CN106810288A - 一种赤泥类隔墙板材料及其制备方法和一种赤泥隔墙板 - Google Patents

一种赤泥类隔墙板材料及其制备方法和一种赤泥隔墙板 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种赤泥类隔墙板材料，包含40～75份赤泥、10～份长石、1.5～2.5份碳化硅、10～40份沸石和3～15份锰尾矿。本发明能够成功的以赤泥作为主要原料制备得到赤泥类隔墙板材料，并将赤泥类隔墙板材料制备成隔墙板。本发明得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构，材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。本发明得到的赤泥隔墙板具有优异的力学性能，抗压强度为9.8MPa，抗弯强度为2.5MPa，弹性模量为3783MPa，导热系数为0.125W/m.k。

Description

一种赤泥类隔墙板材料及其制备方法和一种赤泥隔墙板
技术领域
本发明涉及隔墙板材料技术领域，特别涉及一种赤泥类隔墙板材料及其制备方法和一种赤泥隔墙板。
背景技术
赤泥是制铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后，残留的一种红色粉泥状强碱性固体废料。赤泥的主要化学组成为Al2O3、SiO2、CaO和Na2O，主要矿物组成为硅酸三钙、方钠石、水化石、赤铁矿、钙钛矿和镁蔷薇辉石。由于铝土矿矿石品位、生产方式、技术水平的不同，每生产一吨氧化铝将产生0.8～1.5吨赤泥，我国每年赤泥排放量为4500～5000万吨。目前我国赤泥利用率仅为4％，到2015年赤泥累计堆存量达到3.5亿吨。赤泥大量堆存既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。
建筑隔墙板属于墙体材料，由于板材规格尺寸工整、便于机械化作业、生产效率高、可以装配式安装而被广泛的使用。1999年我国建筑隔墙板生产量达到历史最高的2.4亿平方米，占我国墙材总量的1.41％。传统隔墙板大多采用水泥、石膏制成，由于水泥、石膏的吸水性强，材料的吸湿膨胀及干燥收缩无法解决，导致墙板在经过几次季节变化后，墙体开裂现象严重，制约了我国墙板的发展。
由于烧结类陶瓷产品不吸水，应用过程中不产生膨胀与收缩问题，并且陶瓷类产品干燥收缩值小，不随季节变化。因此，陶瓷类隔墙板能够很好的克服传统隔墙板所带来的缺陷，使得隔墙板的性能由很大的提升。然而，陶瓷类产品由于原料来源的局限性，大大限制了陶瓷类隔墙板的应用。目前，现有技术中还没有关于使用赤泥做原料来制备陶瓷类隔墙板的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种赤泥类隔墙板材料及其制备方法和一种赤泥隔墙板，本发明提供的隔墙板以赤泥为主要材料，一方面解决了赤泥的再利用问题，一方面解决了陶瓷类隔墙板原料的局限性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种赤泥类隔墙板材料，由包含以下重量份的原料烧结得到：
优选的，所述赤泥为50～60份。
优选的，所述长石为15～20份。
优选的，所述沸石为20～30份。
优选的，所述锰尾矿为5～10份。
本发明还提供了一种上述技术方案所述赤泥类隔墙板材料的制备方法，包括以下步骤：
对包含赤泥、长石、碳化硅、沸石和锰尾矿的混合物进行粉碎，得到混合物细粉；
将所述混合物细粉进行烧结，得到赤泥类隔墙板材料。
优选的，所述混合物细粉的粒度≥200目。
优选的，所述烧结的温度为1100～1200℃；
所述烧结的时间为1～3小时。
本发明还提供了一种赤泥隔墙板，由上述技术方案所述赤泥类隔墙板材料或者上述技术方案所述制备方法得到的赤泥类隔墙板材料制备得到。
本发明提供了一种赤泥类隔墙板材料，包含40～75份赤泥、10～份长石、1.5～2.5份碳化硅、10～40份沸石和3～15份锰尾矿。赤泥的化学组成与陶瓷部份原料相近，以赤泥做为主体原料主要提供陶瓷中的氧化硅、氧化铝，另外赤泥中包含的氧化钙、氧化钠可以用来降低一些陶瓷烧结温度。本发明得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构，材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。本发明得到的赤泥隔墙板具有优异的力学性能，抗压强度为9.8MPa，抗弯强度为2.5MPa，弹性模量为3783MPa，导热系数为0.125W/m.k。
附图说明
图1为实施例1得到的赤泥类隔墙板材料的纵切图；
图2为实施例2得到的赤泥类隔墙板材料的纵切图；
图3为实施例3得到的赤泥类隔墙板材料的纵切图；
图4为实施例4得到的赤泥类隔墙板材料的纵切图。
具体实施方式
本发明提供了一种赤泥类隔墙板材料，由包含以下重量份的原料烧结得到：
本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含40～75份赤泥，优选为45～70份，更优选为50～60份。在本发明中，所述赤泥作为主体材料，主要提供陶瓷中的氧化硅、氧化铝、氧化钙和氧化钠。本发明对所述赤泥的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的铝厂所产生的赤泥即可。
以40～75份赤泥为基准，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含10～25份长石，优选为12～23份，更优选为15～20份。在本发明中，所述长石可以降低陶瓷烧结温度。本发明对所述长石的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的长石即可。
以40～75份赤泥为基准，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含1.5～2.5份碳化硅，优选为1.7～2.3份，更优选为1.9～2.1份。在本发明中，所述碳化硅中的碳可以生成一氧化碳和二氧化碳气体，最后能够在材料中形成独立的闭孔气泡。本发明对所述碳化硅的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的碳化硅即可，具体的如市售的碳化硅产品。
以40～75份赤泥为基准，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含10～40份沸石，优选为15～35份，更优选为20～30份。在本发明中，所述沸石可以补充氧化硅和氧化铝。本发明对所述沸石的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的沸石即可。
以40～75份赤泥为基准，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含3～15份锰尾矿，优选为5～13份，更优选为8～10份。在本发明中，所述锰尾矿可以降低陶瓷烧结温度。本发明对所述锰尾矿的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的锰尾矿即可。
作为一种优选的实施例，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含40份赤泥、20份长石、2份碳化硅、35份沸石和3份锰尾矿。
作为一种优选的实施例，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含50份赤泥、15份长石、2.2份碳化硅、28份沸石和5份锰尾矿。
作为一种优选的实施例，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含60份赤泥、10份长石、2.3份碳化硅、23份沸石和5份锰尾矿。
作为一种优选的实施例，本发明提供的赤泥类隔墙板材料包含70份赤泥、10份长石、2.5份碳化硅、13份沸石和5份锰尾矿。
本发明还提供了一种上述技术方案所述赤泥类隔墙板材料的制备方法，包括以下步骤：
对包含赤泥、长石、碳化硅、沸石和锰尾矿的混合物进行粉碎，得到混合物细粉；
将所述混合物细粉进行烧结，得到赤泥类隔墙板材料。
本发明将包含赤泥、长石、碳化硅、沸石和锰尾矿的混合物粉碎，得到混合物细粉。在本发明中，所述粉碎的方式优选为球磨。在本发明中，所述球磨用磨球优选为中铝球。在本发明中，所述中铝球的尺寸优选为 和所述和中铝球的数量比优选为(15～25):(45～55):(25～35)，更优选为(17～23):(47～53):(27～335)，最优选为20:50:30。在本发明中，所述混合物、磨球和水的质量比优选为(0.5～1.5):(1.5～2):(0.5～1)，更优选为(1.8～1.3):(1.6～1.9):(0.6～1.9)，最优选为1:1.8:0.8。
本发明对所述粉碎的时间没有特殊要求，能够得到目标粒径的混合物细粉即可。在本发明中，所述混合物细粉的粒度优选的≥200目，更优选为210～250目，最优选为260～300目。本发明优选将球磨得到的混合物料过200目的筛子，当筛余量优选的≤0.2％时即为得到混合物细粉，更优选的≤0.15％，最优选的≤0.1％。
得到所述混合物细粉后，本发明将所述混合物细粉进行烧结，得到赤泥类隔墙板材料。在本发明中，所述烧结的温度优选为1100～1200℃，更优选为1120～1180℃，最优选为1140～1160℃。在本发明中，所述烧结的时间优选为1～3小时，更优选为1.5～2.5小时，最优选为1.8～2.3小时。
本发明还提供了一种赤泥隔墙板，由上述技术方案所述赤泥类隔墙板材料或者上述技术方案所述制备方法得到的赤泥类隔墙板材料制备得到。本发明对所述由赤泥类隔墙板材料制备赤泥隔墙板的方法没有特殊限制，采用本领域技术人员所熟知的制备隔墙板的方法进行制备即可。在本发明中，所述墙板的厚度优选为90～150mm，更优选为100～140mm，最优选为110～120mm。
下面结合实施例对本发明提供的赤泥类隔墙板材料及其制备方法和赤泥隔墙板进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将40份赤泥、20份长石、2份碳化硅、35份沸石和3份锰尾矿混合后进行球磨粉碎，球磨至混合物细粉过200目筛子的筛余量为0.2％时停止球磨，得到混合物细粉。
球磨参数：球磨介质采用中铝球，中铝球按照尺寸比例分配，数量比例为为20:50:30；料、球和水的质量比为1:1.8:0.8，球磨时间为9小时。
将得到的混合物细粉在1200℃下烧结2小时，得到块状赤泥类隔墙板材料。
经检测，赤泥类隔墙板材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。
将实施例1得到的赤泥类隔墙板材料制备成赤泥隔墙板，赤泥隔墙板的尺寸为2.4m×0.6m×0.06m。本实施例得到的隔墙板的纵切图如图1所示。由图1可知，本实施例得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构。对得到的赤泥隔墙板进行力学性能测试，测试结果表明，抗压强度为9.8MPa，抗弯强度为2.5MPa，弹性模量为3783MPa，导热系数为0.125W/m.k。
实施例2
将50份赤泥、15份长石、2.2份碳化硅、28份沸石和5份锰尾矿混合后进行球磨粉碎，球磨至混合物细粉过200目筛子的筛余量为0.2％时停止球磨，得到混合物细粉。
球磨参数：球磨介质采用中铝球，中铝球按照尺寸比例分配，数量比例为为20:50:30；料、球和水的质量比为1:1.8:0.8，球磨时间为9小时。
将得到的混合物细粉在1180℃下烧结2.2小时，得到赤泥类隔墙板材料。
经检测，赤泥类隔墙板材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。
将实施例2得到的赤泥类隔墙板材料制备成赤泥隔墙板，赤泥隔墙板的尺寸为2.4m×0.6m×0.06m。本实施例得到的隔墙板的纵切图如图2所示。由图2可知，本实施例得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构。
实施例3
将60份赤泥、10份长石、2.3份碳化硅、23份沸石和5份锰尾矿混合后进行球磨粉碎，球磨至混合物细粉过200目筛子的筛余量为0.2％时停止球磨，得到混合物细粉。
球磨参数：球磨介质采用中铝球，中铝球按照尺寸比例分配，数量比例为为20:50:30；料、球和水的质量比为1:1.8:0.8，球磨时间为9小时。
将得到的混合物细粉在1170℃下烧结2.5小时，得到赤泥类隔墙板材料。
经检测，赤泥类隔墙板材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。
将实施例3得到的赤泥类隔墙板材料制备成赤泥隔墙板，赤泥隔墙板的尺寸为2.4m×0.6m×0.06m。本实施例得到的赤泥隔墙板的纵切图如图3所示。由图3可知，本实施例得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构。
实施例4
将70份赤泥、10份长石、2.5份碳化硅、13份沸石和5份锰尾矿混合后进行球磨粉碎，球磨至混合物细粉过200目筛子的筛余量为0.2％时停止球磨，得到混合物细粉。
球磨参数：球磨介质采用中铝球，中铝球按照尺寸比例分配，数量比例为为20:50:30；料、球和水的质量比为1:1.8:0.8，球磨时间为9小时。
将得到的混合物细粉在1150℃下烧结3小时，得到赤泥类隔墙板材料。
经检测，赤泥类隔墙板材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。
将实施例4得到的赤泥类隔墙板材料制备成赤泥隔墙板，赤泥隔墙板的尺寸为2.4m×0.6m×0.06m。本实施例得到的赤赤泥隔墙板的纵切图如图4所示。由图4可知，本实施例得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构。
由以上实施例可知，本发明能够成功的以赤泥作为主要原料制备得到赤泥类隔墙板材料，并将赤泥类隔墙板材料制备成隔墙板。本发明得到的赤泥类隔墙板材料包含闭孔气泡结构，材料密度为430～450Kg/m3，气泡平均直径为2mm，最大气泡直径为4.2mm，最小气泡直径为1mm。本发明得到的赤泥隔墙板具有优异的力学性能，抗压强度为9.8MPa，抗弯强度为2.5MPa，弹性模量为3783MPa，导热系数为0.125W/m.k。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种赤泥类隔墙板材料，由包含以下重量份的原料烧结得到：
2.根据权利要求1所述的赤泥类隔墙板材料，其特征在于，所述赤泥为50～60份。
3.根据权利要求1所述的赤泥类隔墙板材料，其特征在于，所述长石为15～20份。
4.根据权利要求1所述的赤泥类隔墙板材料，其特征在于，所述沸石为20～30份。
5.根据权利要求1所述的赤泥类隔墙板材料，其特征在于，所述锰尾矿为5～10份。
6.权利要求1～5任意一项所述赤泥类隔墙板材料的制备方法，包括以下步骤：
对包含赤泥、长石、碳化硅、沸石和锰尾矿的混合物进行粉碎，得到混合物细粉；
将所述混合物细粉进行烧结，得到赤泥类隔墙板材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合物细粉的粒度≥200目。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1100～1200℃；
所述烧结的时间为1～3小时。
9.一种赤泥隔墙板，由权利要求1～5任意一项所述赤泥类隔墙板材料或者权利要求6～8任意一项所述制备方法得到的赤泥类隔墙板材料制备得到。
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