CN104045374A

CN104045374A - 一种赤泥多孔材料

Info

Publication number: CN104045374A
Application number: CN201410291960.8A
Authority: CN
Inventors: 刘海锋; 程峰; 巢启
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明公开的是一种赤泥多孔材料。为了解决赤泥排放的问题，本发明采用化学结合陶瓷的合成技术和化学引气技术，将赤泥作为一部分合成材料原料，再加入固体水玻璃、矿渣、粉煤灰、稳泡剂和水以及发泡剂制备成一种多孔材料。所述多孔材料由于具有孔径均匀、重量轻、保温性良好、吸水率低、强度高、闭孔率高、绿色环保、固废利用率高等优点，制备的赤泥多孔材料闭孔率达到95%以上，干密度450-700kg/m3，导热系数可低于0.13w/mk，防火能力达到4小时，可广泛应用在化工、供暖保温、建筑节能、室内隔音、高速路隔音屏障等方面。

Description

一种赤泥多孔材料

技术领域

本发明涉及一种赤泥多孔材料，属于建筑材料料制备技术领域。

背景技术

赤泥是铝冶炼过程中，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。因生产工艺不同，赤泥分为拜尔法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥。每冶炼一吨铝附带产生1.0-2.0吨赤泥，我国每年排放上千万吨赤泥，大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，大面积堆放不仅占用了大量土地，还对环境造成了严重的污染。目前我国已有数千万吨的赤泥堆放在堆场还未进行有效的开发和利用，因此最大限度的利用赤泥、生产各种以赤泥为原料的绿色材料是亟待解决的问题。

拜耳法赤泥具有较高的含碱量，利用拜耳法赤泥含碱量高的特点，在化学陶瓷材料合成过程中部分充当碱激发剂，可适当降低外激发剂的加入，就可以大大降低产品的成本。此外，拜耳法赤泥颗粒具有天然多孔性的特点使得它能与其它相关材料合成生产闭孔多孔材料，这种多孔材料由于具有孔径均匀、重量轻、保温性良好、吸水率低、强度高、闭孔率高、绿色环保、固废利用率高等优点，可广泛应用在化工、供暖保温、建筑节能、室内隔音、高速路隔音屏障等方面。经过检索并未发现有利用赤泥制备多孔材料的报道。

发明内容

本发明的目的在于借鉴已有技术，克服已有技术的不足，采用化学结合陶瓷的合成技术和化学引气技术，经过赤泥的活化工艺，将赤泥作为一部分合成材料原料，再加入其他必要原料之后，制备一种赤泥多孔材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下，一种赤泥多孔材料，由下述方法制备：

（1）按重量比45-65:1，取浆料和发泡剂混合制备；所述浆料由：固体水玻璃2~6份、矿渣15~35份、赤泥35~50份、粉煤灰5-10份、稳泡剂0.1~0.4份和水5-15份组成。

（2）于上述原料中，先将固体水玻璃、矿渣以及稳泡剂按照比例不分先后次序的加入到搅拌机中，然后用无重力搅拌机混合均匀，转速为60r/min，分散时间15-20min，得到激发料；

（3）然后保持转速60r/min搅拌的同时，将赤泥、水按照比例加入到搅拌机中搅拌10-15min，混合均匀后，将发泡剂按比例加入到搅拌机中搅拌2-4min，搅拌完成后浇注到模具中，在常温下养护4-6小时；

（4）将硬化后的赤泥多孔材料切割成需要的尺寸送入蒸压反应釜，在0.6-0.8MPa压力下养护8-10小时，得到成品。

所述固体水玻璃为市售工业固体钠水玻璃、钾水玻璃或二者以任意组分混合的混合物，其模数为1.5-2.2，与水混合后，在水中的溶解度大于95%；

所述的赤泥为含水量在5%-30%的拜耳法赤泥；

所述的矿渣为高炉粒化炉渣磨成比表面积大于400平方米的矿渣微粉，为市售产品；所述的粉煤灰为市售一级、二级二者以任意比例组成的混合物；

所述的稳泡剂为市售工业用硬脂酸钙、硬脂酸锌二者以任意组分混合的混合稳泡剂；

所述的发泡剂为10%-50%的工业用双氧水。

采取上述措施的本发明，具有如下的优点和效果：

1、本发明以地聚物材料合成技术为基础，赤泥既是活性反应材料又是孔壁的硅铝质材料，其中粉煤灰作为多孔架构填充和支撑体，在多孔材料后期强度的增长中起到至关重要的作用，若不用粉煤灰，则赤泥多孔材料的孔体易形成开孔，且孔径过细，直接影响多孔材料的抗压、抗冻、吸水率、收缩率等物理性能。

2、本发明中利用赤泥颗粒具有天然多孔性的特点，制备的多孔材料由化学法产生的密闭孔和赤泥的天然孔组成，因而该多孔材料其孔隙率更高，在绝热、吸音、防火方面更加优越。

3、本发明利用地聚物合成技术以及地聚物三维网络状结构的特点，赤泥中含有的微量放射性元素被三维结构封闭在多孔材料中，因而赤泥在本发明中的含量可适当增加而不超过国家限定的核放射性限量。

4、本发明将目前难以处理的工业固废赤泥制备成了具有绝热、吸音、防火、吸水率低等优点的闭孔多孔材料，从而使赤泥的利用范围大大增加，可拓展到许多领域。

本发明制备的赤泥多孔材料达到养护时间后，经过检测，容重在350-650kg/m3，抗压强度1.0-6.0MPa，闭孔率大于95%，收缩率≤0.5mm/m，导热系数0.085-0.138w/mk，防火达到4小时，是一款优良的绝热保温防火材料，可应用于更多领域。

具体实施方式：

实施例1：固体水玻璃2~6份、矿渣15~35份、赤泥35~50份、粉煤灰5-10份、稳泡剂0.1~0.4份和水5-15份

本发明配方一：

组份	配方（wt%）
		固体硅酸钠（m=1.5）	2
矿渣	30
		赤泥	45
二级粉煤灰	9
		硬脂酸钙	0.15
发泡剂（10%）	2.2
		水	12
合计	100.35

实施例2

本发明配方二：

组份	配方（wt%）
		固体硅酸钠（m=1.8）	3
矿渣	30
		赤泥	42
二级粉煤灰	12
		硬脂酸钙	0.15
发泡剂（10%）	1.8
		水	11
合计	99.95

实施例3

本发明配方三：

组份	配方（wt%）
		固体硅酸钠（m=2.0）	6
矿渣	35
		赤泥	35
二级粉煤灰	10
		硬脂酸钙	0.15
发泡剂（10%）	1.5
		水	14
合计	101.65

实施例4

本发明配方四：

组份	配方（wt%）
		固体硅酸钠（m=2.0）	5
矿渣	20
		赤泥	45
二级粉煤灰	15
		硬脂酸钙	0.15
发泡剂（10%）	1.6
		水	14
合计	100.75

上述配方均由下述方法制备：

（1）先将固体水玻璃粉末、矿渣、表面活性剂以及稳泡剂按照一定的比例不分先后次序的加入到搅拌机中，然后用无重力搅拌机混合均匀，转速为60r/min，分散时间15-20min，得到激发料；

（2）在转速60r/min下搅拌的同时，将赤泥、水按照比例加入到搅拌机中搅拌10-15min，混合均匀后，将发泡剂按比例加入到搅拌机中搅拌2-4min，搅拌完成后浇注到模具中，在常温下养护4-6小时；

（3）将硬化后的赤泥多孔材料切割成需要的尺寸送入蒸压反应釜，在0.6-0.8MPa压力下养护8-10小时，得到成品。

Claims

1.一种赤泥多孔材料，其特征在于所述多孔材料由下述方法制备：

（1）按重量比45-65:1，取浆料和发泡剂混合制备；所述浆料由：固体水玻璃2~6份、矿渣15~35份、赤泥35~50份、粉煤灰5-10份、稳泡剂0.1~0.4份和水5-15份组成；

2.根据权利要求1所述的一种赤泥多孔材料，其特征在于，所述的固体水玻璃为市售工业固体钠水玻璃、钾水玻璃或二者以任意组分混合的混合物，其模数为1.5-2.2，与水混合后，在水中的溶解度大于95%。

3.根据权利要求1所述的一种赤泥多孔材料，其特征在于，所述的的赤泥为含水量在5%-30%的拜耳法赤泥。

4.根据权利要求1所述的一种赤泥多孔材料，其特征在于，所述的矿渣为高炉粒化炉渣磨成比表面积大于400平方米的矿渣微粉，为市售产品；所述的粉煤灰为市售一级、二级二者以任意比例组成的混合物；所述的稳泡剂为市售工业用硬脂酸钙、硬脂酸锌二者以任意组分混合的混合稳泡剂。

5.根据权利要求1所述的一种赤泥多孔材料，其特征在于，所述的发泡剂为10%-50%的工业用双氧水。