CN101648402A - 一种利用赤泥生产加气砌块的方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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％。
Claims (3)
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：
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。
2、根据权利要求1所述的利用赤泥生产加气砌块的方法，其特征在于所述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。
3、根据权利要求1所述的利用赤泥生产加气砌块的方法，其特征在于所述助剂由减水剂和缓凝剂组成，其组成质量比为：减水剂∶缓凝剂＝1∶1.5～2.5，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；促凝剂为水玻璃、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。
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