CN107129276A - 一种赤泥透水砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种赤泥透水砖及其制备方法，属于赤泥回收利用技术领域。本发明将赤泥回收利用，不仅能从根本上解决赤泥污染问题，同时也为建设海绵城市提供了急需的透水材料。本发明所述的赤泥透水砖具有高透水率、抗压、抗折强度高、抗冻融性优良等特点，既节约能源，又杜绝了赤泥对环境的污颜，使赤泥得到了充分、有效的利用，从而为社会提供出经济、耐用、健康、环保、色彩丰富的新型透水砖。
Description
技术领域
本发明涉及一种赤泥透水砖及其制备方法，属于赤泥回收利用技术领域。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污颜性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污颜。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以如何多渠道、大宗量充分有效的回收利用赤泥、研制工业废渣类新型材料、减少对环境的危害已经成为现阶段一项迫在眉睫的任务。
另一方面，现代城市的地表越来越多地被建筑物和混凝土等覆盖，使得自然降水难以渗入地下，地表径流增多，排水不足，引起城市内涝，地表沉降等环境问题。在国家产业政策和国家十三五发展纲要提出的建设海绵城市的方针政策的推动下，国家大力鼓励发展节能、节地、利废的绿色透水材料，透水材料在市场中的占有率不断增大，未来几年透水材料将成为建筑建设、小区、公园、市政便道等的首选。多孔赤泥透水材料作为一种高效透水材料，用于道路、广场的铺设，可以使部分降水渗入地下，利用赤泥生产透水材料，不仅为从根本上解决赤泥污颜问题提供了有效途径，同时也为建设海绵城市提供了急需的透水材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能将赤泥充分回收利用的赤泥透水砖及其制备方法。本发明不仅能从根本上解决赤泥污染问题，同时也为建设海绵城市提供了急需的透水材料。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种赤泥透水砖，包括以下重量份的组分：赤泥骨料125～155份、膨润土8～30份、废旧瓷砖粉料15～25份、玻璃粉10～20份、添加剂2～10份、坯体色料8～12份。
作为优选，所述赤泥骨料包括以下重量份的组分：赤泥50～65份，粉煤灰25～35份，膨润土10～15份。
作为优选，所述废旧瓷砖粉料为8～20目，所述添加剂包括助熔剂和黏结剂。
作为优选，所述黏结剂为泡花碱、水合纤维素的一种或多种，所述助熔剂为碳酸盐。
作为优选，所述赤泥是采用直接还原技术进行提铁处理后的赤泥。
作为优选，所述坯体色料可包括陶瓷氧化铁红颜料，所述陶瓷氧化铁红颜料由以下方法制备所得：将赤泥用直接还原技术进行提铁处理，将提取出的氧化铁在1000℃～1100℃的条件下煅烧5～15h，即得到所述陶瓷氧化铁红颜料。
本发明的目的之二是提供一种赤泥透水砖的制备方法，本发明采用如下技术方案：
一种赤泥透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)赤泥骨料的制备：将原料赤泥、膨润土、粉煤灰按配方要求称量后，加入重量份数为10％～40％的水搅拌均匀，陈腐10～30h，在挤条机上挤出泥条，干燥12～48h，破碎过筛，在1000℃～1200℃条件下烧结0.5～3h，即得到赤泥骨料，冷却待用；
(2)二次布料面料的制备：分别称取原料赤泥骨料、膨润土、废旧瓷砖粉料、添加剂、坯体色料，然后加入重量份数为10％～15％的水搅拌均匀，陈腐10～30h待用；
(3)赤泥透水砖的制备：分别称取固体原料赤泥骨料、膨润土、玻璃粉，然后加入添加剂搅拌均匀，陈腐10～30h，采用半干法二次布料压制成型，在1000℃～1200℃的条件下干燥烧结5～10h，即得到所述赤泥透水砖成品。
作为优选，所述步骤(2)中，所用原料的重量份数分别为：废旧瓷砖粉料15～25份、赤泥骨料55～65份、膨润土5～10份、坯体色料8～12份、添加剂1～5份。
作为优选，所述步骤(3)中，所用原料的重量份数分别为：赤泥骨料70～90份，膨润土3～20份，玻璃粉10～20份，添加剂1～5份。
作为优选，所述步骤(3)中，所述半干法二次布料压制成型工艺，基层面料和上层面料的厚度均为0.5～0.8cm，面料水分＜8.5％，成型采用LT-1300型液压成型机，成型压力500～800MPa。
本发明所述赤泥为山东魏桥电解铝公司所产；粉煤灰为邹平电厂湿排灰，膨润土为潍坊产钙基膨润土，废瓷砖采用淄博陶瓷工业园陶瓷厂的废弃瓷砖。
本发明的有益效果
1、本发明将赤泥回收利用，不仅能从根本上解决赤泥污染问题，同时也为建设海绵城市提供了急需的透水材料。本发明所述的赤泥透水砖具有高透水率、抗压、抗折强度高、抗冻融性优良等特点，既节约能源，又杜绝了赤泥对环境的污颜，使赤泥得到了充分、有效的利用，从而为社会提供出经济、耐用、健康、环保、色彩丰富的新型透水砖。
2、创新性地利用赤泥废渣，经组合优化、烧制等工艺，成功制作了透水砖所需要的赤泥骨料，解决了透水砖骨料严重匮乏问题。经过处理后的赤泥骨料其中的Na2CO3反应生成较为稳定的Na2O和CO2，解决了赤泥碱性大，容易造成土壤碱化污染的问题，避免了环境污染。
3、利用废旧陶瓷粉料、坯体色料和压机二次布料等技术使赤泥透水砖表面颜色更加丰富，具有了更强的观赏性和实用性。废旧陶瓷粉料的应用，废物利用，充分变废为宝，既降低了生产成本，又符合绿色环保的理念。所用的坯体色料包括赤泥提铁后对Fe2O3进行高温煅烧处理生成的陶瓷氧化铁红颜料，可以实现对赤泥的全部利用，无残料产生。
4、通过优化原料配方及生产工艺，优选出了一套产品收率高，生产成本低、环保、高效、切实可行的生产工艺方案。
5、探索出了利用赤泥及其他辅助原料制作出性能良好的多孔透水砖，为赤泥的综合利用提供了一条新途径。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种赤泥透水砖，包括以下重量份的组分：赤泥骨料125份、膨润土8份、废旧瓷砖粉料15份、玻璃粉10份、添加剂2份、坯体色料8份。
作为优选，所述赤泥骨料包括以下重量份的组分：赤泥50份，粉煤灰25份，膨润土10份。
作为优选，所述废旧瓷砖粉料为8目，所述添加剂包括助熔剂和黏结剂。
作为优选，所述黏结剂为泡花碱、水合纤维素的一种或多种，所述助熔剂为碳酸盐。
作为优选，所述赤泥是采用直接还原技术进行提铁处理后的赤泥。
作为优选，所述坯体色料可包括陶瓷氧化铁红颜料，所述陶瓷氧化铁红颜料由以下方法制备所得：将赤泥用直接还原技术进行提铁处理，将提取出的氧化铁在1000℃～1100℃的条件下煅烧5～15h，即得到所述陶瓷氧化铁红颜料。
实施例2
一种赤泥透水砖，包括以下重量份的组分：赤泥骨料155份、膨润土30份、废旧瓷砖粉料25份、玻璃粉20份、添加剂10份、坯体色料12份。
作为优选，所述赤泥骨料包括以下重量份的组分：赤泥65份，粉煤灰35份，膨润土15份。
作为优选，所述废旧瓷砖粉料为20目，所述添加剂包括助熔剂和黏结剂。
作为优选，所述黏结剂为泡花碱、水合纤维素的一种或多种，所述助熔剂为碳酸盐。
作为优选，所述赤泥是采用直接还原技术进行提铁处理后的赤泥。
作为优选，所述坯体色料可包括陶瓷氧化铁红颜料，所述陶瓷氧化铁红颜料由以下方法制备所得：将赤泥用直接还原技术进行提铁处理，将提取出的氧化铁在1000℃～1100℃的条件下煅烧5～15h，即得到所述陶瓷氧化铁红颜料。
实施例3
一种赤泥透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)赤泥骨料的制备：将原料赤泥、膨润土、粉煤灰按配方要求称量后，加入重量份数为10％的水搅拌均匀，陈腐10h，在挤条机上挤出泥条，干燥12h，破碎过筛，在1000℃℃条件下烧结3h，即得到赤泥骨料，冷却待用；
(2)二次布料面料的制备：分别称取原料赤泥骨料、膨润土、废旧瓷砖粉料、添加剂、坯体色料，然后加入重量份数为10％的水搅拌均匀，陈腐10h待用；
(3)赤泥透水砖的制备：分别称取固体原料赤泥骨料、膨润土、玻璃粉，然后加入添加剂搅拌均匀，陈腐10h，采用半干法二次布料压制成型，在1000℃℃的条件下干燥烧结10h，即得到所述赤泥透水砖成品。
作为优选，所述步骤(2)中，所用原料的重量份数分别为：废旧瓷砖粉料15份、赤泥骨料55份、膨润土5份、坯体色料8份、添加剂1份。
作为优选，所述步骤(3)中，所用原料的重量份数分别为：赤泥骨料70份，膨润土3份，玻璃粉10份，添加剂1份。
作为优选，所述步骤(3)中，所述半干法二次布料压制成型工艺，基层面料和上层面料的厚度均为0.5～0.8cm，面料水分＜8.5％，成型采用LT-1300型液压成型机，成型压力500MPa。
实施例4
一种赤泥透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)赤泥骨料的制备：将原料赤泥、膨润土、粉煤灰按配方要求称量后，加入重量份数为10％的水搅拌均匀，陈腐30h，在挤条机上挤出泥条，干燥48h，破碎过筛，在1200℃条件下烧结0.5h，即得到赤泥骨料，冷却待用；
(2)二次布料面料的制备：分别称取原料赤泥骨料、膨润土、废旧瓷砖粉料、添加剂、坯体色料，然后加入重量份数为10％的水搅拌均匀，陈腐30h待用；
(3)赤泥透水砖的制备：分别称取固体原料赤泥骨料、膨润土、玻璃粉，然后加入添加剂搅拌均匀，陈腐30h，采用半干法二次布料压制成型，在1200℃的条件下干燥烧结5h，即得到所述赤泥透水砖成品。
作为优选，所述步骤(2)中，所用原料的重量份数分别为：废旧瓷砖粉料25份、赤泥骨料65份、膨润土10份、坯体色料8份、添加剂5份。
作为优选，所述步骤(3)中，所用原料的重量份数分别为：赤泥骨料90份，膨润土20份，玻璃粉10份，添加剂5份。
作为优选，所述步骤(3)中，所述半干法二次布料压制成型工艺，上层面料的厚度为0.8cm，面料水分＜8.5％，成型采用LT-1300型液压成型机，成型压力800MPa。
实施例5实施例1-4所得透水砖的性能测试
采用GB/T 25993-2010所述的方法对本专利实施例1-4所得透水砖的抗折强度、劈裂抗压强度和透水系数进行测试，所得数据如表1所示。
表1透水砖的性能测试
| 项目 | 抗折强度/MPa | 劈裂抗压强度/MPa | 透水系数/cm/s |
| 市面上的透水砖 | 7.2 | 30.7 | 2.23×10-2 |
| 实施例1 | 8.5 | 33.2 | 2.61 |
| 实施例2 | 8.3 | 32.9 | 2.59 |
| 实施例3 | 8.2 | 33.0 | 2.60 |
| 实施例4 | 8.6 | 32.8 | 2.56×10-2 |
从表1中的数据可以看出，本发明所述赤泥透水砖的强度和透水性与市面上的透水砖相比，均有较明显的提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种赤泥透水砖，其特征在于包括以下重量份的组分：赤泥骨料125~155份、膨润土8~30份、废旧瓷砖粉料15~25份、玻璃粉10～20份、添加剂2~10份、坯体色料8~12份。
2.如权利要求1所述的赤泥透水砖，其特征在于，所述赤泥骨料包括以下重量份的组分：赤泥50～65份，粉煤灰25～35份，膨润土10～15份。
3.如权利要求1所述的赤泥透水砖，其特征在于，所述废旧瓷砖粉料为8~20目，所述添加剂包括助熔剂和黏结剂。
4.如权利要求3所述的赤泥透水砖，其特征在于，所述黏结剂为泡花碱、水合纤维素的一种或多种，所述助熔剂为碳酸盐。
5.如权利要求2所述的赤泥透水砖，其特征在于，所述赤泥是采用直接还原技术进行提铁处理后的赤泥。
6.如权利要求1所述的赤泥透水砖，其特征在于，所述坯体色料可包括陶瓷氧化铁红颜料，所述陶瓷氧化铁红颜料由以下方法制备所得：将赤泥用直接还原技术进行提铁处理，将提取出的氧化铁在1000℃～1100℃的条件下煅烧5～15h，即得到所述陶瓷氧化铁红颜料。
7.如权利要求1～6任一所述的赤泥透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）赤泥骨料的制备：将原料赤泥、膨润土、粉煤灰按配方要求称量后，加入重量份数为10%～40%的水搅拌均匀，陈腐10～30 h，在挤条机上挤出泥条，干燥12～48 h，破碎过筛，在1000℃～1200℃条件下烧结0.5～3h，即得到赤泥骨料，冷却待用；
（2）二次布料面料的制备：分别称取原料赤泥骨料、膨润土、废旧瓷砖粉料、添加剂、坯体色料，然后加入重量份数为10%～15%的水搅拌均匀，陈腐10～30 h待用；
（3）赤泥透水砖的制备：分别称取固体原料赤泥骨料、膨润土、玻璃粉，然后加入添加剂搅拌均匀，陈腐10～30 h，采用半干法二次布料压制成型，在1000℃～1200℃的条件下干燥烧结5～10h，即得到所述赤泥透水砖成品。
8.如权利要求7所述赤泥透水砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所用原料的重量份数分别为：废旧瓷砖粉料15~25份、赤泥骨料55~65份、膨润土5~10份、坯体色料8~12份、添加剂1~5份。
9.如权利要求7所述赤泥透水砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所用原料的重量份数分别为：赤泥骨料70～90份，膨润土3～20份，玻璃粉10～20份，添加剂1~5份。
10.如权利要求7所述赤泥透水砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述半干法二次布料压制成型工艺，基层面料和上层面料的厚度均为0.5~0.8cm，面料水分＜8.5%，成型采用LT-1300型液压成型机，成型压力500～800 MPa。
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