모래-석회 벽돌의 생산

웨산 구리 광산은 매년 75,000톤의 광미(광석 채굴 후 남은 잔재물)를 생산한다. 이 구리 광미는 주로 석영을 비롯해 10여 종의 광물로 구성된 고운 모래이다. 기술적 분석 결과, 이 광미에는 종합적인 회수 가치가 없는 것으로 나타났다. 이 광산은 광미를 이용해 벽돌을 생산하는 데 대한 대규모 실험을 진행하여 성공을 거두었다.

A. 원료의 물성
국내 사암-석회 벽돌 공장의 데이터에 따르면, 일반적으로 사용되는 모래의 SiO₂ 질량 분율은 65% 이상이어야 하며, 운모와 같은 유해 성분의 함량은 너무 높지 않아야 합니다. 이 광산의 광미의 주요 화학 성분은 다음과 같습니다: SiO₂ 60.43%, Al₂O₃ 14.27%, Fe₂O₃ 4.69%, CaO 6.22%, MgO 1.40%, K₂O 3.4%, Na₂O 3.86%로, 이는 기본적으로 벽돌 제조용 모래의 요구 사항을 충족합니다.

B. 생산 공정
광미와 석회를 원료로 사용하며(필요에 따라 착색제 및 혼합제를 첨가할 수 있음), 이 공정은 원료 준비, 압축 및 성형, 그리고 포화 증기 경화 단계를 포함합니다.
생산된 석회모래 벽돌은 검사를 통과하여 부처의 기준을 충족했습니다. 외관 지표를 기준으로 볼 때 이 벽돌은 1등급 벽돌로 분류되며, 기술 사양 면에서 소성 점토 벽돌을 능가하여 활용 전망이 매우 밝습니다.

증기 양생 표준 벽돌의 생산
베이징과학기술대학교의 자오펑칭 교수와 연구팀은 알칼리성 복합 활성화제를 첨가한 상태에서 구리 광미, 분쇄된 고로 슬래그, 플라이애시를 사용하여 수열 경화 공정을 통해 하중을 지탱할 수 있는 표준 벽돌을 제조했다. 실험에 사용된 주요 원료는 청더 구리 광산 회사의 구리 광미, 슬래그, 인근 발전소의 플라이애시, 활성화제, 그리고 쇄석 분말이었다. 원료 혼합물의 고형 폐기물 함량은 전체 고형 원료의 최대 95%에 달했으며(이 중 광미는 60%–70%를 차지함), 실험에서는 모의 벽돌 배합을 사용했으며, 40 mm × 40 mm × 160 mm 금형에서 진동 성형을 실시했다. 24시간 후, 시편을 탈형하고 70°C에서 6시간 동안 증기 양생했습니다. 그 후, 증기 양생 후 및 추가로 28일간의 표준 양생 후 압축 강도를 측정했습니다. 공정 매개변수를 최적화하기 위해 직교 실험법을 사용했다. 그 결과, 제조된 제품은 18.1 MPa의 압축 강도와 3.6 MPa의 굽힘 강도를 달성했으며, 우수한 동결-해동 저항성과 안정성을 보였다.
이 공정은 저활성(저규소) 광미(tailings)를 원료로 사용하고, 알칼리 활성화 플라이애시-슬래그 시멘트질 재료를 적용하며, 비교적 저온의 증기 양생 공정을 통해 규격에 부합하는 하중 지지용 표준 벽돌을 성공적으로 생산함으로써, 저활성 광미의 자원 활용을 위한 새로운 방안을 모색하고 있다.