CN105272155A - 一种赤泥烧结砖及其制备方法 - Google Patents

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杨志明
陈霏
朱芳雯
叶丹玫
徐伟
梅嵩
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Abstract

本发明公开了一种赤泥烧结砖及其制备方法，该配方包括以下重量份的原料：赤泥60-80份、珍珠岩20-30份、松香树脂2-4份和硼酸5-8份。本发明以赤泥为主要原料，不仅实现了赤泥废弃物的循环利用，减少环境污染问题和降低了粘土资源的使用，制备的烧结砖还具有强度高、吸水率低、密度较低、保温、隔热效果好、原料来源广泛、成本低、制备工艺简单、耗能低等优点，具有很好的市场前景。

Description

一种赤泥烧结砖及其制备方法
技术领域
本发明属于新型建筑材料技术领域，尤其是一种赤泥烧结砖及其制备方法。
背景技术
赤泥是制铝工业从铝土矿中提炼氧化铝时排出的红色粉泥状废料，一般每生产1吨氧化铝将会附带产生1～2吨赤泥。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥约为3000万吨以上。赤泥主要化学成分有Si02，CaO，Fe203，A1203，Na20，Ti02，K20等，此外还含有一定量的灼碱成分和微量有色金属。目前大多数的氧化铝厂都是将赤泥堆积大量的赤泥或倾入江河湖海，造成了占用土地或污染环境。近年来，赤泥的综合利用已经引起众多研究者的重视，其中利用赤泥生产烧结砖是解决问题的途径之一。利用赤泥制造烧结砖，一方面，相比直接用粘土烧结砖而言，节约了人类赖以生存的粘土资源；另一方面，又实现了废物利用、变废为宝。这样既减轻了环境保护方面的压力，又有利于人类可持续发展，而且有较高的经济价值。
长期以来，我国广泛采用的烧结砖还是以粘土为主要原料，这不仅破坏耕地，而且这种烧结砖还存在生产耗能高、保温效能差、砖体笨重、生产效率低等不足。近些年来，页岩、煤矸石、粉煤灰、赤泥等已成为制备烧结砖的原料，然而这些原料的可塑性难以满足制坯的要求，所以利用其制造烧结砖时常常仍需加入一定量的粘土。同时现有的烧结砖一般都还存在强度较低、密度较高、保温效果差、隔热效果差等问题。因此，研究利用固体废物代替粘土等资源性原料制备高性能烧结砖是非常必要的。
发明内容
本发明目的在于针对现有废弃资源无法得到充分利用和烧结砖存在的问题，提供一种赤泥烧结砖及其制备方法。本发明不仅实现了赤泥固体废弃物的循环利用，减少环境污染问题和降低了粘土资源的使用，制备的烧结砖还具有强度高、保温效果好、隔热效果好等优点。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：
赤泥60-80份、珍珠岩20-30份、松香树脂2-4份和硼酸5-8份。
以上所述的赤泥是暴露于空气自然风干后的赤泥。由于赤泥的塑性与其堆放时间及风化程度有关，新鲜赤泥的塑性指数为16，但暴露于空气中的风化赤泥则基本没有塑性。
优选地，以上的赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：赤泥70份、珍珠岩25份、松香树脂3份和硼酸7份。
以上所述的赤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥60-80份、珍珠岩20-30份、松香树脂2-4份和硼酸5-8份，将各物料分别粉碎至10-18目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为8-12%的水，在转速为80-120r/min下搅拌10-15min，得到混合物料；
S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为70-90℃下烘40-60min，得干燥坯体；
S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为900-1000℃下焙烧1-2h,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明以赤泥为主要原料制备烧结砖，将氧化铝厂的废弃物赤泥变废为宝，实现了固体废弃物的循环利用，减少环境污染问题和降低粘土资源的使用，同时延长了铝的产业链，具有很好的社会效益、生态效益和经济效益。
2、本发明烧结砖的配方中加入的松香树脂，具有很好的粘结性，可以提高赤泥的塑性，进而提高坯料的成型率和提高烧结砖的强度，解决了风化后的赤泥热塑性低难以生产优质烧结砖的问题；松香树脂还具有很好的防水性能，可降低烧结砖的吸水率。
3、本发明烧结砖的配方中加入的硼酸，既可以中和赤泥的灼碱成分，又可作为很好的助烧剂，降低烧结温度，使扩散和烧结速度增大，进而降低能耗和提高生产效率，同时硼酸还具有很好的隔热、保温性能。
4、本发明配方中含有珍珠岩，使得烧结砖具有很好的保温性能，其密度较小，还可以降低烧结砖的密度。
5、本发明采用赤泥、珍珠岩、松香树脂和硼酸为原料，配方合理，制成的烧结砖按照国家标准检验：抗压强度为35-42MPa、吸水率为11-13%、密度为1100-1160kg/m3和导热系数为0.079-0.095W/(m·k)，其产品性能优良，各项质量指标优于国家标准。
6、本发明的烧结砖具有强度高、吸水率低、密度较低、保温、隔热效果好、原料来源广泛、成本低、制备工艺简单、耗能低等优点，具有很好的市场前景。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明保护范围不限于以下实施例。
以下实施例所述的赤泥是暴露于空气自然风干后的赤泥。实施例所用的赤泥来源于广西平果铝厂产生的赤泥。
实施例1
一种赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：赤泥60份、珍珠岩25份、松香树脂2份和硼酸6份。
赤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥60份、珍珠岩25份、松香树脂2份和硼酸6份，将各物料分别粉碎至10目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为10%的水，在转速为80r/min下搅拌15min，得到混合物料；
S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为80℃下烘40min，得干燥坯体；
S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1000℃下焙烧1.5h,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
实施例2
一种赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：赤泥65份、珍珠岩20份、松香树脂3份和硼酸5份。
赤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥65份、珍珠岩20份、松香树脂3份和硼酸5份，将各物料分别粉碎至10目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为8%的水，在转速为100r/min下搅拌10min，得到混合物料；
S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为70℃下烘60min，得干燥坯体；
S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为950℃下焙烧80min,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
实施例3
一种赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：赤泥70份、珍珠岩25份、松香树脂3份和硼酸7份。
赤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥70份、珍珠岩25份、松香树脂3份和硼酸7份，将各物料分别粉碎至10目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为10%的水，在转速为120r/min下搅拌10min，得到混合物料；
S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为90℃下烘40min，得干燥坯体；
S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1000℃下焙烧1h,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
实施例4
一种赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：赤泥75份、珍珠岩20份、松香树脂4份和硼酸6份。
赤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥75份、珍珠岩20份、松香树脂4份和硼酸6份，将各物料分别粉碎至18目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为12%的水，在转速为80r/min下搅拌15min，得到混合物料；
S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为75℃下烘50min，得干燥坯体；
S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为900℃下焙烧2h,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
实施例5
一种赤泥烧结砖，包括以下重量份的原料：赤泥80份、珍珠岩30份、松香树脂4份和硼酸8份。
赤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥80份、珍珠岩30份、松香树脂4份和硼酸8份，将各物料分别粉碎至18目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为10%的水，在转速为100r/min下搅拌12min，得到混合物料；
S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为85℃下烘45min，得干燥坯体；
S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为950℃下焙烧2h,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
本发明实施例制备得到的烧结砖，经过检测，其产品性能如表1所示。
表1.本发明实施例得到的烧结砖的产品性能
抗压强度(MPa) 吸水率(%) 密度(kg/m3) 导热系数(W/(m·k)
实施例1 35.63 12.78 1124 0.081
实施例2 37.18 11.46 1138 0.089
实施例3 40.64 12.04 1163 0.091
实施例4 38.37 12.98 1108 0.095
实施例5 42.07 11.03 1147 0.079
从上述检测结果可看出，本发明的烧结砖不仅重量较轻，还具有良好的抗压、保温、隔热、防水性能，各项技术指标均优于国家标准，具有很好的市场前景。

Claims (4)

1.一种赤泥烧结砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：
赤泥60-80份、珍珠岩20-30份、松香树脂2-4份和硼酸5-8份。
2.根据权利要求1所述的赤泥烧结砖，其特征在于：所述的赤泥是暴露于空气自然风干后的赤泥。
3.根据权利要求1或2所述的赤泥烧结砖，其特征在于：包括以下重量份的原料：
赤泥70份、珍珠岩25份、松香树脂3份和硼酸7份。
4.如权利要求1所述的一种赤泥烧结砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按重量份分别称取以下原料：赤泥60-80份、珍珠岩20-30份、松香树脂2-4份和硼酸5-8份，将各原料分别粉碎至10-18目，得细原料；
S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入与细原料重量比为8-12%的水，在转速为80-120r/min下搅拌10-15min，得到混合物料；
S3：将混合物料送入制砖机，制成坯体；
S4：将步骤S3得到的坯体在温度为70-90℃下烘40-60min，得干燥坯体；
S5：将干燥坯体送入窑炉，在温度为900-1000℃下焙烧1-2h,自然冷却后，即可得到赤泥烧结砖。
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