CN111620671A - 一种赤泥基透水砖及其制备方法 - Google Patents

一种赤泥基透水砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种赤泥基透水砖及其制备方法，该透水砖按重量百分比计包括下述原料：赤泥30‑70％、铝土矿选尾矿20‑65％、烧结剂5‑10％。本发明制得的透水砖主要原料为氧化铝生产的废弃物赤泥，铝土矿选尾矿，高岭土尾矿均为固体废弃物，实现了多种固废协同处理，有效的解决了赤泥堆存和处置难题，使其变废为宝，减少环境污染和节约用地。生产的透水砖具有成本低，市场前景广阔的优点，符合当前建设绿色海绵城市需求，具有显著的经济效益，社会效益和环境效益。

Description

一种赤泥基透水砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种赤泥基透水砖及其制备方法。
背景技术
赤泥是氧化铝工业的固体废弃物，每生产1吨氧化铝将产生1-2吨赤泥。堆存是当前赤泥的主要处置方式，总体堆存率高，实际综合利用率低，占用了大量的土地资源，又易造成环境影响和安全隐患，还产生较多的堆场建设和维护费用。所以最大限度地降低和减少赤泥的危害，有效地利用赤泥，使其减量化、无害化、资源化、产业化，变废为宝，已迫在眉睫。目前对赤泥综合利用主要有以下方法：赤泥制备水泥；赤泥提取钛、钪、铌、钽、锆、钍和铀等稀有金属元素；赤泥生产土壤调理剂等。
目前免烧透水砖制品主要由水泥与砂石制成，存在抗冻融差、耐久度差等缺陷，并且大量应用自然资源，存在破坏生态环保的风险。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种利用拜耳法氧化铝生产产生的赤泥制备的成本低、透水效果好的赤泥基透水砖及其方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种赤泥基透水砖，其特征在于，按重量百分比计包括下述原料：赤泥30％-70％、铝土矿选尾矿20％-65％、烧结剂5％-10％。
进一步地，所述赤泥为拜耳法生产氧化铝时排出的污染性废渣。
进一步地，所述铝土矿选尾矿中A/S<1.8。
进一步地，所述烧结剂为高岭土尾矿。
进一步地，所述烧结剂为高岭土尾矿粉。
一种赤泥基透水砖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将赤泥、铝土矿选尾矿、烧结剂掺配，然后经调质、混均、压力成型、干燥后，高温烧结制得透水砖。
进一步地，其制备方法步骤包括：
(1)先将赤泥、铝土矿选尾矿、烧结剂按上述重量百分比混合，制得透水砖坯料混合物；
(2)将经步骤(1)得到的坯料混合物中加酸性改质剂搅拌混匀、压力成型后，进行干燥；
(3)将经步骤(2)得到的坯料进行烧结，烧结温度为1000℃-1200℃，时间为30-200分钟；
(4)将经步骤(3)得到的物料冷却至室温，制得透水砖。
进一步地，所述步骤(2)所述酸性改质剂为按重量百分比计浓度为0.5％-1％的草酸、柠檬酸、醋酸水溶液的一种，使用满足压坯成型时的酸性改质剂重量为坯料混合物的重量的5％-15％。
进一步地，所述步骤(2)压力为35Mpa-60Mpa。
进一步地，所述透水砖的性能特征是：抗折强度为3.0Mpa-5.0MPa，透水系数为1.0×10-2厘米/秒—2.2×10-2厘米/秒。
本发明的有益技术效果，本发明制得的透水砖主要原料为氧化铝生产的废弃物赤泥，以及固体废弃物铝土矿选尾矿、高岭土尾矿，实现了多种固废协同处理，有效的解决了赤泥堆存和处置难题，使其变废为宝，减少环境污染和节约用地。生产的透水砖具有成本低，市场前景广阔的优点，符合当前建设绿色海绵城市需求，具有显著的经济效益，社会效益和环境效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种赤泥基透水砖，按重量百分比计包括下述原料：赤泥30％-70％、铝土矿选尾矿20％-65％、烧结剂5％-10％；其中赤泥为拜耳法生产氧化铝时排出的污染性废渣，作为反应料的铝土矿选尾矿A/S<1.8(铝土矿选尾矿化学成分中Al2O3与SiO2含量的质量比)，烧结剂为高岭土尾矿，优选高岭土尾矿细粉，粒度为120目以上<5％(按重量百分比计)。
一种赤泥基透水砖的制备方法，包括：将赤泥、铝土矿选尾矿、烧结剂按照上述重量百分比掺配，然后经调质、混均、压力成型、干燥后，高温烧结制得透水砖。
具体地，其制备方法步骤包括：
(1)先将赤泥、铝土矿选尾矿、烧结剂按上述重量百分比混合，制得透水砖坯料混合物；
(2)将经步骤(1)得到的坯料混合物中加酸性改制剂搅拌混匀、使用压砖机在35MPa-60 MPa下进行压力成型后，进行干燥；其中，酸性改质剂为按重量百分比计浓度为0.5％-1％的草酸、柠檬酸、醋酸水溶液的一种，使用满足压坯成型时的酸性改质剂量为坯料混合物的重量的5％-15％。
(3)将经步骤(2)得到的物料进行烧结，烧结温度为1000℃-1200℃，时间为30-200分钟；
(4)将经步骤(3)得到的物料冷却至室温，制得透水砖。
本方法制备得到的透水砖的性能特征是：抗折强度为3.0MPa-5.0MPa，透水系数为1.0×10-2厘米/秒—2.2×10-2厘米/秒。
实施例1
先将拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.3)、粒度为120目以上4.0％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比70：25：5称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂1％草酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的15％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在35MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；烧结加热温度为1050℃时间为200分钟。抗折强度为3.1MPa，透水系数为1.4×10-2厘米每秒。
实施例2
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.3)、粒度为120目以上3.0％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比65：30：5称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.9％草酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的12％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在40MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；烧结加热温度为1100℃时间为200分钟。抗折强度为3.2MPa，透水系数为1.3×10-2厘米每秒。
实施例3
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.4)、粒度为120目以上3.0％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比60：30：10称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.8％柠檬酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的10％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在45MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；其烧结加热温度为1150℃时间为150分钟。抗折强度为3.5MPa，透水系数为1.5×10-2厘米每秒。
实施例4
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.5)、粒度为120目以上2.6％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比50：40：10称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.7％醋酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的9％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在50MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；其烧结加热温度为1180℃时间为40分钟。抗折强度为3.8MPa，透水系数为1.8×10-2厘米每秒。
实施例5
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.5)、粒度为120目以上4.5％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比45：45：10称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.5％醋酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的8％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在55MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；其烧结加热温度为1185℃时间为50分钟。抗折强度为4.0MPa，透水系数为2.0×10-2厘米每秒。
实施例6
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(铝A/S＝1.5)、粒度为120目以上2％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比40：50：10称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.6％草酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的7％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在60MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；其烧结加热温度为1175℃时间为60分钟。抗折强度为4.5MPa，透水系数为2.1×10-2厘米每秒。
实施例7
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.6)、粒度为120目以上1.0％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比35：60：5称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.6％醋酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的6％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在60MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；其烧结加热温度为1150℃时间为120分钟。抗折强度为4.2MPa，透水系数为1.9×10-2厘米每秒。
实施例8
先将铝土矿拜耳法赤泥、铝土矿选尾矿(A/S＝1.7)、粒度为120目以上1.5％(按重量百分比计)的高岭土尾矿粉按重量比30：60：10称重，混合均匀制得坯料混合物，将改制剂0.5％柠檬酸水溶液(重量百分比)，重量为坯料混合物的重量的5％，加入坯料混合物中搅拌混匀、使用压砖机在55MPa压力下成型，干燥，在加热炉烧结，停止加热将烧结加热物进行冷却至室温即得赤泥基透水砖；其烧结加热温度为1125℃时间为165分钟。抗折强度为3.6MPa，透水系数为1.8×10-2厘米每秒。
以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种赤泥基透水砖，其特征在于，按重量百分比计包括下述原料：赤泥30％-70％、铝土矿选尾矿20％-65％、烧结剂5％-10％。
2.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述赤泥为拜耳法生产氧化铝时排出的污染性废渣。
3.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述铝土矿选尾矿中A/S<1.8。
4.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述烧结剂为高岭土尾矿。
5.根据权利要求4所述的透水砖，其特征在于，所述烧结剂为高岭土尾矿粉。
6.一种如权利要求1-5任一所述的赤泥基透水砖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将赤泥、铝土矿选尾矿、烧结剂掺配，然后经调质、混均、压力成型、干燥后，高温烧结制得透水砖。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，其制备方法步骤包括：
(1)先将赤泥、铝土矿选尾矿、烧结剂按上述重量百分比混合，制得透水砖坯料混合物；
(2)将经步骤(1)得到的坯料混合物中加酸性改质剂搅拌混匀、压力成型后，进行干燥；
(3)将经步骤(2)得到的坯料进行烧结，烧结温度为1000℃-1200℃，时间为30-200分钟；
(4)将经步骤(3)得到的物料冷却至室温，制得透水砖。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)所述酸性改质剂为按重量百分比计浓度为0.5％-1％的草酸、柠檬酸、醋酸水溶液的一种，使用满足压坯成型时的酸性改质剂重量为坯料混合物的重量的5％-15％。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)压力为35Mpa-60Mpa。
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