CN107056241A - 一种环保赤泥砖或陶粒的配方及一种环保赤泥砖或陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种环保赤泥砖或陶粒的配方及一种环保赤泥砖或陶粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保赤泥砖或陶粒的配方。它包括按重量百分比计的赤泥30～44％、页岩30～60％、煤矸石0～40％，余量为煤。本发明还公开了一种环保赤泥砖或陶粒及其制备方法。属于砖或陶粒生产领域。本发明将两种单独放置均有害的物质，变为可以加以充分利用的有用资源，既解决了环保问题，又增加建筑材料的来源。煤矸石尾矿还含有8％左右的炭质，又使产品的烧制过程中，能少加煤，降低了能量的消耗。本发明可用于建筑墙材，无土化栽培的陶粒基料等等领域。

Description

一种环保赤泥砖或陶粒的配方及一种环保赤泥砖或陶粒及其 制备方法
技术领域
本发明涉及一种砖或陶粒的配方，特别是涉及一种环保赤泥砖或陶粒的配方。本发明还涉及一种环保赤泥砖或陶粒及其制备方法。属于砖或陶粒生产领域。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中产生的细粒固体废弃物，因多呈红色，故被称为赤泥。其不能完全脱除的水中附着有较高含量的苛性钠。在我国，赤泥的处理主要是筑坝堆存，这不仅需要占用大片的土地，遇水流失造成碱渗漏，对农田、河流、地下水等都会造成严重污染，干燥后的赤泥粉尘又会对大气造成污染。全国每年数以亿吨的新增储量，使赤泥的资源化利用显得十分迫切。但是真正实现资源化利用的工业案例并不多见。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种用于制备砖或陶粒的对环境友好的环保赤泥砖或陶粒的配方。
本发明的第二个目的在于提供一种对环境友好的环保赤泥砖或陶粒。
本发明的第三个目的在于提供一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法。
本发明的第一个目的通过以下技术方案予以实现：
一种环保赤泥砖或陶粒的配方，它包括按重量百分比计的赤泥30～44％、页岩30～60％，余量为煤。由于赤泥和页岩中含有氧化铝和二氧化硅，在高温中可与碱金属氧化物形成长石化合物，以消除赤泥的淋溶水呈碱带来的污染的问题。
为进一步减轻赤泥的淋溶水呈碱性污染的问题，可在上述配方中增加按重量百分比计算的煤矸石(优选以高岭土为主要成分的煤系硫铁矿尾矿)1～40％。由于煤矸石的淋溶水为酸性污染，与赤泥这种性质相反的固体废料协同处理，形成的新物质可抵消各自的危害性，变废为宝。又因配伍的材料都几乎不含有害金属，即使是陶粒制品也不会形成对种植产品的污染。
石灰石的主要成份是碳酸钙，碳酸钙在700～1000℃高温中形成氧化钙，具有很强的反应活性，有促进矿化、降低烧成温度、改变色泽、增加强度的作用。因此，进一步的，所述配方还包括按重量百分比计算的石灰石1-5％。
所述砖或陶粒配方内含有按重量百分比计的三氧化二铁12.7％～14.35％、二氧化钛1.8％～3.0％、氧化硅35.6％～47.2％、氧化铝14.3％～24.9％，氧化钙7.2％～12％、氧化镁0.39％～1.4％％、氧化钠2.2％～3.5％、氧化钾0.58％～1.6％、硫0.5～1.73％。
本发明的第二个目的通过以下技术方案予以实现：
一种环保赤泥砖或陶粒，它由上述任一环保赤泥砖或陶粒的配方烧结而成，所述砖或陶粒中具有以下成份：莫来石(3Al2O3.2SiO2)；赤铁矿(Fe2O3)；钙(钠)长石[(Na、Ca)(AlSi3O8)]；玻璃相；含硫硅铝钠钙[(Na、Ca)Al6Si6O14(SO4)2]。该环保赤泥砖或陶粒制品中，碱金属离子进入了长石分子中或硫硅铝钠钙分之中，形成了不溶性化合物。赤泥中的碱随水流失造成的危害，通过这种途径得到克服。另外，形成的含硫硅铝钠钙[(Na、Ca)Al6Si6O14(SO4)2]化合物使硫固定在烧结产物中，二氧化硫烟气的危害同时得到控制。
本发明的第三个目的通过以下技术方案予以实现：
一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，它包括以下步骤：
(1)按重量百份比取赤泥30～44％、页岩30～60％，余量为煤，混合均匀；
(2)根据需要制成特定的形状，并于10～15MPa条件下制胚；
(3)将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至110～120℃干燥1～2小时，然后用时3～3.5小时缓慢升温至600～650℃并维持1～2小时，用时约5～6小时缓慢升温至1040℃并维持1～2小时后开始降温；
(4)温度降至略低于200℃取出即可。
优选的，所述步骤(1)为：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石(以高岭土为主要成分的煤系硫铁矿尾矿)1～40％、页岩30～60％、余量为煤，混合均匀。赤泥的碱性，可将煤矸石中呈酸性的硫固定在烧结制品中，形成含硫的硅铝酸钠钙大分子，为保证产品的强度，再配合以高硅页岩，三样原料配合，制得的砖可达到强度要求。
优选的，所述步骤(1)为：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石1～40％、页岩30～60％、石灰石1-5％、余量为煤，混合均匀。
优选的，所述步骤(1)中的页岩粒度为-20目，煤矸石(以高岭土为主要成分的煤系硫铁矿尾矿)粒度为-200目。
优选的，所述步骤(3)为：将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至110～120℃干燥1～2小时，然后用时3～3.5小时缓慢升温至600～650℃并维持1～2小时，用时约5～6小时缓慢升温1100～1130℃并维持1小时，后开始降温。在高温条件下，煤矸石材料中形成的偏高岭土与赤泥材料中的钠、钙等碱性物质形成长石矿物，使碱不再溶出。
赤泥作为一种存量巨大的公害，加上国家政策的大力推动，自然有很多人在研究其利用问题，但是真正做到资源化利用的案例很少。本发明将两种单独放置均有害的物质，变为可以加以充分利用的有用资源，既解决了环保问题，又增加建筑材料的来源。煤矸石尾矿还含有8％左右的炭质，又使产品的烧制过程中，能少加煤，降低了能量的消耗。
为达到消除赤泥碱溶出的目的，这里两个有两个途径：一、与尾矿中的硫相互固结；二、高温条件下，尾矿材料中形成的偏高岭土与钠、钙等碱性物质形成长石矿物，使碱不再溶出。这两个途径在同一个操作过程中完成，生产效率高。
由于赤泥有一定的放射性，做成建材必须符合放射性指标的要求，本发明将赤泥的用量锁定在30～44％，确保了制品的安全性。
本发明可用于建筑墙材，无土化栽培的陶粒基料等等。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
本实施例的一种环保赤泥砖或陶粒的配方，它包括按重量百分比计的赤泥30～44％、页岩30～60％，余量为煤。该配方烧结后的制品中含有以下成份：莫来石；赤铁矿；钙长石；玻璃相；含硫硅铝钠钙。
实施例二
本实施例的一种环保赤泥砖或陶粒的配方，它包括按重量百分比计的赤泥30～44％、页岩30～60％、煤矸石(以高岭土为主要成分的煤系硫铁矿尾矿)1～40％，余量为煤。该配方烧结后的制品中含有以下成份：莫来石；赤铁矿；钙长石；玻璃相；含硫硅铝钠钙。
实施例三
本实施例的一种环保赤泥砖或陶粒的配方，它包括按重量百分比计的赤泥30～44％、页岩30～60％、煤矸石1～40％、石灰石粉1-5％，余量为煤。
该配方内含有按重量百分比计的三氧化二铁12.7％～14.35％、二氧化钛1.8％～3.0％、氧化硅35.6％～47.2％、氧化铝14.3％～24.9％，氧化钙7.2％～12％、氧化镁0.39％～1.4％％、氧化钠2.2％～3.5％、氧化钾0.58％～1.6％、硫～1.73％。
该配方烧结后的制品中含有以下成份：莫来石；赤铁矿；钙长石；玻璃相；含硫硅铝钠钙、铁酸钙。
实施例四
本实施例的一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，它包括以下步骤：
(1)按重量百份比取赤泥30～44％、页岩30～60％，余量为煤，混合均匀；
(2)根据需要制成特定的形状，并于10～15MPa条件下制胚；
(3)将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至110～120℃干燥1～2小时，然后用时3～3.5小时缓慢升温至600～650℃并维持1～2小时，用时约5～6小时缓慢升温至1040℃并维持1～2小时后开始降温；
(4)温度降至略低于200℃取出即可。
实施例五
本实施例与实施例四的区别在于：
所述步骤(1)为：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石1～40％、页岩30～60％、余量为煤，混合均匀。
所述步骤(3)是将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至110～120℃干燥1～2小时，然后用时3～3.5小时缓慢升温至600～650℃并维持1～2小时，用时约5～6小时缓慢升1100～1130℃并维持1小时，后开始降温。
实施例六
本实施例与实施例五的区别在于：
所述步骤(1)为：按重量百份比取赤泥30～44％、粒度为-200目煤矸石(以高岭土为主要成分的煤系硫铁矿尾矿)1～40％、粒度为-20目的页岩30～60％、石灰石粉1-5％、余量为煤，混合均匀。
经检测，用此方法得到的砖和陶粒平均抗压强度达11.4MPa。碱浸出试验结果显示，烧结温度1050℃，还不能完全使碱不再溶出，大于1100℃，才能使碱不再溶出。
实施例七
取粒度-20目的硅质页岩300克，煤矸石218克(粒度-200目)，赤泥437克，煤45克，(以上物料全部折成干料计算)，混捏均匀；
用40*40的模具，于10～15MPa的条件下制胚；
将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至120摄氏度干燥2h，然后缓慢升温用时3.5小时升温至650℃，用时约6小时升温至1120℃并维持2小时后开始缓慢降温；
温度降至200℃以下取出；
得到烧结块7个，烧结块的平均抗压强度11.4MPa；
将烧结块置于水中浸泡72小时，水的PH呈中性。
实施例八
取粒度-20目的硅质页岩210克，赤泥140克，石灰石粉7克，煤35克(以上物料全部折成干料计算)，混捏均匀；
用的模具，于10MPa的条件下制胚；
120摄氏度干燥2h，用3.5h升温至650℃并维持1h，升温5h至980℃并维持1h，升温2h至1100℃并维持1h；
温度降至200℃以下取出；
得到烧结块1个，烧结块的平均抗压强度12MPa；水中浸泡72小时，水的PH呈中性。
实施例九
取粒度-20目的硅质页岩165克，赤泥120克，石灰石粉15克，煤30克(以上物料全部折成干料计算)，混捏后搓制成不大于10mm的小球；
120摄氏度干燥2h，用3.5h升温至650℃并维持2h，放入1200℃的马弗炉中，温度回升到1100℃后，维持1h。
温度降至200℃以下取出；
得到的陶粒，水中浸泡72小时，水的PH呈中性。

Claims (10)

1.一种环保赤泥砖或陶粒的配方，它包括按重量百分比计的赤泥30～44％、页岩30～60％，余量为煤。
2.根据权利要求1所述的环保赤泥砖或陶粒的配方，其特征在于：它还包括按重量百分比计算的煤矸石1～40％。
3.根据权利要求1或2所述的环保赤泥砖或陶粒的配方，其特征在于：它还包括按重量百分比计算的石灰石1-5％。
4.根据权利要求2所述的环保赤泥砖或陶粒的配方，其特征在于：所述砖或陶粒配方内含有按重量百分比计的三氧化二铁12.7％～14.35％、二氧化钛1.8％～3.0％、氧化硅35.6％～47.2％、氧化铝14.3％～24.9％，氧化钙7.2％～12％、氧化镁0.39％～1.4％％、氧化钠2.2％～3.5％、氧化钾0.58％～1.6％、硫～1.73％。
5.一种环保赤泥砖或陶粒，其特征在于：它由权利要求1～4的任一配方烧结而成，所述砖或陶粒中具有以下成份：莫来石；赤铁矿；钙钠长石；玻璃相；含硫硅铝钠钙。
6.一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，它包括以下步骤：
(1)按重量百份比取赤泥30～44％、页岩30～60％，余量为煤，混合均匀；
(2)根据需要制成特定的形状，并于10～15MPa条件下制胚；
(3)将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至110～120℃干燥1～2小时，然后用时3～3.5小时缓慢升温至600～650℃并维持1～2小时，用时约5～6小时缓慢升温至1040℃并维持1～2小时后开始降温；
(4)温度降至略低于200℃取出即可。
7.根据权利要求6所述的一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为：将砖胚置于马弗炉中，逐渐升温至110～120℃干燥1～2小时，然后用时3～3.5小时缓慢升温至600～650℃并维持1～2小时，用时约5～6小时缓慢升温至1100～1130℃并维持1小时，后开始降温。
8.根据权利要求6所述的一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)为：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石1～40％、页岩30～60％、余量为煤，混合均匀。
9.根据权利要求6或8所述的一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)为：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石1～40％、页岩30～60％、石灰1-5％、余量为煤，混合均匀。
10.根据权利要求6所述的一种环保赤泥砖或陶粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的页岩粒度为-20目，煤矸石为-200目。
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