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