一步，所述精炼锰渣其化学成分的重量百分比为：sio
2 35-55%、cao 25-45%、al
2
o
3 2-15%、mgo 2-5%、 mno 2-10%、fe
2
o
3 0.5-1.5%；进一步，所述b步骤中，各原料配比为，精炼渣粉10-15%、白云石粉40-45%、石英砂粉15-25%、石粉10-20%、粘合剂5-15%、固化剂1-2%、调色剂0.03-0.07%、密实剂0.01-0.03%；进一步，所述b步骤中，所使用粘合剂为环氧树脂，所使用固化剂为丁酮二酸二乙酯，所使用密实剂为氢氧化铁；进一步，所述c步骤中所使用调色剂为钛白粉；进一步，所述步骤c中，在成型时，其中压力成型所用的压力为1000kn～2500kn，震动成型所用频率为2000次/分～4000次/分；进一步，所述步骤d中，固化温度控制在0-120℃，固化时间控制为5-20小时。
[0008]
本发明具有的积极效果是：在本发明中，通过使用粘合剂可将精炼渣粉、白云石粉、石英砂粉、石粉等通过搅拌可将粉料混合均匀并粘结在一起，然后利用固化剂再利用振动的基础上提高其硬度，添加密实剂可进一步提高其密度，特别是通过添加钛白粉白色调色剂，可使形成的人造建材色泽呈现出白玉般的色泽，本发明可有效利用现存的锰渣原料，减少对环境的污染，提高锰渣的使用价值，而且人造汉白玉的硬度比天然汉白玉的硬度高，提高了抗腐蚀能力，延长了使用寿命，提供一种高附加值的建筑材料，变废为宝，造福社会。
具体实施方式
[0009]
本发明的技术方案是：一种利用精炼锰渣制备人造汉白玉建材的方法，所述人造汉白玉包括精炼锰渣粉、白云石粉、石英砂粉、石粉、粘合剂、调色剂、固化剂、密实剂，所述人造汉白玉建材的制备方法，按照以下步骤进行操作：a、制作填料：先将精炼锰渣磨成80～120目，将白云石粒磨成6-20目，将石英砂磨成100～300目，将石粉磨成200-400目；在本实施例中，所述精炼锰渣、利用现有的粉碎机进行粉碎，并利用100目的的筛子进行过滤后进入精炼锰渣粉料仓的，同理，将市场上购买来的20目白云石粉、250目石英砂粉、300目石粉以及100目的钛白粉分别过称后送入料仓中，同时称量作为粘合剂为环氧树脂，作为固化剂的丁酮二酸二乙酯以及密实剂的氢氧化铁；b、按照配方比例，将精炼锰渣粉、白云石粉、石英砂粉、石粉、调色剂，连同粘合剂、固化剂、密实剂，倒入混料机进行搅拌，搅拌均匀后形成糊状混合料；在本实施例中，利用传送带将精炼锰渣粉、白云石粉、石英砂粉的料仓送入混料机中进行预混合，然后，再加入称量好的作为粘合剂为环氧树脂、作为固化剂的丁酮二酸二乙酯以及作为密实剂的氢氧化铁；c、成型：将上述b中的糊状混合料倒入模具中，采用压力或震动成型，在本实施例中，所述模具为一面为龙的形状砖体结构，大小在800mm
×
80000mm
×
30mm的立方体模具，由于面积大，厚度薄，在内部设置了钢筋网，以此提高强度，防止在搬运途中发生断裂现象；
d、固化：将上述压力或震动成型后的人造汉白玉进行固化，固化后予以脱模，即得人造汉白玉产品；在本次使用的精炼锰渣其化学成分的重量百分比为：sio
2 35-55%，cao 25-45%，al
2
o
3 2-15%，mgo 2-5%， mno 2-10% ，fe
2
o
3 0.5-1.5%；上述精炼锰渣中各种成分具有的作用如下： sio
2：
二氧化硅有晶态和无定形两种形态。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石。纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英晶体叫做水晶，含微量杂质而呈紫色的叫紫水晶，浅黄、金黄和褐色的称烟水晶。玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。沙子是混有杂质的石英细粒。蛋白石、硅藻土则是无定形二氧化硅。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成；cao：氧化钙为碱性氧化物，对湿敏感。易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙（ca（oh）
2
）并产生大量热，有腐蚀性。可作填充剂，例如：用作环氧胶黏剂的填充剂；可用作建筑材料、冶金助熔剂，水泥速凝剂，荧光粉的助熔剂；还可用于耐火材料、干燥剂；al
2
o
3
：是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。具有不同晶型，常见的是α-al2o3 和γ
-ꢀ
al2o3。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；al2o3的存在除增加硅石在高温下形成液体的趋势外，还会延缓硅石的分解；mno：氧化锰是建筑材料中的主要防火成分，氧化锰墙板作为一种建筑材料，具有几个优异的特性:防火、防白蚁、防潮、防霉和高强度，氧化锰也被用作颜料、玻璃等。可用作制造锂氧化锰电池或其他电池。用作饲料添加剂、微量元素肥料、铁氧体原料、涂料和清漆干燥剂等；mgo：又称镁砂，是一种白色吸湿性固体矿物，以方镁石的形式存在于自然界中，是冶炼镁(或氧化物)的原料。它有氧化镁的经验公式，由mg
²
+离子和o
2-离子通过离子键结合在一起组成晶格，在水的存在下形成氢氧化镁 (mgo + h
2
o
ꢀ→ꢀ
mg(oh)
2
)，但是通过加热使水分分离，氢氧化镁可以反过来形成氧化镁。氧化镁被认为是一种耐火材料，即在高温下具有物理和化学稳定性。它有两个有用的属性:高导热性和低导电性。迄今为止，耐火材料工业消耗了世界上大部分的氧化镁，2004年，耐火材料工业消耗了美国约56 %的氧化镁，其余44 %用于农业、化学、建筑、环境和其他工业应用，氧化镁被用作坩埚的基本耐火材料；fe
2
o
3
：氧化铁作为颜料广泛用于高档汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料，是较好的环保涂料，全世界氧化铁：具有良好的耐热性、耐候性和吸收紫外线等优点，又能很好地分散在油性载体中，用它调制的涂料或油墨具有令人满意的透明度。利用具有半导体特性的氧化铁等做成涂料在上述b步骤中，所述b步骤中，各原料配比为，精炼渣粉10-15%、白云石粉40-45%、石英砂粉15-25%、石粉10-20%、粘合剂5-15%、固化剂1-2%、调色剂0.03-0.07%、密实剂0.01-0.03%，各种原料的作用具体如下：
精炼锰渣粉：其中含有多种成分，具体各种成份的作用如上所述；白云石：白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。主要用作碱性耐火材料和高炉炼铁的熔剂；以及生产玻璃和陶瓷的配料；石英砂：石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7，石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业。石英砂是无色、透明的石英的变种，石英砂岩是固结的碎屑岩石，石英碎屑含量达95%以上，来源于各种岩浆岩，沉积岩和变质岩，重质矿物较少，伴生矿物为长石、云母和黏土矿物。石英岩分沉积成因和变质成因两种，前者碎屑颗粒与胶结物的界限不明显，后者指变质程度深、质纯的石英岩矿石。脉石英是由热液作用形成，几乎全部由石英组成，致密块状构造。石英砂中矿物含量变化较大，以石英为主，其次为长石、云母、岩屑、重矿物，黏土矿物等；石粉：石粉是石头的粉末的通称，石粉用途广泛，用其制造的产品在我们的生活中无处不见，例如：塑料、钙片、化妆品、衣服、牙膏等等，超微细石粉：广泛应用于橡胶、造纸、涂料、塑铝型材、陶瓷、水泥、玻璃、冶炼、耐火材料、医药、食品、日用化工、化妆品、工艺建筑、高级装饰装修等生产应用领域。尤其是应用于涂料和造纸上时可直接降低钛白粉使用量3%
--
10%，从而大幅度降低产品成本。优质汉白玉特级超微细石粉造纸业用于纸浆加添（胶板纸、铜板纸等），其作用是为了增加不透明度，提高纸张柔韧性。
[0010]
上述b步骤中，所使用粘合剂为环氧树脂，所使用固化剂为丁酮二酸二乙酯，所使用密实剂为氢氧化铁；丁酮二酸二乙酯：主要用作增塑剂和特种润滑剂， 也用作气相色谱固定液；用作溶剂、食品加香剂、有机合成中间体；在本发明中主要用于人造汉白玉的快速固化成型。
[0011]
氢氧化铁： 主要用于制颜料、药物、并用作净水剂、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等，在本发明中，主要作用是通过吸收水分，加快各种成分的凝聚，起密实作用。
[0012]
上述c步骤中所使用调色剂为钛白粉，调色剂加入重量为粉状混合料重量的0.03-0.07%；；钛白粉(tio2)：是一种重要的无机化工颜料，尤其是改性包覆下在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。在发明中，主要是作用一种着色作用，增加人造汉白玉的白色色泽；所述步骤c中，在成型时，其中压力成型所用的压力为1000kn～2500kn，震动成型所用频率为2000次/分～4000次/分；在本实施例中利用了建筑领域使用的振动器在混合料中进行振动，排除混合料中的空隙合气体，达到密实效果。
[0013]
上述步骤d中，固化温度控制在0-120℃，固化时间控制为5-20小时，在本实施例中，是将批量加工好的产品放置到加热传送带上，按照低-高-低的加热工艺加热，最高达到80
°
c。
[0014]
尽管在本实施例中形成的是方形墙砖结构，也可根据需要形成山草树木，虫鱼鸟
兽以及大自然中各种物体或者如：麒麟、龙等传说中的动物和鸟类等，也可以形成各种立方体毛坯，然后利用机械人雕刻成型。
[0015]
实施例：以下是利用本发明的料方进行的实验数据汇总一开始在试验中，得到了一些数据不尽人意，但是，在本实施例中没有列举，通过多次调整数据，最终达到了上述良好的结果。
[0016]
从以上数据可以看出，通过试验，上述实施例的数据均达到了试验要求。
[0017]
在本发明中，通过使用粘合剂可将精炼锰渣粉、白云石粉、石英砂粉、石粉等通过搅拌可将粉料混合均匀并粘结在一起，然后利用固化剂再利用振动的基础上提高其硬度，添加密实剂可进一步提高其密度，特别是通过添加钛白粉白色调色剂，可使形成的人造建材色泽呈现出白玉般的色泽，本发明可有效利用现存的锰渣原料，减少对环境的污染，提高锰渣的使用价值，而且人造汉白玉的硬度比天然汉白玉的硬度高，提高了抗腐蚀能力，延长了使用寿命，提供一种高附加值的建筑材料，变废为宝，造福社会。

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