CN101748848A - 一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法，属环保、建材和工业废渣的综合利用技术领域，是以拜耳法赤泥和页岩为主要原料加工生产的一种烧结墙砖，拜耳法赤泥、页岩、煤的重量配料比为10～30％∶65～85％∶4～8％加水量为20±2％，本发明同时也公开了这种烧结砖的生产方法。此烧结砖不仅外形美观，而且泛霜、石灰爆裂、吸水率、饱和系数(抗冻融试验)、力学强度试验、放射性指数等结果均满足烧结砖国标要求，是建筑行业的一种新型墙体材料。
Description
技术领域：本发明涉及拜耳法工艺生产氧化铝排出的赤泥废渣的综合利用方法，具体地说是利用拜耳法赤泥代替部分粘土或页岩生产烧结砖，达到赤泥的综合利用。属有色冶金、环保建材和工业废渣的综合利用技术范畴。
背景技术：拜耳法赤泥是铝土矿经湿法冶金工艺过程提取氧化铝后的废弃物，也称为尾矿。利用拜耳法工艺每生产一吨氧化铝，要产出0.8-1.5吨赤泥(随铝土矿品位及生产方法不同而异)。赤泥是氧化铝厂最大的污染物，在铝行业仍被定位为危险固体废弃物。目前世界上每年产出约上亿吨的赤泥，只有很少一部分得到利用，不少铝厂由于赤泥处理不善，造成了严重的环境污染，还占用大量的土地用于堆存，如何做好赤泥的综合利用仍是当今氧化铝工业生产的世界性难题。为解决这一难题，广大科技工作者作了许多的有益工作，有的还申请了专利，如《一种石灰烧结一拜耳法联合生产氢氧化铝的方法》申请号200710077821.5《拜尔法赤泥的综合利用》申请号200810069066.0，但由于工业废渣赤泥的量很大，这些方法处理赤泥的能力非常有限，对赤泥的处理量仍是冰山一角。由于赤泥主要成分与粘土相近，发明人想到将赤泥作原料生产建材，因建材需用量巨大，特别是生产建筑用砖，目前我国建筑行业仍在使用大量的实心粘土砖，生产这些砖浪费了可贵的土地资源，大量的取土毁田已造成耕地面积的减少，给农业生产和国民经济的发展带来了严重后果。1992年国务院已明确提出限制和取缔粘土实砖的生产和使用，这样的严峻的形式下急需要新的墙体材料来代替实心粘土砖。
国内虽然有免烧蒸压赤泥粉煤灰砖的报道，但是由于其免烧，使这种砖具有抗冻性差，吸水率高，抗压强度低，保温性能差等缺点，限制了其使用范围。
另见报道的还有赤泥粉煤灰烧结砖，由于其放射性超标而不能普遍使用，所以其用途同样受限。利用赤泥粘土生产墙砖的困难在于赤泥中同时存在有20％左右的氧化钙，6.0％左右的Na2O和少量放射性物质，因此用赤泥代替粘土生产承重墙砖，虽然是一个很好的想法，但必须克服赤泥的碱性强，氧化钙含量偏高，存在一定放射性危害的难题。
发明内容：本发明的目的在于用赤泥与粘土组份相近的性质，克服赤泥中碱性强，氧化钙含量偏高，存在一定量放射性的难题，利用赤泥代替部分粘土或页岩，生产一种赤泥页岩砖并使产品达到烧结砖国家标准。利用页岩代替粘土生产墙砖已是现有技术。利用污泥代替部份页岩生产砖的方法有如《污泥页岩砖的生产方法》，200810044989.0。本发明研究表明，赤泥与页岩搭配生产墙砖是一种最理想的搭配，两者之间优势互补，完全克服赤泥中的不利因素，变不利因素为有利因素，页岩中的SiO2可以固定赤泥中的Na2O，而赤泥中的Na2O，不仅有助于内燃煤的充分燃烧完全，并使砖的烧结温度降低近100℃，赤泥中的CaO，对煤中的S和F起到固定作用，减少煤中硫和氟对环境的污染，而页岩中的SiO2对氧化钙也起到了固定作用，使砖的石灰爆裂指标达到国标要求，赤泥中的放射性强度，由于页岩的稀释和屏蔽而大大降低到国家标准范围之内，因此本发明为氧化铝生产中拜耳赤泥的综合利用探索出一条可行之路，为烧结砖生产寻找到一个新的原料，并为建筑行业墙砖生产增添了一个新的砖品种。
本发明一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法，是以拜耳法赤泥和页岩为主要原料加工生产的一种烧结墙砖，原料重量配比为：
拜耳法赤泥∶页岩∶内燃煤＝10～30％∶65～85％∶4～8％总和以100％，外加20±2％的水，上述原料称重都按干料计算。
从消耗赤泥的量来说，在原料配比中，赤泥的量越多越好，但赤泥的配料比过多，会导致部份指标达不到国家标准，如放射性强度，石灰爆裂等，为保险起见，本发明赤泥的最高配比定为30％，在赤泥30％的配比范围内，砖的各项指标均能达到国家标准。赤泥30％的配比是一个保守数据，因为有些赤泥的放射性强度很低，因此任何赤泥高于30％的赤泥页岩砖都是本发明要求保护的范围。
本发明一种拜耳赤泥页岩砖的生产方法，包括配料、破碎、搅拌、轮碾、真空挤压成型和干燥，与现有技术相近，只是混合搅拌轮碾的速度均大于30m3/h，挤压成型压强为3.0MPa，干燥温度为45～85℃，将成型干燥后的砖坯置于砖窑中，在1000℃±50℃焙烧2-4小时.
本发明具有以下效果：
1、本发明的生产工艺是将拜耳法赤泥和页岩配料，加入添加剂，制成块放在隧道窑中焙烧，烧成温度较低，烧成时间短，生产易于控制，同时拜耳法赤泥在烧结反应中能固定煤中的硫，减少了废气中的硫含量。
2、本发明的生产工艺简单，流程短，投资少。
3、本发明能降低烧结砖的烧成温度80～100℃左右，处理拜耳法赤泥不仅有良好的经济效益，环保效益也十分显著。
4、本发明有效成果是通过拜耳法赤泥与页岩混配生产烧结砖后，找到了拜耳法赤泥可大量综合利用的途径，为氧化铝工业生产中拜耳法赤泥的综合利用探索出了又一条可行之路。
5、本发明是建筑行业的一种新型墙体材料，为墙砖生产开辟了一种新的原料。
附图说明：附图为本发明生产工艺流程图，从图可知，本发明生产工艺流程与现有页岩砖的生产工艺流程相近似，依次包括配料，破碎、过筛、加水、搅拌、轮碾、真空挤压成型和干燥焙烧等步骤，但在各步骤的工艺条件是根据本发明的实际生产条件试验出来的。
具体实施方式：本发明的工业试验是在贵州平坝宏大铝化工有限公司技术中心赤泥综合利用基地的平顶隧道窑进行。
实施例所采用的拜耳法赤泥为宏大铝化工有限公司氧化铝生产所产出的拜尔法赤泥，页岩来自厂区附近的页岩矿山。
采用的页岩和拜尔法赤泥的化学成分：
赤泥 放射性指数测定
| 名称 | 镭(CRa)，Bq/Kg | 钍(CTh)，Bq/Kg | 钾(Ck)，Bq/Kg | 内照射IRa | 外照射Iγ |
| 赤泥 | 420.60 | 638.80 | 208.2 | 2.1 | 3.6 |
实施例1、称取上述经干燥的拜耳法赤泥，页岩和煤，其配比为
拜耳法赤泥∶页岩∶煤＝10∶82∶8
配料后用搅拌机混匀，进入破碎机破碎，通过3mm筛，80％通过，加入20±2％的水，再经双轴搅拌，轮碾后，混合搅拌，轮碾的速度至少30M3/h，送入挤砖机制成大小为240×120×60(mm)的块状，成型压强为3.0MPa将料块堆码在隧道窑车上，通过45～85℃干燥带、预热带、高温烧成带，再经冷却带冷却即为成品，冷却带余热抽取用于烘干。隧道窑的高温焙烧温度为1000±50℃，料块在高温带停留时间为4小时。
实施例2、称取上述经干燥的拜耳法赤泥，页岩和煤，其配比为拜耳法赤泥∶页岩∶煤＝15∶78∶7
配料后用搅拌机混匀，进入破碎机破碎，通过3mm筛，80％通过，加入20±2％的水，再经双轴搅拌，轮碾后，混合搅拌，轮碾的速度至少30M3/h，送入挤砖机制成大小为240×120×60(mm)的块状，成型压强为3.0MPa将料块堆码在隧道窑车上，通过45～85℃干燥带、预热带、高温烧成带，再经冷却带冷却即为成品，冷却带余热抽取用于烘干。隧道窑的高温焙烧温度为1000±50℃，料块在高温带停留时间约为3小时。
实施例3、称取上述经干燥的拜耳法赤泥，页岩和煤，其配比为拜耳法赤泥∶页岩∶煤＝30∶66∶4
配料后用搅拌机混匀，进入破碎机破碎，通过3mm筛，80％通过，加入20±2％的水，再经双轴搅拌，轮碾后，混合搅拌，轮碾的速度至少30M3/h，送入挤砖机制成大小为240×120×60(mm)的块状，成型压强为3.0MPa将料块堆码在隧道窑车上，通过45～85℃干燥带、预热带、高温烧成带，再经冷却带冷却即为成品，冷却带余热抽取用于烘干。隧道窑的高温焙烧温度为1000±50℃，料块在高温带停留时间为2小时。
本实施例1～3分别掺10％赤泥、掺15％赤泥、掺30％赤泥配方试件送至贵州省建材质检站检测，检测项目为：泛霜、石灰爆裂、吸水率、饱和系数、抗冻融试验、力学强度、放射性指数等，其结果均达到烧结砖国标要求。
其中，力学强度试验结果如表：
本实施例赤泥最高30％的配比是一个保守数据，因为有些赤泥的放射性强度很低，大大低于本公司氧化铝生产所产出的拜耳法赤泥“放射性指数测定”结果，因此任何赤泥配比高于30％的赤泥页岩砖都是本发明的要求保护的范围。换句话说，本发明拜耳法赤泥的最高配比30％是基于利用本公司氧化铝生产所产出的拜耳法赤泥，如果用其它工厂产出的拜耳法赤泥，其“放射性指数测定”低于本公司的测定结果配比可大于30％。
Claims (5)
1.一种拜耳法赤泥页岩砖，其特征是以拜耳法赤泥和页岩为主要原料加工生产的一种烧结墙砖，其原料配比为：
拜耳法赤泥∶页岩∶内燃煤＝10～30％∶65～85％∶4～8％，总和以100％计，外加20±2％的水。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法赤泥页岩砖，其特征是拜耳法赤泥中“放射性指数测定”结果为本公司赤泥的“放射性指数测定”结果时，赤泥配料最高为30％。
3.按照权利要求1或2所述的一种拜耳法赤泥页岩砖的生产方法，包括配料、破碎、过筛、搅拌、轮碾、成型干燥和焙烧步骤，其特征在于，成型干燥后的砖坯在砖窑中，在1000±50℃焙烧2-4小时。
4.如权利要求3所述的一种拜耳法赤泥页岩砖的生产方法，其特征在于混和搅拌、轮碾的速度至少30m3/h。
5.如权利要求3所述的一种拜耳法赤泥页岩砖的生产方法，其特征在于所述的成型压强为3.0MPa，干燥温度为45～85℃。
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