一种利用赤泥生产加气砌块的方法 |
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申请号 | CN200910094935.X | 申请日 | 2009-09-04 | 公开(公告)号 | CN101648402A | 公开(公告)日 | 2010-02-17 |
申请人 | 昆明理工大学; | 发明人 | 夏举佩; 张召述; 苗庆东; | ||||
摘要 | 本 发明 提供一种利用赤泥生产加气砌 块 的方法,按下列干基 质量 份混合原料:赤泥50~70份,生石灰5~10份,活性胶凝材料20~40份,按混合料干基质量的85~100%加 水 ,混合料干基质量的0.04~0.06%加 铝 粉,混合料干基质量的0.5~0.8%加助剂,混合制成浆料,经发泡、静置和 蒸汽 养护得加气砌块。具有物理性能稳定、轻质、保温性好、废物利用率高、工艺简单、成本低廉、保护环境、节约天然资源等优点,可广泛用于城市 高层建筑 作承重或非承重隔断、工业设备保温和冷冻仓库的 隔热 砌块使用。 | ||||||
权利要求 | 1、一种利用赤泥生产加气砌块的方法,其特征在于经过下列步 骤: |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种利用赤泥生产加气砌块的方法,属资源综合利用及 新型建材技术领域。 背景技术赤泥是氧化铝生产过程中排放的固体废渣,用现有技术的烧结法、拜 耳法和混联法生产氧化铝时,都会排放固体废渣——赤泥,只是会因具体 的氧化铝生产方法和铝土矿品质的不同,而使赤泥的化学成分、物理性质 和矿物结构不同,由于其中的氧化铁含量较高,其外观颜色与红土相似, 故一般通称为赤泥。 我国是世界上第四大氧化铝生产国,每生产1吨氧化铝约产生赤泥1.5 吨(折干),每吨折干赤泥还附带3~4m3的含碱废液。据不完全统计,我国 每年排放赤泥一千多万吨,赤泥累计堆存量高达数千万吨,主要以筑坝湿 法堆存为主,其利用率仅为10%左右,随着铝工业的发展和铝矿石品位的降 低,赤泥排放量还将越来越大,尤其是赤泥中的碱,更加大了赤泥的利用 难度,这是导致赤泥利用率低的主要原因。目前的现状是赤泥不仅污染环 境、占用土地,而且还造成资源浪费,从而影响铝工业的可持续发展。因 此,要使赤泥这种大宗固体废弃物得到广泛应用,就必须首先解决赤泥碱 的稳定化及其综合利用问题。 长期以来,赤泥的综合利用一直是个世界性难题,尽管国内外对赤泥的 综合利用进行了大量的研究,但是由于技术上和经济上的种种原因,大多 数未付诸工业实现。 拜耳法赤泥的应用:由于拜耳法赤泥铁含量高,国外大多以其作为炼铁 原料。部分作为水泥原料,沥青、橡胶、塑料填料,人工轻骨料混凝土, 建筑砖用原料,道路基层材料等等。 烧结法赤泥的应用:主要生产水泥。 国内赤泥综合利用研究动态:多年来,我国针对赤泥的综合利用,主要 对生产水泥开展了许多研究工作,探索出了一些技术可行、效益较好的利 用途径,但从整体上看,烧结法赤泥得到了不同程度的利用,拜耳法赤泥 尚未解决大量利用的问题。由于拜耳法赤泥排量大,含水率高,碱性强等 特点,综合利用进展不大。另外,赤泥用作新型墙材则是综合利用氧化铝 工业废渣的又一有效途径,它既可以大量消化赤泥、节约土地,又可以改 善环境。如山东铝业公司利用赤泥作新型墙体材料,即用赤泥、粉煤灰及 煤矸石混合烧结后,生产出符合国家标准的建筑用砖。另外,利用赤泥烧 制微晶玻璃、水处理用多孔陶粒滤料及回收赤泥中有价元素,赤泥用作脱 硫剂、絮凝剂、水处理剂等方面也有研究报道。 申请号为200610128450.4的中国发明专利申请公开了一种赤泥、粉煤 灰制备免烧砖的方法,该免烧砖由下列重量百分比的原料制成:赤泥22~ 40,粉煤灰20~35,骨料20~40,石灰8~12,石膏1~3。申请号为 200810046629.4的中国发明专利申请公开了一种拜耳法赤泥复合砖及其生 产方法,该复合砖由以下原料混合制成:拜耳法赤泥:20~35份,粉煤灰: 15~34份,电石渣:5~15份,炉渣:30~40份,水泥:5~12份,石膏: 0~5份。申请号为200610018964.4的中国专利申请公开了一种赤泥蒸压 砖及其制备方法,它主要由赤泥、粉煤灰、电石渣、骨料和改性赤泥原料 制备而成,各原料所占重量百分比为:赤泥25~40%,粉煤灰10~30%, 骨料35~55%,电石渣8~14%,改性赤泥2~5%。本发明具有利废率高、 强度高、耐久性好的特点。 综上所述,用赤泥为辅助原料生产水泥、墙体砖、道路材料已有报道, 以赤泥作为主要原料用于加气砌块的生产还未见报导。 发明内容本发明的目的在于提供一种赤泥用量大、节能环保的建筑材料——加 气砌块的生产方法。缓解赤泥堆存处理带来的环境污染问题,同时为“禁 粘”工作的顺利实施提供更多的替代产品。 本发明通过下列技术方案完成:一种利用赤泥生产加气砌块的方法, 其特征在于经过下列步骤: A、按下列干基质量份混合原料: 赤泥 50~70份 石灰 5~10份 活性胶凝材料 20~40份 B、按上述A步骤的混合料干基质量的85~100%加水,混合料干 基质量的0.04~0.06%加铝粉,混合料干基质量的0.5~0.8%加助 剂; C、将上述B步骤的浆料于65~80℃下,发泡30~40min; D、将上述C步骤的发泡浆料用常压蒸汽养护2~4小时,得生坯, 并切割成相应尺寸; E、将上述D步骤的生坯用0.8MPa蒸汽养护18~24小时,即得加气砌 块成品。 所述A步骤的赤泥为烧结法、拜耳法和混联法氧化铝生产过程中产生 的固体废弃物,不需任何处理直接使用;石灰为活性氧化钙不小于65%, 过烧石灰小于2%的生石灰;水为普通工业用水、自来水、回收的中 水、含碱废水、冷凝水及其它水。 所述A步骤中的活性胶凝材料为水泥、黄磷炉渣、粉煤灰、高 炉渣中的两种或两种以上的混合物,混合物的硅/钙质量比为2.1~ 3.4。 所述黄磷炉渣是电炉法黄磷生产过程中产生的水淬渣,粉煤灰 为火力发电厂除尘后收集的固体废弃物;高炉渣为高炉冶炼的水淬 渣;并且使用时黄磷炉渣、粉煤灰、高炉渣需粉磨过325筛,且筛 余量小于5%。 所述B步骤的铝粉为市购产品,作为发泡剂使用。 所述助剂由减水剂和缓凝剂按减水剂∶缓凝剂=1∶1.5~2.5的质 量比组成:其中减水剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的一种或 两种;缓凝剂为水玻璃、氢氧化钠、氟硅酸钠、磷酸钠中的一种或 几种,以起到强化发泡、稳定发泡及促进生坯早强的作用。 本发明与现有技术相比具有如下优点: 与赤泥生产建筑材料相比,本发明所用赤泥无需经过脱水、干燥处理 即可直接使用,赤泥使用量大,均超过50%。 与赤泥生产建筑砌块相比,本发明生产的加气砌块容重轻,强度高, 特别适用于高层建筑的承重墙或内墙隔断使用。 与加气砌块相比,本发明的主要原料为赤泥,有利于解决赤泥堆存处 理而带来的环境污染问题。 总之,本发明结合我国氧化铝企业赤泥量大、利用率低的实际 情况,充分利用了各种物料的组成结构和化学特性,形成了以硅铝酸钙、 水化硅酸钙等为主体的矿物结构,其产品性能符合建筑用承重和非承重墙 体材料质量要求。砌块主要原材料为赤泥,使用量大,有利于解决赤泥堆 存处理而带来的环境污染问题,为赤泥的资源化利用开辟了一条新的利用 途径。 具体实施方式实施例1 配方组成(物质计量单位均为质量份): 原料:赤泥60份,生石灰5份,活性胶凝材料35份(其具体 组成为粉煤灰70%,水泥30%,硅/钙比为3.0),普通工业用水85份; 辅料:市购铝粉0.05份,助剂0.8份,其中助剂的质量配比为: 水玻璃40%,氢氧化钠20%,木质素磺酸钙40%; 工艺: A先将上述粉煤灰、生石灰分别放于现有技术中的常规球磨机内,粉磨 成粒度过325目筛,且筛余量小于5%的粉体,再按上述比例称取粉煤灰、 熟石灰粉体、赤泥、水泥、水及助剂,并加入到现有技术中的转速可调的 常规搅拌器内,先在120转/分的转速下慢搅拌3min,再在400转/ 分的转速下快搅拌3mi n,之后加入铝粉,并在400转/分的转速下快 搅拌1min后,制成浆料; B、将上述A的浆料注入现有技术中的具有控温装置的养护箱内的 300×400×600的模具内,于65℃发泡40min; C、将上述B步骤的发泡浆料用常压蒸汽养护3小时,脱模得生坯; D、将上述C步骤的生坯切割成所需尺寸; E、将上述D步骤切割好的生坯放入现有技术中的常规蒸养箱内,用 0.8MPa蒸汽养护20小时,即得加气砌块产品。 将养护好的砌块切割成100×100×100的立方体进行性能检 测,检测结果如下:抗压强度2.64Mpa,容重0.57g/m3,收缩值0.77mm/m, 重量损失4.7%,抗冻性强度损失20.4%。 实施例2 配方组成(物质计量单位均为质量份): 主料:赤泥70份,生石灰10份,活性胶凝材料20份(其具体 组成为高炉渣80%,水泥20%,硅/钙比为2.7),纸厂废液90份; 辅料:市购铝粉0.06份,助剂0.5份,其中助剂的质量配比为: 水玻璃50%,氟硅酸钠17%,木质素磺酸钠33%; 工艺: A、先将上述高炉渣、生石灰分别放于现有技术中的常规球磨机内,粉 磨成粒度为过325目筛,且筛余量小于5%的粉体,再按上述质量比称取高 炉渣、熟石灰粉体、赤泥、水泥、水及助剂,并加入到现有技术中的转速 可调的常规搅拌器内,先在120转/分的转速下慢搅拌3min,再在400 转/分的转速下快搅拌2min,之后加入铝粉,并在400转/分的转速 下快搅拌1min后,制成浆料; B、将上述A的浆料注入现有技术中的具有控温装置的养护箱内的 300×400×600的模具内,于80℃发泡30min; C、将上述B步骤的发泡浆料用常压蒸汽养护2小时,脱模得生坯; D、将上述C步骤的生坯切割成所需尺寸; E、将上述D步骤切割好的生坯放入现有技术中的常规蒸养箱内,用 0.8MPa蒸汽养护18小时,即得加气砌块产品。 将养护好的砌块切割成100×100×100的立方体进行性能检 测,检测结果如下:抗压强度5.71Mpa,容重0.79g/m3,收缩值0.44mm/m, 重量损失2.8%,抗冻性强度损失16.64%。 实施例3 配方组成(物质计量单位均为质量份): 主料:赤泥50份,生石灰10份,活性胶凝材料40份(其具体 组成为高炉渣50%,黄磷炉渣30,粉煤灰20%,硅/钙比为2.2),普 通工业用水100份; 辅料:市购铝粉0.04份,助剂0.65份,其中助剂质量配比为: 水玻璃72%,木质素磺酸钠28%; 工艺: A先将上述黄磷炉渣、生石灰分别放于现有技术的常规球磨机内,粉磨 成粒度为过325目筛,且筛余量小于5%的粉体,再按上述质量比称取黄磷 炉渣、熟石灰粉体、赤泥、水泥、水及助剂,并加入现有技术的转速可调 的常规搅拌器内,先在120转/分的转速下慢搅拌3min,再在400转/ 分的转速下快搅拌2min,之后加入铝粉,并在400转/分的转速下 快搅拌1min后,制成浆料; B、将上述A的浆料注入现有技术中的具有控温装置的养护箱内的 300×400×600的模具内,于70℃发泡35min; C、将上述B步骤的发泡浆料用常压蒸汽养护4小时,脱模得生坯; D、将上述C步骤的生坯切割成所需尺寸; E、将上述D步骤切割好的生坯放入现有技术中的常规蒸养箱内,用 0.8MPa蒸汽养护24小时,即得加气砌块产品。 将养护好的砌块切割成100×100×100的立方体进行性能检 测,检测结果如下:抗压强度3.74Mpa,容重0.76g/m3,收缩值0.53mm/m, 重量损失4.3%,抗冻性强度损失19.64%。 |