權(quán)利要求書： 1.一種礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分比包括：水泥10％～20％，鎳渣復(fù)合礦物摻合料2％～5％，偏高嶺土3％～5％，礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂

70％～80％，可再分散乳膠粉1％～3％，纖維素醚0.1％～0.3％，早強(qiáng)劑0％～0.2％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的粒徑為：在0.075mm以下的含量為20％～25％，粒徑在0.15mm以下的含量為

40％～45％，粒徑在0.3mm以下的含量為65％～70％，粒徑在0.6mm以下的含量為98％～

100％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂是以RKEF法鎳鐵不銹鋼一體化冶煉工藝過程中產(chǎn)生的礦熱爐鎳鐵渣經(jīng)破碎篩分而得的機(jī)制砂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述鎳渣復(fù)合礦物摻合料是以RKEF法鎳鐵不銹鋼一體化冶煉工藝過程中產(chǎn)生的高爐鎳鐵渣、礦熱爐鎳鐵渣、不銹鋼精煉混合渣中的兩種或三種經(jīng)復(fù)配粉磨而得的復(fù)合摻合料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述水泥為

42.5R硅酸鹽水泥。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述偏高嶺

2 2

土的45μm篩余量為0.2％～0.5％，比表面積為15m/g～20m/g。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述可再分散乳膠粉為乙烯?醋酸乙烯酯共聚物和丙烯酸酯?苯乙烯共聚物中的一種或兩種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其特征在于，所述纖維素醚為甲基羥乙基纖維素醚和甲基羥丙基纖維素醚中的一種或兩種；所述早強(qiáng)劑為甲酸鈣。

9.權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的制備方法，其特征在于，將所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的各組分?jǐn)嚢杌旌霞纯傻玫降V熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑。

10.權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑在膠粘陶瓷磚中的應(yīng)用，其特征在于，水與所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑按質(zhì)量比為0.18～0.20：1進(jìn)行混合攪拌后使用。

說明書： 一種礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域,具體涉及一種礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)[0002] 廣東省陽江市有大型的不銹鋼冶企業(yè)，企業(yè)在用RKEF法鎳鐵不銹鋼一體化冶煉工藝過程中排放了大量的鎳渣。這些露天堆積或者填埋的鎳渣不僅嚴(yán)重污染了周邊環(huán)境也占

用了大量的土地資源，找到合適的無害化處理方式已經(jīng)迫在眉睫。另一方面，隨著綠色發(fā)展

理念的深入與落實(shí)，天然河砂的開采受到限制。廣東省面臨著砂資源短缺的問題，建材行業(yè)

存在著大量的用砂缺口，根據(jù)廣東省建筑材料行業(yè)協(xié)會(huì)調(diào)研表明，2019年，廣東省水泥消耗

量為1.78億噸，按照水泥與骨料的需求比例測(cè)算，廣東省的砂石需求量為12.46億噸，其中

砂需求量為5.6億噸。因此，必須使用機(jī)制砂來填補(bǔ)巨大的用砂缺口。機(jī)制砂的主要原材料

為巖石、礦山尾礦和工業(yè)冶煉廢渣。經(jīng)過研究廣東省陽江市不同種類鎳渣的物理化學(xué)性質(zhì)

后發(fā)現(xiàn)礦熱爐鎳鐵渣破碎后適合作為骨料，因此經(jīng)過合理的工藝改良礦熱爐鎳鐵渣的顆粒

特性并將其制備為機(jī)制砂是一種鎳渣無害化處理的有效方式。

[0003] 陶瓷磚膠粘劑是一種特種砂漿，目前廣泛的應(yīng)用在瓷質(zhì)地磚、墻磚的鋪設(shè)中，相比普通水泥、防水砂漿之類產(chǎn)品，陶瓷磚膠粘劑有更高的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與抗老化性能，能夠有

效抑制瓷質(zhì)墻、地磚的空鼓、脫落等現(xiàn)象。使用陶瓷磚膠粘劑時(shí)需要薄層鋪貼，對(duì)砂質(zhì)量要

求較高，一般是粒徑小于30目(0.6mm)的石英砂或者河砂。將礦熱爐鎳鐵渣制備為陶瓷磚膠

粘劑用砂可以在緩解用砂緊缺的同時(shí)，提高礦熱爐鎳鐵渣無害化利用的附加值。

[0004] 目前，有最新相關(guān)研究使用再生細(xì)骨料來制備陶瓷磚膠粘劑，以達(dá)到節(jié)約河砂、增加再生細(xì)骨料附加值的效果。中國發(fā)明專利CN112028567A中公開了一種用全再生細(xì)骨料制

備陶瓷磚膠粘劑的方法。但是，全再生細(xì)骨料的來源為建筑物廢棄物，其級(jí)配與顆粒特性不

良，發(fā)明中公布的陶瓷磚膠粘劑只達(dá)到《陶瓷磚膠粘劑》(JC/T547?2017)中C1?普通型陶瓷

磚膠粘劑的性能要求。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明針對(duì)陽江市鎳渣大量排放、堆積以及廣東省砂資源短缺的一系列問題，提供了一種礦熱爐鎳鐵渣陶瓷磚膠粘劑的制備方法，在緩解環(huán)保壓力的同時(shí)減少了天然砂資

源的消耗。

[0006] 本發(fā)明針對(duì)礦熱爐鎳鐵渣的特性，應(yīng)用了Dinger_Funk緊密堆積模型對(duì)礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化，并且礦熱爐鎳鐵渣自身具有一定的火山灰活性，可以進(jìn)一步

提高陶瓷磚膠粘劑的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。使其不僅能夠達(dá)到陶瓷磚膠粘劑的用砂要求，還節(jié)約

了水泥消耗量，可以再較低的水泥含量下達(dá)到《陶瓷磚膠粘劑》(JC/T547?2017)中C2?增強(qiáng)

型陶瓷磚膠粘劑的性能要求。使用礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂制備陶瓷磚膠粘劑在緩解了建材行

業(yè)砂資源缺口的同時(shí)，有效提升了鎳渣資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明具有節(jié)約自然資源，

保護(hù)環(huán)境的重要意義。

[0007] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：[0008] 一種礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑，其組分按質(zhì)量百分比包括：水泥10％～20％，鎳渣復(fù)合礦物摻合料2％～5％，偏高嶺土3％～5％，礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂70％～

80％，可再分散乳膠粉1％～3％，纖維素醚0.1％～0.3％，早強(qiáng)劑0％～0.2％。

[0009] 優(yōu)選的，所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的粒徑為：在0.075mm以下的含量為20％～25％，粒徑在0.15mm以下的含量為40％～45％，粒徑在0.3mm以下的含量為65％～70％，粒

徑在0.6mm以下的含量為98％～100％。

[0010] 優(yōu)選的，所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂是以RKEF法鎳鐵不銹鋼一體化冶煉工藝過程中產(chǎn)生的礦熱爐鎳鐵渣經(jīng)破碎篩分而得的機(jī)制砂。

[0011] 優(yōu)選的，所述鎳渣復(fù)合礦物摻合料是以RKEF法鎳鐵不銹鋼一體化冶煉工藝過程中產(chǎn)生的高爐鎳鐵渣、礦熱爐鎳鐵渣、不銹鋼精煉混合渣中的兩種或三種經(jīng)復(fù)配粉磨而得的

復(fù)合摻合料。

[0012] 優(yōu)選的，所述水泥為42.5R硅酸鹽水泥。[0013] 優(yōu)選的，所述偏高嶺土的45μm篩余量為0.2％～0.5％，比表面積為15m2/g～20m2/g。

[0014] 優(yōu)選的，所述可再分散乳膠粉為乙烯?醋酸乙烯酯共聚物和丙烯酸酯?苯乙烯共聚物中的一種或兩種。

[0015] 優(yōu)選的，所述纖維素醚為甲基羥乙基纖維素醚和甲基羥丙基纖維素醚中的一種或兩種；

[0016] 優(yōu)選的，所述早強(qiáng)劑為甲酸鈣。[0017] 上述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的制備方法，將所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的各組分?jǐn)嚢杌旌霞纯傻玫降V熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑。

[0018] 上述的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑在膠粘陶瓷磚中的應(yīng)用，水與所述礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑按質(zhì)量比為0.18～0.20：1進(jìn)行混合攪拌后使用。

[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：[0020] 由于本發(fā)明中的礦熱爐鎳鐵渣陶瓷磚膠粘劑對(duì)用砂的級(jí)配進(jìn)行精確控制。同時(shí)，礦熱爐鎳鐵渣的自身具有的顆粒形貌與火山灰活性，使得本發(fā)明制備的陶瓷磚膠粘劑具有

優(yōu)秀的工作性能與拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。在具有較高拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的同時(shí)會(huì)消耗更少的水泥。并

且使用不銹鋼冶煉過程中產(chǎn)生的廢渣制備的機(jī)制砂與復(fù)合礦物摻合料也進(jìn)一步有效的降

低了陶瓷磚膠粘劑的生產(chǎn)成本。

附圖說明[0021] 圖1為應(yīng)用Dinger_Funk緊密堆積模型對(duì)礦熱爐鎳鐵渣進(jìn)行級(jí)配優(yōu)化試驗(yàn)過程中，礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的松散堆積密度值隨分布系數(shù)n不同取值的變化趨勢(shì)曲線。

[0022] 圖2為實(shí)施例1?5的陶瓷磚膠粘劑拉伸粘結(jié)強(qiáng)度圖。具體實(shí)施方式[0023] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。[0024] 應(yīng)用Dinger_Funk緊密堆積模型對(duì)礦熱爐鎳鐵渣進(jìn)行級(jí)配優(yōu)化試驗(yàn)過程中，礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的松散堆積密度值隨分布系數(shù)n不同取值的變化趨勢(shì)(圖1)。從圖1可以看

出：分布系數(shù)n為0.5時(shí)，礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂能取得最大松散堆積密度，這可以使得陶瓷磚

膠粘劑的結(jié)構(gòu)更加致密，從而具有更高的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。Dinger_Funk緊密堆積模型如下：

[0025][0026] 式中：D―當(dāng)前顆粒尺寸；[0027] n―分布系數(shù)；[0028] DL―最大顆粒尺寸；[0029] Ds―最小顆粒尺寸；[0030] CPTF―顆粒粒徑中低于D的累計(jì)含量。[0031] 將礦熱爐鎳鐵渣破碎后篩分為粒徑在0.075mm以下、0.075mm～0.15mm、0.15mm～0.3mm、0.3mm～0.6mm四個(gè)范圍，經(jīng)過應(yīng)用Dinger_Funk顆粒緊密堆積理論以及大量的實(shí)驗(yàn)

得出針對(duì)礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的最緊密堆積級(jí)配為：0.075mm以下的含量為20％～25％，粒

徑在0.15mm以下的含量為40％～45％，粒徑在0.3mm以下的含量為65％～70％，粒徑在

0.6mm以下的含量為98％～100％。在此搭配下，用于制備陶瓷磚膠粘劑的礦熱爐機(jī)制砂能

夠達(dá)到最大的松散堆積密度。

[0032] 實(shí)施例中所用級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂的粒徑為：在0.075mm以下的含量為25％，粒徑在0.15mm以下的含量為41％，粒徑在0.3mm以下的含量為65％，粒徑在0.6mm

以下的含量為100％。

[0033] 實(shí)施例中所用沒有級(jí)配優(yōu)化的礦熱爐鎳鐵渣僅做通過0.6mm方孔篩處理。[0034] 實(shí)施例中所用石英砂也未作級(jí)配優(yōu)化，僅做通過0.6mm方孔篩處理。[0035] 實(shí)施例中所用偏高嶺土的45μm篩余量為0.2％，比表面積為16m2/g。[0036] 實(shí)施例中所用鎳渣復(fù)合礦物摻合料是以RKEF法鎳鐵不銹鋼一體化冶煉工藝過程中產(chǎn)生的高爐鎳鐵渣、礦熱爐鎳鐵渣、不銹鋼精煉混合渣三種渣經(jīng)復(fù)配粉磨而得的復(fù)合摻

合料。

[0037] 實(shí)施例1[0038] 石英砂陶瓷磚膠粘劑的原材料：42.5(R)硅酸鹽水泥、石英砂、可再分散乳膠粉(乙烯?醋酸乙烯酯共聚物)、纖維素醚(甲基羥乙基纖維素醚)、偏高嶺土、鎳渣復(fù)合礦物摻合

料、早強(qiáng)劑(甲酸鈣)；

[0039] 將上述原料按比例(原料配比見表1)攪拌混合得到礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑；

[0040] 使用時(shí)加入使陶瓷磚膠粘劑達(dá)到稠度為70mm～90mm的水(以下實(shí)例為相同稠度要求)，實(shí)際操作的水料比為0.17:1。

[0041] 實(shí)施例2[0042] 未級(jí)配優(yōu)化的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的原材料：42.5(R)硅酸鹽水泥、未級(jí)配優(yōu)化的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂、可再分散乳膠粉(乙烯?醋酸乙烯酯共聚物)、纖維素醚

(甲基羥乙基纖維素醚)、偏高嶺土、鎳渣復(fù)合礦物摻合料、早強(qiáng)劑(甲酸鈣)；

[0043] 將上述原料按比例(原料配比見表1)攪拌混合得到礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑；

[0044] 使用時(shí)水料比為0.17:1。[0045] 實(shí)施例3[0046] 級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的原材料：42.5(R)硅酸鹽水泥、級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂、可再分散乳膠粉(乙烯?醋酸乙烯酯共聚物)、纖維素醚

(甲基羥乙基纖維素醚)、偏高嶺土、鎳渣復(fù)合礦物摻合料、早強(qiáng)劑(甲酸鈣)；

[0047] 將上述原料按比例(原料配比見表1)攪拌混合得到礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑；

[0048] 使用時(shí)水料比為0.17:1。[0049] 實(shí)施例4[0050] 級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的原材料：42.5(R)硅酸鹽水泥、級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂、可再分散乳膠粉(乙烯?醋酸乙烯酯共聚物)、纖維素醚

(甲基羥乙基纖維素醚)、偏高嶺土、鎳渣復(fù)合礦物摻合料、早強(qiáng)劑(甲酸鈣)；

[0051] 將上述原料按比例(原料配比見表1)攪拌混合得到礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑；

[0052] 使用時(shí)水料比為0.18:1。[0053] 實(shí)施例5[0054] 級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑的原材料：42.5(R)硅酸鹽水泥、級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂、可再分散乳膠粉(乙烯?醋酸乙烯酯共聚物)、纖維素醚

(甲基羥乙基纖維素醚)、偏高嶺土、鎳渣復(fù)合礦物摻合料、早強(qiáng)劑(甲酸鈣)；

[0055] 將上述原料按比例(原料配比見表1)攪拌混合得到礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑；

[0056] 使用時(shí)使用時(shí)水料比為0.20:1。[0057] 測(cè)試?yán)齕0058] 將實(shí)施例1?5制備的膠粘劑進(jìn)行粘結(jié)陶瓷磚，按照標(biāo)準(zhǔn)《陶瓷磚膠粘劑》(JC/T547?2017)中規(guī)定的測(cè)試方法測(cè)試原強(qiáng)度、浸水強(qiáng)度和晾置20min的強(qiáng)度。

[0059] 實(shí)施例1?5的具體配合比見表1，強(qiáng)度數(shù)據(jù)見圖2。[0060] 表1實(shí)施例陶瓷磚膠粘劑配合比[0061][0062] 實(shí)施例1中所用的砂為石英砂，其原拉伸粘結(jié)強(qiáng)度為1.12MPa達(dá)到《陶瓷磚膠粘劑》(JC/T547?2017)標(biāo)準(zhǔn)中C2?增強(qiáng)型陶瓷磚膠粘劑1.0MPa的要求。

[0063] 實(shí)施例2中所用的砂為級(jí)配優(yōu)化前的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂，其原拉伸粘結(jié)強(qiáng)度為1.23MPa,對(duì)比實(shí)施例1可以看出，礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑在達(dá)到與石英砂陶瓷

磚膠粘劑相同強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，所用水泥量更少，這是礦熱爐鎳鐵渣自身的火山灰活性帶來的

優(yōu)勢(shì)。

[0064] 實(shí)施例3中所用的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂為級(jí)配優(yōu)化后的，其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到《陶瓷磚膠粘劑》(JC/T547?2017)標(biāo)準(zhǔn)中C1?普通型陶瓷磚膠粘劑等級(jí)為0.5MPa的要求時(shí)水泥

用量僅占10.5％。

[0065] 在實(shí)例4、5中適當(dāng)提升水泥用量后陶瓷磚膠粘劑的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，達(dá)到《陶瓷磚膠粘劑》(JC/T547?2017)標(biāo)準(zhǔn)中C2?增強(qiáng)型陶瓷磚膠粘劑等級(jí)要求。

[0066] 對(duì)比實(shí)施例2、4、5看出，經(jīng)過級(jí)配優(yōu)化后的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑水泥用量為14.5％與18.0％，級(jí)配優(yōu)化之前的礦熱爐鎳鐵渣機(jī)制砂陶瓷磚膠粘劑水泥用量為

23.4％時(shí)。實(shí)例4與5的原拉伸粘結(jié)強(qiáng)度分別為1.18MPa和1.55MPa,而實(shí)施例2為1.23MPa。這

體現(xiàn)出級(jí)配優(yōu)化對(duì)陶瓷磚膠粘劑性能的巨大提升效果。

[0067] 以上實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，

均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。