多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究

摘要

为充分利用尾矿资源,以多元固废(钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥)为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数.结果表明:①钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想.颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性.②钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大.③试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18～4.75 mm占20％、0.60～1.18 mm占50％、0.15～0.60 mm占30％,适宜掺量78％;粘结剂的适宜配比为w(金尾矿):w(页岩):w(水库底泥)=2:1:1.④以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1080°C、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm2,满足《透水路面砖和透水路面板》(GB/T 25993—2010)和《透水砖》(JCT 945—2005)的要求.