CN103319150B

CN103319150B - 高掺量赤泥烧结砖及其制备方法

Info

Publication number: CN103319150B
Application number: CN201310210624.1A
Authority: CN
Inventors: 王家伟; 赵平源; 吕常胜
Original assignee: Guizhou University
Current assignee: Guizhou University
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: CN103319150A

Abstract

本发明公开了一种高掺量赤泥烧结砖及其制备方法，按重量份数计算，包括30～70份赤泥、10～40份建筑废料、14～30份玻璃废料，0.5～1份碳酸钡废料以及占上述组分总重量23～27％的水。本发明采用以多种废料为原料，通过适当的加工方式，将其制备成为使用性能可达到国标中合格品或一级品的要求的烧结砖。该烧结砖的赤泥加入量高、能耗小、放射性在国标要求以下。本发明的原料来源广泛，属于废物利用，能避免二次污染，且生产的工艺流程简单，生产成本低廉，易于产业化，使用效果十分理想。

Description

高掺量赤泥烧结砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是一种高掺量赤泥烧结砖及其制备方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中排放的污染性废渣，平均每生产1t氧化铝，附带产生1～2t赤泥，我国作为世界第四大氧化铝生产国，每年排放的赤泥在550万吨以上。目前赤泥的特点之一是排放量大，且综合利用率极低。随着我国氧化铝产量的逐年增加和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥年产量还将不断增加，预计到2015年，我国赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨。现在多采用的赤泥库（坝）湿法存放或脱水干化处理，不仅侵占农田、污染环境、存在溃坝隐患，而且造成资源的二次浪费，因此对其进行综合利用和无害化处理十分必要。

对赤泥的开发利用，研究者们开展了建筑材料、吸附材料、填充材料、农用肥料、有价金属的回收等方面的研究，但大多处于理论研究阶段，因此总体综合利用率仅为15%左右。赤泥烧砖提供了一条解决问题的好途径，它具有赤泥消耗量大、制砖成本低、取代粘土等优点，能真正实现赤泥的无害化处理，使之成为高附加值产品。从目前研究来看，赤泥烧结砖存在赤泥利用率低、耗能大、石灰爆裂、泛霜严重、放射性超标等问题。

针对以上问题，国内外研究者进行了大量的研究。专利（CN101413241A）中提出了“生态环保型步道砖及其生产工艺”，采用的材料包括矿渣微粉、赤泥、C类粉煤灰及硅藻土、聚羧酸减水剂、电厂脱硫石膏、硫酸铝渣及粉煤灰，赤泥使用量仅为5～9%；专利（CN101269948A）中提出了“赤泥烧结砖及制作方法”，以塑性物料与赤泥为原料烧砖，在900℃～1200℃的焙烧窑中烧35～40小时后得到成品；专利（CN101748848A）中提出了“一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法”，以拜耳法赤泥和页岩为主要原料生产烧结砖，发明中提出由于赤泥的放射性较大，所以控制赤泥加入量在30%以内，并且提出页岩的加入量为65～85％，其所含的SiO₂能固定赤泥中20%左右的CaO，使砖的石灰爆裂达到国标要求；专利（CN1181363A）中提出了“粉煤灰赤泥烧结砖及其制造方法”，以粉煤灰35～92%，赤泥1～50%和添加剂2～15%来烧砖，发明中提到加入大量粉煤灰的目的是为了减少泛霜。

以上这些研究虽能解决一些问题，但他们或者赤泥利用率低，或者工序复杂，很难实现工业化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高掺量赤泥烧结砖及其制备方法，它的赤泥加入量高，能耗小，且产品的各项性能均满足使用要求，适合于工业化生产，以克服现有技术的不足。

本发明的是这样实现的：高掺量赤泥烧结砖，按重量份数计算，包括30～70份赤泥、10～40份建筑废料、14～30份玻璃废料，0.5～1份碳酸钡废料以及占上述组分总重量23～27％的水。

所述的赤泥为拜尔法赤泥、烧结法赤泥、混联法赤泥、新鲜的赤泥、堆存未暴露于空气中的赤泥或暴露于空气中风化的赤泥。

所述的建筑废料包括房屋改建过程中的砖体废料、水泥或地板废料，总体废料中氧化钙的质量百分比含量不超过50%，且粒度在0.45mm以下；所述的玻璃废料包括生产生活中各种玻璃的损坏料或玻璃厂的废料，其粒度在0.3mm以下。

所述的碳酸钡废料包括碳酸钡的质量百分比含量在60%以上的材料，其粒度在0.3mm以下。

高掺量赤泥烧结砖的制备方法，按上述重量份数称取各组分，将碳酸钡废料与赤泥混合后进行第一次陈化，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入水进行第二次陈化，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，对湿坯进行干燥、焙烧，即获得烧结砖成品。

高掺量赤泥烧结砖的制备方法，所述的第一次陈化的时间为5～20小时。

所述的第二次陈化的时间为0.5～4天。

所述的压制成型的成型压力为1～5Mpa，保压时间2～10分钟。

所述的干燥的温度为40～105℃，时间为0.5～2.0小时。

所述的焙烧的温度为600～1200℃，时间为0.5～3.0小时。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用以多种废料为原料，通过适当的加工方式，将其制备成为使用性能可达到国标中合格品或一级品的要求的烧结砖。该烧结砖的赤泥加入量高、能耗小、放射性在国标要求以下。本发明的原料来源广泛，属于废物利用，能避免二次污染，且生产的工艺流程简单，生产成本低廉，易于产业化，使用效果十分理想。

具体实施方式

本发明的实施例1：高掺量赤泥烧结砖的制备，按重量份数计算，取40份拜耳法赤泥，40份建筑废料（CaO质量百分比含量为25%），19.2份玻璃废料以及0.8份碳酸钡废料，将碳酸钡废料与赤泥混合，进行第一次陈化，陈化时间为10小时，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入占上述各组分总重量25%的水，进行第二次陈化，陈化时间为2天，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，压制成型的成型压力为1Mpa，保压时间为10分钟；将湿坯在50℃下干燥2小时，然后在温度为950℃的条件下焙烧1小时，即获得烧结砖成品。

将实施例1的成品进行性能检测，检测结果是：抗压强度为30.2Mpa、抗折强度为7.8Mpa、吸水率为14%、饱和系数为0.82、体积密度1.50 g/cm3、无石灰爆裂、轻微程度泛霜、放射性为0.5%，属于一级品。

本发明的实施例2：高掺量赤泥烧结砖的制备，按重量份数计算，取40份混联法赤泥，40份建筑废料（CaO质量百分比含量为32%），19.2份玻璃废料以及0.8份碳酸钡废料，将碳酸钡废料与赤泥混合，进行第一次陈化，陈化时间为5小时，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入占上述各组分总重量23%的水，进行第二次陈化，陈化时间为4天，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，压制成型的成型压力为3Mpa，保压时间为2分钟；将湿坯在100℃下干燥0.6小时，然后在温度为700℃的条件下焙烧2.5小时，即获得烧结砖成品。

将实施例2的成品进行性能检测，检测结果是：抗压强度为26.5Mpa、抗折强度为6.3Mpa、吸水率为16%、饱和系数为0.85、体积密度1.47 g/cm³、无石灰爆裂、轻微程度泛霜、放射性为0.6%，属于一级品。

本发明的实施例3：高掺量赤泥烧结砖的制备，按重量份数计算，取50份烧结法赤泥，35份建筑废料（CaO质量百分比含量为20%），14份玻璃废料以及1份碳酸钡废料，将碳酸钡废料与赤泥混合，进行第一次陈化，陈化时间为20小时，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入占上述各组分总重量27%的水，进行第二次陈化，陈化时间为0.5天，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，压制成型的成型压力为3Mpa，保压时间为5分钟；将湿坯在80℃下干燥2小时，然后在温度为800℃的条件下焙烧2小时，即获得烧结砖成品。

将实施例3的成品进行性能检测，检测结果是：抗压强度为15.4Mpa、抗折强度为3.0Mpa、吸水率为23%、饱和系数为0.87、体积密度1.34 g/cm³、无石灰爆裂、微程度泛霜、放射性为0.5%，属于合格品。

本发明的实施例4：高掺量赤泥烧结砖的制备，按重量份数计算，取50份堆存未暴露于空气中的混联法赤泥，30份建筑废料（CaO质量百分比含量为35%），19.2份玻璃废料以及0.8份碳酸钡废料，将碳酸钡废料与赤泥混合，进行第一次陈化，陈化时间为15小时，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入占上述各组分总重量25%的水，进行第二次陈化，陈化时间为3天，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，压制成型的成型压力为3Mpa，保压时间为8分钟；将湿坯在100℃下干燥1.5小时，然后在温度为950℃的条件下焙烧0.5小时，即获得烧结砖成品。

将实施例4的成品进行性能检测，检测结果是：抗压强度为20.6Mpa、抗折强度为4.3Mpa、吸水率为18%、饱和系数为0.87、体积密度1.44 g/cm³、无石灰爆裂、轻微程度泛霜、放射性为0.7%，属于一级品。

本发明的实施例5：高掺量赤泥烧结砖的制备，按重量份数计算，取45份暴露于空气中风化的拜耳法赤泥，20份建筑废料（CaO质量百分比含量为50%），34.3份玻璃废料以及0.7份碳酸钡废料，将碳酸钡废料与赤泥混合，进行第一次陈化，陈化时间为10小时，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入占上述各组分总重量25%的水，进行第二次陈化，陈化时间为2天，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，压制成型的成型压力为5Mpa，保压时间为2分钟；将湿坯在100℃下干燥2小时，然后在温度为1000℃的条件下焙烧0.5小时，即获得烧结砖成品。

将实施例5的成品进行性能检测，检测结果是：抗压强度为24.8Mpa、抗折强度为5.8Mpa、吸水率为19%、饱和系数为0.88、体积密度1.48g/cm³、无石灰爆裂、轻微程度泛霜、放射性为0.8%，属于一级品；

本发明的实施例6：高掺量赤泥烧结砖的制备，按重量份数计算，取65份新鲜的混联法赤泥，20份建筑废料（CaO质量百分比含量为40%），14份玻璃废料以及1份碳酸钡废料，将碳酸钡废料与赤泥混合，进行第一次陈化，陈化时间为10小时，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入占上述各组分总重量25%的水，进行第二次陈化，陈化时间为2天，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，压制成型的成型压力为1Mpa，保压时间为10分钟；将湿坯在100℃下干燥1小时，然后在温度为1150℃的条件下焙烧0.6小时，即获得烧结砖成品。

将实施例6的成品进行性能检测，检测结果是：抗压强度为26.7Mpa、抗折强度为6.3Mpa、吸水率为17%、饱和系数为0.86、体积密度1.49 g/cm³、无石灰爆裂、轻微程度泛霜、放射性为0.7%，属于一级品。

上述实施例中，建筑废料采用房屋改建过程中的过程中的多种建筑废料，包括各种砖体废料、水泥或地板等废料，但总体废料中CaO含量不应超过50%，且粒度在0.45mm以下。建筑废料在本发明中，起到填充的作用，它用于提高产品的承重性能。

玻璃废料采用生产或生活中各种玻璃的损坏料及玻璃厂的废料，其粒度在0.3mm以下。

碳酸钡废料包括碳酸钡的质量百分比在60%以上的材料，其粒度在0.3mm以下。

Claims

1.一种高掺量赤泥烧结砖，其特征在于：按重量份数计算，包括30～70份赤泥、10～40份建筑废料、14～30份玻璃废料、0.5～1份碳酸钡废料以及占上述组分总重量23～27％的水；所述的建筑废料包括房屋改建过程中的砖体废料、水泥或地板废料，总体废料中氧化钙的质量百分比含量不超过50%，且粒度在0.45mm以下；所述的玻璃废料包括生产生活中各种玻璃的损坏料或玻璃厂的废料，其粒度在0.3mm以下；所述的碳酸钡废料包括碳酸钡的质量百分比在60%以上的材料，其粒度在0.3mm以下。

2.根据权利要求1所述的高掺量赤泥烧结砖，其特征在于：所述的赤泥为拜尔法赤泥或烧结法赤泥。

3.根据权利要求1所述的高掺量赤泥烧结砖，其特征在于：所述的赤泥为混联法赤泥。

4.一种如权利要求1所述的高掺量赤泥烧结砖的制备方法，其特征在于：按上述重量份数称取各组分，将碳酸钡废料与赤泥混合后进行第一次陈化，再将第一次陈化后的混合料与磨细后的建筑废料及玻璃废料混匀，向第二次混合料中加入水进行第二次陈化，再将第二次陈化后的混合料采用压制成型的方式制得湿坯，对湿坯进行干燥、焙烧，即获得烧结砖成品；所述的压制成型的成型压力为1～5MPa，保压时间2～10分钟；所述的焙烧的温度为600～1200℃，时间为0.5～3.0小时。

5.根据权利要求4所述的高掺量赤泥烧结砖的制备方法，其特征在于：所述的第一次陈化的时间为5～20小时。

6.根据权利要求4所述的高掺量赤泥烧结砖的制备方法，其特征在于：所述的第二次陈化的时间为0.5～4天。

7.根据权利要求4所述的高掺量赤泥烧结砖的制备方法，其特征在于：所述的干燥的温度为40～105℃，时间为0.5～2.0小时。