CN113666674A - 一种利用赤泥生产装配式墙板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，涉及赤泥生产技术领域。该利用赤泥生产装配式墙板的方法。S1、选取适量赤泥无杂质、烘干粉碎≥100目、水分≤3.5％的赤泥；S2、通过钙化处理将赤泥中的含硅离子全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁。该利用赤泥生产装配式墙板的方法，通过使赤泥中的铁经“钙化‑碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，使产品可直接用于水泥工业，同时有效提高赤泥中铁的回收效率。

Description

一种利用赤泥生产装配式墙板的方法
技术领域
本发明涉及赤泥生产技术领域，特别涉及一种利用赤泥生产装配式墙板的方法。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝排放的废渣，我国是世界第四大氧化铝生产国，每年排放数百万吨的赤泥，其PH值很高，直接排放会对环境造成严重危害，目前对赤泥的处理方法利用率低、经济性差，较难形成工业化规模，同时在国家环保政策的实施下，如何将固废赤泥进行产品转换、实现赤泥再利用、解决赤泥带来的环境污染成为一个有深远意义的课题；目前的一些赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患；同时随着我国氧化铝工业的蓬勃发展和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产量不断增加，由于赤泥属于强碱性物质，对生物、金属和硅质材料的强烈腐蚀性导致赤泥大量堆置而得不到资源化利用，同时赤泥的堆积易造成环境污染和安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，能够解决赤泥大量堆置而得不到资源化利用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
S1、选取适量赤泥无杂质、烘干粉碎≥100目、水分≤3.5％的赤泥；
S2、通过钙化处理将赤泥中的含硅离子全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁；
S3、根据板材的用途确定配方及配比，其中赤泥占70～80％，增强载体占5～10％，添加剂与原材料相融的改性助剂占15～20％；
S4、将配好的原料倒入搅拌机进行预混合搅拌；
S5、将初步混合的原料送入高速混合机中进行进一步均匀混合，同时控制混合机内部的温度升至115℃，混合加热的时间控制在15～35分钟；
S6、将成品运输至成型模具，使其进行成型形成胚体，并进行冷却；
S7、使胚体运输至切割机，根据需要对胚体进行切割，使其成为最终成品。
优选的，所述赤泥烘焙温度达到600℃，并将烘焙后的赤泥与50％～60％的矿渣、粉煤灰、等矿物混合，有益效果为：使成品的无侧限抗压强度得到增强，使墙板的抗压强度得到增加，使墙板的使用寿命得到一定的延长，使用户可以更加安全的使用墙板。
优选的，所述赤泥焙烧至800℃时，使赤泥与矿渣质量配比为1:9进行混合，有益效果为：在赤泥烘焙至800℃时，赤泥的Al、Si溶出率明显的提高，将焙烧后的赤泥与矿渣混合，利用水玻璃激发制备地聚物，地聚物28d抗压强度达到最大值90MPa，从而使赤泥的抗压强度最大化。
优选的，所述赤泥焙烧过程中加入固碱(NaOH)颗粒，有益效果为：利用热-碱活化赤泥制备一步法地聚物(不外加激发剂，直接将活化赤泥和矿物外加剂混合，加水拌和制备地聚物)，铝硅酸钠盐会溶解在水中提供碱性环境并参与后续地聚物水化反应，利用热活化的方法改变赤泥的矿物组成，进而提升赤泥的活性，使赤泥的活性得到一定的提升，使赤泥成品的抗压强度得到提升。
优选的，所述赤泥、激发剂、促凝剂、减水剂等物料，加水搅拌成浆体，向其中掺加泡沫搅拌均匀后，注入成型模具，待浆体完全硬化后脱模得到坯体，将坯体在70℃下烘干后，置入高温煅烧炉中，在1000～1300℃下煅烧8.5～ 11小时，自然冷却，涂刷轻质砂浆粘附于墙体外表面之上，有益效果为：通过在其外表面涂刷一层轻质砂浆即可使其粘附于墙体的外表面上，而无需进行钻孔等操作，简化了施工工艺，提高了施工效率。
优选的，所述水泥15％、石灰12％～15％、赤泥35％～40％、硅砂33％～35％等为原料加水，磨成料浆，并在高温高压的水热条件下进行化学反应，生成硅酸盐托贝莫来石等胶结材料与集料结合起来和发气剂反应，形成具有均匀气孔分布的轻质整体，有益效果为：利用赤泥为原料生产多孔硅酸盐制品生产加气混凝土砌块，其容重、抗压强度均符合国家标准，赤泥加气混凝土的生产，工艺与其他加气混凝土基本相同，且赤泥不需再次煅烧，也不需再烘干，因此，其生产成本经济，且孔隙率高达75％～85％，具有容重小、强度高等特点，其抗压强度为1.5～7.0MPa。
本方案的基础工作原理为：通过赤泥焙烧过程中加入固碱(NaOH)颗粒，钙化处理将赤泥中的含硅离子全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，得到主要组成为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁。
本方案的基础有益效果为：通过使赤泥中的铁经“钙化-碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原-磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，使产品可直接用于水泥工业，同时有效提高赤泥中铁的回收效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、该利用赤泥生产装配式墙板的方法，通过使赤泥中的铁经“钙化 -碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原-磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，使产品可直接用于水泥工业，同时有效提高赤泥中铁的回收效率。
(2)、该利用赤泥生产装配式墙板的方法，通过使赤泥温度达到600℃，并将烘焙后的赤泥与50％-60％的矿渣、粉煤灰、等矿物混合，同时若掺量超过一定范围继续加大用量则会导致材料的抗压强度降低，从而使成品的无侧限抗压强度得到增强，使墙板的抗压强度得到增加，使墙板的使用寿命得到一定的延长，使用户可以更加安全的使用墙板。
(3)、该利用赤泥生产装配式墙板的方法，通过在赤泥烘焙至800℃时，赤泥的Al、Si溶出率明显的提高，将焙烧后的赤泥与矿渣混合，利用水玻璃激发制备地聚物，地聚物28d抗压强度达到最大值90MPa，从而使赤泥的抗压强度最大化。
(4)、该利用赤泥生产装配式墙板的方法，通过利用热-碱活化赤泥制备一步法地聚物(不外加激发剂，直接将活化赤泥和矿物外加剂混合，加水拌和制备地聚物)，铝硅酸钠盐会溶解在水中提供碱性环境并参与后续地聚物水化反应，利用热活化的方法改变赤泥的矿物组成，进而提升赤泥的活性，使赤泥的活性得到一定的提升，使赤泥成品的抗压强度得到提升，在一定程度上防止反碱的产生，使赤泥中的酸盐成分在加工的过程中析出，防止在天气潮湿，空气不流通时，墙内的钙酸盐成分起化学反应，并破坏石材表面光泽。
具体实施方式
在本发明的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
实施例一：
本发明提供一种技术方案：一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，包括以下流程：
S1、选取适量的赤泥；
S2、通过钙化处理将赤泥中的含硅离子全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，得到主要组成为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁；
从而使赤泥中的铁经“钙化-碳化”处理后可实现充分单体解离，经还原 -磁选提铁后即可得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的低碱、低铝、低铁的新型结构赤泥，使产品可直接用于水泥工业，同时有效提高赤泥中铁的回收效率；
S3、根据板材的用途确定配方及配比，其中赤泥占70～80％，增强载体占5～10％，添加剂与原材料相融的改性助剂占15～20％；
S4、将配好的原料倒入搅拌机进行预混合搅拌；
S5、将初步混合的原料送入高速混合机中进行进一步均匀混合，同时控制混合机内部的温度升至115℃；
S6、将成品运输至成型模具，使其进行成型形成胚体，并进行冷却；
S7、使胚体运输至切割机，根据需要对胚体进行切割，使其成为最终成品；
实施例二；
在实施例一的基础上，将赤泥进行烘焙，使其温度达到600℃，并将烘焙后的赤泥与50％～60％的矿渣、粉煤灰、等矿物混合，同时若掺量超过一定范围继续加大用量则会导致材料的抗压强度降低；
从而使成品的无侧限抗压强度得到增强，使墙板的抗压强度得到增加，使墙板的使用寿命得到一定的延长，使用户可以更加安全的使用墙板；
进一步地，S1中的赤泥无杂质、烘干粉碎≥100目、水分≤3，5％，S5 中混合加热的时间控制在15～35分钟；
进一步地，在赤泥焙烧至800℃时，使赤泥与矿渣质量配比为1:9进行混合；
同时在赤泥烘焙至800℃时，赤泥的Al、Si溶出率明显的提高，将焙烧后的赤泥与矿渣混合，利用水玻璃激发制备地聚物，地聚物28d抗压强度达到最大值90MPa，从而使赤泥的抗压强度最大化；
进一步地，在赤泥焙烧过程中加入固碱(NaOH)颗粒，碱的加入会促进过碱式铝硅酸钠、3CaO·Al2O3和α-2CaO·Al2O3的生成；
从而利用热-碱活化赤泥制备一步法地聚物(不外加激发剂，直接将活化赤泥和矿物外加剂混合，加水拌和制备地聚物)，铝硅酸钠盐会溶解在水中提供碱性环境并参与后续地聚物水化反应，利用热活化的方法改变赤泥的矿物组成，进而提升赤泥的活性，使赤泥的活性得到一定的提升，使赤泥成品的抗压强度得到提升，在一定程度上防止反碱的产生，使赤泥中的酸盐成分在加工的过程中析出，防止在天气潮湿，空气不流通时，墙内的钙酸盐成分起化学反应，并破坏石材表面光泽；
同时由于赤泥中富含铝、铁、硅酸盐、钠元素，其与硅酸盐水泥的相互作用较为复杂，此外在水合物发展形成过程中，大量细小颗粒的引入也是影响水合物生产的一个变量，使赤泥制备的凝胶材料的力学性能良好，从而使赤泥制作的墙板具有一定的耐侵蚀性、耐久性和耐高温性；
实施例三；
在实施例一的基础上，将赤泥、激发剂、促凝剂、减水剂等物料，加水搅拌成浆体，向其中掺加泡沫搅拌均匀后，注入成型模具，待浆体完全硬化后脱模得到坯体，将坯体在70℃下烘干后，置入高温煅烧炉中，在1000～ 1300℃下煅烧8.5～11小时，自然冷却，形成赤泥发泡轻质墙板；
进一步地，涂刷轻质砂浆粘附于墙体外表面之上，轻质砂浆涂刷厚度不小于9mm，同时只需要在其外表面涂刷一层轻质砂浆即可使其粘附于墙体的外表面上，而无需进行钻孔等操作，简化了施工工艺，提高了施工效率；
实施例四；
在实施例一的基础上，以水泥15％、石灰12％～15％、赤泥35％～40％、硅砂33％～35％等为原料加水，磨成料浆，并在高温高压的水热条件下进行化学反应，生成硅酸盐托贝莫来石等胶结材料与集料结合起来和发气剂反应，形成具有均匀气孔分布的轻质整体，具有多孔结构的建筑墙体材料，孔隙率高达75％～85％，具有容重小、强度高等特点，其抗压强度为1.5～7.0MPa，利用赤泥为原料生产多孔硅酸盐制品生产加气混凝土砌块，其容重、抗压强度均符合国家标准，赤泥加气混凝土的生产，工艺与其他加气混凝土基本相同，且赤泥不需再次煅烧，也不需再烘干，因此，其生产成本经济。

Claims (8)

1.一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：包括具体操作步骤如下：
S1、选取适量的赤泥；
S2、通过钙化处理将赤泥中的含硅离子全部转化为钙铝硅化合物即水化石榴石，并使用CO2对水化石榴石进行碳化处理，再通过低温溶铝后浸出渣的主要成分为硅酸钙、碳酸钙及氧化铁；
S3、根据板材的用途确定配方及配比，加入赤泥与增强载体、添加剂与原材料相融的改性助剂；
S4、将配好的原料倒入搅拌机进行预混合搅拌；
S5、将初步混合的原料送入高速混合机中进行进一步均匀混合，同时控制混合机内部的温度升至115℃；
S6、将成品运输至成型模具，使其进行成型形成胚体，并进行冷却；
S7、使胚体运输至切割机，根据需要对胚体进行切割，使其成为最终成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述S3中赤泥占70～80％，增强载体占5～10％，添加剂与原材料相融的改性助剂占15～20％。
3.根据权利要求2所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述赤泥烘焙温度达到600℃，并将烘焙后的赤泥与50%～60%的矿渣、粉煤灰矿物混合。
4.根据权利要求3所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述S1中的赤泥无杂质、烘干粉碎≥100目、水分≤3.5％，S5中混合加热的时间控制在15～35分钟。
5.根据权利要求4所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述赤泥焙烧至800℃时，使赤泥与矿渣质量配比为1:9进行混合。
6.根据权利要求5所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述赤泥焙烧过程中加入固碱颗粒。
7.根据权利要求6所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述赤泥、激发剂、促凝剂、减水剂物料，加水搅拌成浆体，向其中掺加泡沫搅拌均匀后，注入成型模具，待浆体完全硬化后脱模得到坯体，将坯体在70℃下烘干后，置入高温煅烧炉中，在1000～1300℃下煅烧8.5～11小时，自然冷却，涂刷轻质砂浆粘附于墙体外表面之上。
8.根据权利要求7所述的一种利用赤泥生产装配式墙板的方法，其特征在于：所述水泥15%、石灰12%～15%、赤泥35%～40%、硅砂33%～35%为原料加水，磨成料浆，并在高温高压的水热条件下进行化学反应，生成硅酸盐托贝莫来石等胶结材料与集料结合起来和发气剂反应，形成具有均匀气孔分布的轻质整体。
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