CN101468905A - 赤泥免烧砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种赤泥免烧砖及其制备方法。该赤泥免烧砖主要由以下重量份的各组分组成：赤泥5－30份、粉煤灰20－30份、石英砂或碎石粉20－50份、石灰5－15份、石膏2－8份、水泥0－3份。本发明赤泥免烧砖的各项性能均符合要求，其抗压强度和抗折强度均达到国家标准的优等等级，其它的各项性能指标均符合要求；尤其是将赤泥中的放射性元素进行了有力的衰减和屏蔽，显著降低其中的放射性危害。此外，本发明赤泥免烧砖中加入一定量的硫酸镁，有效的中和了赤泥中所含有的大量的游离碱，消除了由于赤泥中所含有的大量的游离碱所导致的砖表面泛霜的现象。

Description

赤泥免烧砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及一种主要利用从铝土矿中提炼氧化铝后排除的工业固体废物-赤泥为原料制备而成的赤泥免烧砖及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术
赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。铝土矿中铝含量高的，采用拜尔法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥；铝土矿中铝含量低的，用烧结法或用烧结法和拜尔法联合炼铝，所产生的赤泥分别称为烧结法赤泥或联合法赤泥。
赤泥的物理性质：颗粒直径0.088～0.25毫米，比重2.7～2.9，容重0.8～1.0，熔点1200～1250℃。生产1吨氧化铝要排出0.6～2.0吨赤泥。全世界每年排放赤泥约6000万吨，我国对赤泥的利用率仅为15左右，有的国家把赤泥排入海中，因含有碱等有害物质而污染海洋，危害渔业生产。有的在陆地堆放，占用农田，污染水系，干燥后随风飘扬，又污染大气。为了减少污染，赤泥堆场底部应铺设不透水层，在赤泥堆上面铺土种植植物。但积极合理的办法是开展综合利用，如用赤泥生产建筑材料、土壤改良剂，以及回收其中的金属等。
40年代以来，许多国家就赤泥的综合利用提出了几十种方法，但绝大多数没有达到工业生产的要求，主要是由于赤泥浆不易干燥，脱水能耗大。另外，这种赤泥中铁和碱的含量高，也不利于制造水泥。如用以炼铁，其中的碱会腐蚀炉衬的耐火材料，赤泥中的氧化钛还会使炉渣粘度增加，造成高炉操作困难等，另外，赤泥中的放射性元素也大大超过国家限定标准，这些都严重制约了赤泥的综合利用。
发明内容
本发明首先所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种以赤泥为主要原料制备而成的赤泥免烧砖，该赤泥免烧砖不仅消除了赤泥所存在的无放射性污染，而且，其各项性能指标都符合建筑材料的要求。
本发明首先所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种赤泥免烧砖，主要由以下重量份的各组分组成：
赤泥5-30份、粉煤灰20-30份、石英砂或碎石粉20-50份、石灰5-15份、石膏2-8份；
优选的，各组分的重量份是：
赤泥8-25份、粉煤灰24-30份、石英砂或碎石粉25-30份、石灰8-12份、石膏3-5份；
更优选的，各组分的重量份是：
赤泥20份、粉煤灰25份、石英砂或碎石粉28份、石灰10份、石膏4份；
其中，所述的赤泥可以是干赤泥(存放时间为10年以上)也可以是湿赤泥(存放时间为1年以内)，更优选的，所述的赤泥由湿赤泥和干赤泥按照5:0.8的重量比例组成。
所述的石英砂或碎石粉的粒径控制在10mm以下，；
所述的粉煤灰可以是干粉煤灰也可以是湿粉煤灰；
为了达到更优的效果，上述组分中还可含有0-3重量份的水泥，优选为含有1重量份的水泥。
为了消除或中和赤泥中所存在的过多的游离碱，上述组合物中还可含有0.0002-0.0005重量份的硫酸镁，更优选为0.00025重量份的硫酸镁。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备上述赤泥免烧砖的方法。
本发明所要解决的另一个技术问题是通过以下技术方案来实现的：
(1)按所述重量份取各组分；
(2)将赤泥粉碎，控制粒径小于10mm；将石膏粉碎成细粉，过160-200目筛；将石英砂或碎石粉粉碎成细粉，控制粒径小于10mm；
(3)粉煤灰、石英砂或碎石粉、石灰、石膏和硫酸镁混合在一起后，用搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水(控制含水量在10-15％之间)之后搅拌均匀，压制成型，养护，即得。
其中，所述的养护为自然养护或蒸压养护；自然养护是指在室温下喷洒水养护28天出厂；蒸压养护是指在蒸汽压力为1.2Mpa下保持压力4小时，蒸养后存放7天出厂。
本发明赤泥免烧砖的各项性能均符合要求，其抗压强度和抗折强度均达到国家标准的优等等级，其它的各项性能指标均符合要求；尤其是将赤泥中的放射性元素进行了有力的衰减和屏蔽，显著降低其中的放射性危害。此外，本发明赤泥免烧砖中加入一定量的硫酸镁，有效的中和了赤泥中所含有的大量的游离碱，消除了由于赤泥中所含有的大量的游离碱所导致的砖表面泛霜的现象。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1  赤泥免烧砖的制备
按以下重量取各组分：干赤泥8；粉煤灰24、石英砂(其粒径控制在10mm以下)25、石灰8、石膏3，水泥1，硫酸镁0.0002；
将赤泥粉碎，控制粒径小于10mm；将石膏粉碎成细粉，过160-200目筛；将石英砂粉碎成细粉，控制粒径小于10mm；
将赤泥、粉煤灰、石英砂、石灰、石膏和硫酸镁混合在一起后，用斗式提升机提升后再用轮碾搅拌的方式搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水(控制含水量在10-15％之间)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得。
实施例2  赤泥免烧砖的制备
按以下重量取各组分：干赤泥25；粉煤灰30、碎石粉(其粒径控制在10mm以下)30、石灰12、石膏5，水泥3，硫酸镁0.0005；
将干赤泥粉碎，控制粒径小于10mm；将石膏粉碎成细粉，过160-200目筛；将碎石粉粉碎成细粉，控制粒径小于10mm；
将干赤泥、粉煤灰、碎石粉、石灰、石膏和硫酸镁混合在一起后，用斗式提升机提升后再用轮碾搅拌的方式搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水(控制含水量在10-15％之间)之后搅拌均匀，压制成型，在蒸汽压力为1.2Mpa下保持压力4小时，蒸养后存放7天出厂，即得。
实施例3  赤泥免烧砖的制备
按以下重量取各组分：干赤泥3.5、湿赤泥21.5；粉煤灰30、石英砂(其粒径控制在10mm以下)30、石灰12、石膏5，水泥3，硫酸镁0.0005；
将赤泥粉碎，控制粒径小于10mm；将石膏粉碎成细粉，过160-200目筛；将碎石粉粉碎成细粉，控制粒径小于10mm；
将赤泥、粉煤灰、碎石粉粉、石灰、石膏和硫酸镁混合在一起后，用斗式提升机提升后再用轮碾搅拌的方式搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水(控制含水量在10-15％之间)之后搅拌均匀，压制成型，在蒸汽压力为1.2Mpa下保持压力4小时，蒸养后存放7天出厂，即得。
实施例4  赤泥免烧砖的制备
按以下重量取各组分：干赤泥2.8，湿赤泥17.2；粉煤灰25、石英砂(其粒径控制在10mm以下)28、石灰10、石膏4，水泥1，硫酸镁0.00025；
将赤泥粉碎，控制粒径小于10mm；将石膏粉碎成细粉，过160-200目筛；将石英砂粉碎成细粉，控制粒径小于10mm；
将赤泥、粉煤灰、石英砂、石灰、石膏和硫酸镁混合在一起后，用斗式提升机提升后再用轮碾搅拌的方式搅拌均匀、陈化处理、再加入水泥和一定量的水(控制含水量在10-15％之间)之后搅拌均匀，压制成型，在室温下喷洒水养护28天，即得。
试验例  本发明赤泥免烧砖的各项性能检测试验
受试样品：本发明实施例1、2、3和4所制备的赤泥免烧砖，分别编号为受试样品1、受试样品2、受试样品3和受试样品4；
一、本发明赤泥免烧砖的抗压和抗折强度检测试验
按照JC422-91的标准对自然养护的本发明赤泥免烧砖进行抗压和抗折强度检测试验，检测结果见表1.
表1 本发明赤泥免烧砖的抗压和抗折强度检测试验
按照JB11945-1999的标准对自然养护的本发明赤泥免烧砖进行抗压和抗折强度检测试验，检测结果见表2.
表2 本发明赤泥免烧砖的抗压和抗折强度检测试验
Figure A200710305696D00071
二、本发明赤泥免烧砖的综合性能检测结果
将受试样品1、受试样品2、受试样品3和受试样品4的放射性、冻后强度、干燥收缩率、炭化系数、外观质量等各性性能进行了综合检测，检测后的结果见表3。
表3 本发明赤泥免烧砖的综合性能检测结果
 
检测项目       性能要求           检测结果(平均值)
放射性(内照射) 比活度限制式≤1    内照射指数0.15放射性(外照射) 比活度限制式≤1    内照射指数0.38外观质量       d≤5时尺寸偏差合格 d＝0.08炭化系数       Kc≥0.80           Kc＝0.95冻后强度       ≥12.0Mpa          31.2Mpa干燥收缩率     ≤0.75mm·m-1      0.53                
注：按照GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》的国家标准对本发明赤泥免烧砖的放射性进行检测；按照此检测标准，赤泥的内照射指数为1.6，外照射指数为2.1，远远超出国家限量的标准。

Claims (8)

1、一种赤泥免烧砖，主要由以下重量份的各组分组成：
赤泥5-30份、粉煤灰20-30份、石英砂或碎石粉20-50份、石灰5-15份、石膏2-8份、水泥0-3份。
2、按照权利要求1的赤泥免烧砖，其特征在于，各组分的重量份是：赤泥8-25份、粉煤灰24-30份、石英砂或碎石粉25-30份、石灰8-12份、石膏3-5份。
3、按照权利要求2的赤泥免烧砖，其特征在于，各组分的重量份是：赤泥20份、粉煤灰25份、石英砂或碎石粉28份、石灰10份、石膏4份。
4、按照权利要求1-3任何一项的赤泥免烧砖，其特征在于：所述的赤泥是干赤泥或湿赤泥，或者是由干赤泥和湿赤泥组成。
5、按照权利要求4的赤泥免烧砖，其特征在于：所述的赤泥由湿赤泥和干赤泥按照5:0.8的重量比例组成。
6、按照权利要求1-3任何一项的赤泥免烧砖，其特征在于：还含有0.0002-0.0005重量份的硫酸镁。
7、按照权利要求6的赤泥免烧砖，其特征在于：硫酸镁的重量份是0.00025。
8、一种制备权利要求1所述赤泥免烧砖的方法，包括：
(1)按所述重量份取各组分；
(2)将赤泥粉碎，控制粒径小于10mm；将石膏粉碎成细粉，过160-200目筛；将石英砂或碎石粉粉碎成细粉，控制粒径小于10mm；
(3)粉煤灰、石英砂或碎石粉、石灰和石膏混合在一起后，搅拌均匀、陈化处理，再加入水泥和水，控制含水量在10-15％之间，继续搅拌均匀，压制成型，养护，即得。
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