CN108409254A - 利用赤泥制备透水材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用赤泥制备透水材料的方法，涉及固体废物综合利用技术领域，制备步骤为将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为60%‑85%、5%‑15%和10%‑30%混合，经搅拌后陈化造粒制成1‑10mmmm粒径的颗粒，再烧结成骨料并冷却，将冷却后的骨料过筛，分别取低于2mm的骨料、2‑6mm的骨料和6‑10mm的骨料，按照质量百分比为15%‑25%、50%‑60%和15%‑25%的比例混合，将混合骨料与无机胶凝剂和水按照一定比例混合、搅拌后放入模具内、压制，经养护固化后得到透水材料。与现有技术相比，本透水材料生产过程简单，绿色环保，无二次污染，生产出来的透水材料强度及透水率高。

Description

利用赤泥制备透水材料的方法
技术领域
本发明涉及固体废物综合利用技术领域，尤其是一种利用赤泥制备透水材料的方法。
背景技术
赤泥是铝矿石炼铝后剩下的尾矿，含有大量有害杂质，每生产一吨铝，大约产生赤泥1～1.8吨，积累的赤泥不仅占用大量土地，其中的强碱性等有害物质还污染环境。为了减少环境污染，需要对赤泥进行综合利用，特别是对赤泥中的有用成分进行利用，对有害成分加以固化。
赤泥的处理和综合利用，一直是困扰世界各国的难题之一。目前，我国赤泥主要是作为尾矿堆存，赤泥综合利用的主要方法是先利用磁分离或者高温还原等办法选铁，然后选TiO2和有价元素钪，再将废料用于水泥等胶凝材料的制备等，该方法工艺流程长，产生二次污染。而赤泥的主要应用方式要尽量选用环保、绿色和无害的方式，使用赤泥直接生产工业产品。目前，有利用赤泥直接制备水泥、发泡剂、砼 、陶砂、加气砖和吸附剂等，然而，这些产品的市场价值较低，使得赤泥的的综合利用率较低。
利用赤泥制备满足市场需求的材料，可以有效促进赤泥的综合利用，减少赤泥的堆积和危害。
利用赤泥制骨料和透水材料可以满足我国“海绵城市”所急需的透水铺装材料，并能取得较好的产品利润，有利于赤泥综合利用规模的扩大，提高赤泥的利用率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备方法简单、环保且又能提高赤泥利用率的利用赤泥制备透水材料的方法。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：包括如下制作步骤：
A、将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为60%-85%、5%-15%和10%-30%的比例混合，经搅拌混匀后陈化10-30小时，然后经造粒机制成1-10mm粒径的颗粒，再在850-990℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到粒径低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类骨料按照质量百分比为15%-25%、50%-60%和15%-25%的比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料与无机胶凝剂和水按照质量百分比为60%-75%、15%-25%和10%-15%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水材料。
上述技术方案中，更具体的方案还可以是：所述赤泥中含有 Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、KNaO和LOSS，所述赤泥中Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2 、KNaO和LOSS的质量百分比为5%-10%、25%-35%、10%-20%、15%-30%、1%-8%、3%-10%和11.9%-12%。
进一步的：步骤C中的所述无机胶凝剂是标号42.5#以上普通硅酸盐水泥。
进一步的：所述透水材料为混凝土透水砖、混凝土透水板。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本透水材料生产过程简单，绿色环保，无二次污染，生产出来的透水材料强度及透水率高：仅采用赤泥、粉煤灰和黏土制备骨料，再将骨料过筛，按特定比例取三类骨料进行混合，若选用的这三类骨料的比例不在该范围内，制备出来的透水材料要么强度不够，要么透水率低，不符合要求；在制备骨料时，由于对赤泥、粉煤灰及黏土的选用及含量的限定，本发明的烧结温度低于1000度即可烧结出骨料，不需要过高的烧结温度，节省了能源。
2、赤泥元素全部利用，且赤泥无需另外脱水或分离部分元素后使用。
3、选用含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、KNaO的赤泥及对各组分含量的限定，配合特定含量的粉煤灰和黏土，进一步可达到不需要超高温度就可以烧结成骨料的目的，节能能源。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述：
实施例1:
本实施例1为利用赤泥制备混凝土透水砖，其制备步骤如下：
A、选用含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、KNaO和LOSS的赤泥，这些组份的质量百分比含量分别为6.9%、32.2%、11.5%、20.2%、3.0%、4.2%、12.0%；然后将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为85%、5%和10%的比例混合，经搅拌混匀后陈化12小时，经造粒机制成1-10mm粒径大小的颗粒，再在900℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到粒径低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类骨料按照质量百分比为25%、50%和25%的比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料与42.5#普通硅酸盐水泥和水按照质量百分比为75%、15%和10%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水砖。
本实施例所制备得的透水材料的的透水系数为2.0×10-2cm/s，抗压强度达到32.5MPa。
实施例2
本实施例2为利用赤泥制备透水砖，其制备步骤如下：
A、选用含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、Na2O、CaO、TiO2、KNaO和LOSS的赤泥，这些组份质量百分比含量分别为6.9%、32.2%、11.5%、20.2%、3%、4.2%、12.0%；然后将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为80%、10%和10%的比例混合，经搅拌混匀后陈化12小时，经造粒机制成1-10mm粒径大小的颗粒，再在950℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类按照质量比为25%、60%和15%的比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料、42.5#普通硅酸盐水泥和水按照质量百分比为70%、20%和10%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水砖。
本实施例所制备得的透水材料的的透水系数为3.2×10-2cm/s，抗压强度达到42.5MPa。
实施例3
本实施例3为利用赤泥制备透水板，其制备步骤如下：
A、选用赤泥含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、Na2O、CaO、TiO2、KNaO和LOSS，组份含量分别为6.9%、32.2%、11.5%、20.2%、3%、4.2%、12%；然后将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为75%、10%和15%的比例混合，经搅拌混匀后陈化12小时，然后经造粒机制成1-10mm粒径大小的颗粒，然后在990℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类骨料按照质量比为15%，60%和25%的比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料、42.5#普通硅酸盐水泥和水按照质量百分比为70%、20%和10%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水材料。
本实施例所制备得的透水材料的的透水系数为3.5×10-2cm/s，抗压强度达到35.5MPa。
实施例4
本实施例4为利用赤泥制备透水砖，其制备步骤如下：
A、选用赤泥含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、Na2O、CaO、TiO2、KNaO和LOSS，组份含量分别为6.9%、32.2%、11.5%、20.2%、3%、4.2%、12%；然后将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为80%、10%和10%的比例混合，经搅拌混匀后陈化12小时，然后经造粒机制成1-10mm粒径大小的颗粒，然后在950℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类骨料按照质量比为15%，50%和35%的比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料、42.5#普通硅酸盐水泥和水按照质量百分比为70%、20%和10%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水砖。
本实施例所制备得的透水砖的的透水系数为4.3×10-2cm/s，抗压强度为22MPa。
实施例5
本实施例5为利用赤泥制备透水砖，其制备步骤如下：
A、选用含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、KNaO和LOSS的赤泥，这些组份的质量百分比含量分别为6.9%、32.2%、11.5%、20.2%、3%、4.2%、12%；然后将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为80%、10%和10%的比例混合，经搅拌混匀后陈化12小时，经造粒机制成1-10mm粒径大小的颗粒，再在950℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到粒径低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类骨料按照质量百分比为35%、50%和15%的比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料、42.5#普通硅酸盐水泥和水按照质量百分比为70%、20%和10%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水砖。
本实施例所制备得的透水材料的的透水系数为0.85×10-2cm/s，抗压强度达到46.5MPa。
由上述五个实施例可看出，按照实施例1-3的步骤制备出来的透水材料，抗压强度及透水率都符合国家标准，按照实施例4-5的步骤制备出来的透水材料，抗压强度或透水率出现不符合国家标准项，由此可知三类骨料比例范围在本发明的制备方法中起到重要的作用。

Claims (4)

1.一种利用赤泥制备透水材料的方法，其特征在于包括如下制作步骤：
A、将赤泥、粉煤灰和黏土按照质量百分比为60%-85%、5%-15%和10%-30%的比例混合，经搅拌混匀后陈化10-30小时，然后经造粒机制成1-10mm粒径的颗粒，再在850-990℃烧结成骨料，然后冷却；
B、将A步骤所得骨料过筛，分别得到粒径低于2mm的骨料、2-6mm的骨料和6-10mm的骨料，然后将这三类骨料按照质量百分比为15%-25%、50%-60%的15%-25%比例混合形成混合骨料；
C、将B步骤所得混合骨料与无机胶凝剂和水按照质量百分比为60%-75%、15%-25%和10%-15%的比例混合，经搅拌混匀后放入模具内，经过振动式压力机压制，经养护固化后得到透水材料。
2.根据权利要求1所述的利用赤泥制备透水材料的方法，其特征在于：所述赤泥中含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、KNaO和LOSS，所述赤泥中Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2 、KNaO和LOSS的质量百分比为5%-10%、25%-35%、10%-20%、15%-30%、1%-8%、3%-10%和11.9%-12%。
3.根据权利要求1或2所述的利用赤泥制备透水材料的方法，其特征在于：步骤C中的所述无机胶凝剂是标号42.5#以上普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1或2所述的利用赤泥制备透水材料的方法，其特征在于：所述透水材料为混凝土透水砖、混凝土透水板。
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