一種拜耳法赤泥頁巖磚及其生產方法

2023-09-18 02:58:45

專利名稱：：一種拜耳法赤泥頁巖磚及其生產方法
技術領域：
：本發明涉及拜耳法工藝生產氧化鋁排出的赤泥廢渣的綜合利用方法，具體地說是利用拜耳法赤泥代替部分粘土或頁巖生產燒結磚，達到赤泥的綜合利用。屬有色冶金、環保建材和工業廢渣的綜合利用技術範疇。
背景技術：
：拜耳法赤泥是鋁土礦經溼法冶金工藝過程提取氧化鋁後的廢棄物，也稱為尾礦。利用拜耳法工藝每生產一噸氧化鋁，要產出0.8-1.5噸赤泥(隨鋁土礦品位及生產方法不同而異)。赤泥是氧化鋁廠最大的汙染物，在鋁行業仍被定位為危險固體廢棄物。目前世界上每年產出約上億噸的赤泥，只有很少一部分得到利用，不少鋁廠由於赤泥處理不善，造成了嚴重的環境汙染，還佔用大量的土地用於堆存，如何做好赤泥的綜合利用仍是當今氧化鋁工業生產的世界性難題。為解決這一難題，廣大科技工作者作了許多的有益工作，有的還申請了專利，如《一種石灰燒結一拜耳法聯合生產氫氧化鋁的方法》申請號200710077821.5《拜爾法赤泥的綜合利用》申請號200810069066.O，但由於工業廢渣赤泥的量很大，這些方法處理赤泥的能力非常有限，對赤泥的處理量仍是冰山一角。由於赤泥主要成分與粘土相近，發明人想到將赤泥作原料生產建材，因建材需用量巨大，特別是生產建築用磚，目前我國建築行業仍在使用大量的實心粘土磚，生產這些磚浪費了可貴的土地資源，大量的取土毀田已造成耕地面積的減少，給農業生產和國民經濟的發展帶來了嚴重後果。1992年國務院已明確提出限制和取締粘土實磚的生產和使用，這樣的嚴峻的形式下急需要新的牆體材料來代替實心粘土磚。國內雖然有免燒蒸壓赤泥粉煤灰磚的報導，但是由於其免燒，使這種磚具有抗凍性差，吸水率高，抗壓強度低，保溫性能差等缺點，限制了其使用範圍。另見報導的還有赤泥粉煤灰燒結磚，由於其放射性超標而不能普遍使用，所以其用途同樣受限。利用赤泥粘土生產牆磚的困難在於赤泥中同時存在有20%左右的氧化鈣，6.0%左右的Na20和少量放射性物質，因此用赤泥代替粘土生產承重牆磚，雖然是一個很好的想法，但必須克服赤泥的鹼性強，氧化鈣含量偏高，存在一定放射性危害的難題。
發明內容本發明的目的在於用赤泥與粘土組份相近的性質，克服赤泥中鹼性強，氧化鈣含量偏高，存在一定量放射性的難題，利用赤泥代替部分粘土或頁巖，生產一種赤泥頁巖磚並使產品達到燒結磚國家標準。利用頁巖代替粘土生產牆磚已是現有技術。利用汙泥代替部份頁巖生產磚的方法有如《汙泥頁巖磚的生產方法》，200810044989.0。本發明研究表明，赤泥與頁巖搭配生產牆磚是一種最理想的搭配，兩者之間優勢互補，完全克服赤泥中的不利因素，變不利因素為有利因素，頁巖中的3102可以固定赤泥中的化20，而赤泥中的化20，不僅有助於內燃煤的充分燃燒完全，並使磚的燒結溫度降低近IO(TC，赤泥中的CaO，對煤中的S和F起到固定作用，減少煤中硫和氟對環境的汙染，而頁巖中的Si(^對氧化鈣也起到了固定作用，使磚的石灰爆裂指標達到國標要求，赤泥中的放射性強度，由於頁巖的稀釋和屏蔽而大大降低到國家標準範圍之內，因此本發明為氧化鋁生產中拜耳赤泥的綜合利用探索出一條可行之路，為燒結磚生產尋找到一個新的原料，並為建築行業牆磚生產增添了一個新的磚品種。本發明一種拜耳法赤泥頁巖磚及其生產方法，是以拜耳法赤泥和頁巖為主要原料加工生產的一種燒結牆磚，原料重量配比為拜耳法赤泥頁巖內燃煤=1030%:6585%:48%總和以100%，外加20±2%的水，上述原料稱重都按乾料計算。從消耗赤泥的量來說，在原料配比中，赤泥的量越多越好，但赤泥的配料比過多，會導致部份指標達不到國家標準，如放射性強度，石灰爆裂等，為保險起見，本發明赤泥的最高配比定為30%，在赤泥30%的配比範圍內，磚的各項指標均能達到國家標準。赤泥30%的配比是一個保守數據，因為有些赤泥的放射性強度很低，因此任何赤泥高於30%的赤泥頁巖磚都是本發明要求保護的範圍。本發明一種拜耳赤泥頁巖磚的生產方法，包括配料、破碎、攪拌、輪碾、真空擠壓成型和乾燥，與現有技術相近，只是混合攪拌輪碾的速度均大於30mVh，擠壓成型壓強為3.0MPa，乾燥溫度為4585t:，將成型乾燥後的磚坯置於磚窯中，在IOO(TC士5(TC焙燒2-4小時.本發明具有以下效果1、本發明的生產工藝是將拜耳法赤泥和頁巖配料，加入添加劑，製成塊放在隧道窯中焙燒，燒成溫度較低，燒成時間短，生產易於控制，同時拜耳法赤泥在燒結反應中能固定煤中的硫，減少了廢氣中的硫含量。2、本發明的生產工藝簡單，流程短，投資少。3、本發明能降低燒結磚的燒成溫度80IO(TC左右，處理拜耳法赤泥不僅有良好的經濟效益，環保效益也十分顯著。4、本發明有效成果是通過拜耳法赤泥與頁巖混配生產燒結磚後，找到了拜耳法赤泥可大量綜合利用的途徑，為氧化鋁工業生產中拜耳法赤泥的綜合利用探索出了又一條可行之路。5、本發明是建築行業的一種新型牆體材料，為牆磚生產開闢了一種新的原料。附圖為本發明生產工藝流程圖，從圖可知，本發明生產工藝流程與現有頁巖磚的生產工藝流程相近似，依次包括配料，破碎、過篩、加水、攪拌、輪碾、真空擠壓成型和乾燥焙燒等步驟，但在各步驟的工藝條件是根據本發明的實際生產條件試驗出來的。具體實施例方式本發明的工業試驗是在貴州平壩宏大鋁化工有限公司技術中心赤泥綜合利用基地的平頂隧道窯進行。實施例所採用的拜耳法赤泥為宏大鋁化工有限公司氧化鋁生產所產出的拜爾法赤泥，頁巖來自廠區附近的頁巖礦山。採用的頁巖和拜爾法赤泥的化學成分成份Si02Fe203A1203CaOMgOTi02K20Na20LossS赤泥14.0111.6021.2025.120.804.401.363.7412.1694.39頁巖57.946.1817.811.201.990.633.121.555.1594.57赤泥放射性指數測定名稱鐳(CKa)，Bq/Kg釷(CTh)，Bq/Kg鉀(Ck)，Bq/Kg內照射L外照射Iy赤泥420.60638.80208.22.13.6實施例1、稱取上述經乾燥的拜耳法赤泥，頁巖和煤，其配比為拜耳法赤泥頁巖煤=io:82:8配料後用攪拌機混勻，進入破碎機破碎，通過3mm篩，80%通過，加入20±2%的水，再經雙軸攪拌，輪碾後，混合攪拌，輪碾的速度至少30M3/h，送入擠磚機製成大小為240X120X60(mm)的塊狀，成型壓強為3.0MPa將料塊堆碼在隧道窯車上，通過4585°C乾燥帶、預熱帶、高溫燒成帶，再經冷卻帶冷卻即為成品，冷卻帶餘熱抽取用於烘乾。隧道窯的高溫焙燒溫度為1000士5(TC，料塊在高溫帶停留時間為4小時。實施例2、稱取上述經乾燥的拜耳法赤泥，頁巖和煤，其配比為拜耳法赤泥頁巖煤=15:78:7配料後用攪拌機混勻，進入破碎機破碎，通過3mm篩，80%通過，加入20±2%的水，再經雙軸攪拌，輪碾後，混合攪拌，輪碾的速度至少30MVh，送入擠磚機製成大小為240X120X60(mm)的塊狀，成型壓強為3.0MPa將料塊堆碼在隧道窯車上，通過4585°C乾燥帶、預熱帶、高溫燒成帶，再經冷卻帶冷卻即為成品，冷卻帶餘熱抽取用於烘乾。隧道窯的高溫焙燒溫度為1000士5(TC，料塊在高溫帶停留時間約為3小時。實施例3、稱取上述經乾燥的拜耳法赤泥，頁巖和煤，其配比為拜耳法赤泥頁巖煤=30:66:4配料後用攪拌機混勻，進入破碎機破碎，通過3mm篩，80%通過，加入20±2%的水，再經雙軸攪拌，輪碾後，混合攪拌，輪碾的速度至少30MVh，送入擠磚機製成大小為240X120X60(mm)的塊狀，成型壓強為3.OMPa將料塊堆碼在隧道窯車上，通過4585°C乾燥帶、預熱帶、高溫燒成帶，再經冷卻帶冷卻即為成品，冷卻帶餘熱抽取用於烘乾。隧道窯的高溫焙燒溫度為1000士5(TC，料塊在高溫帶停留時間為2小時。本實施例13分別摻10%赤泥、摻15%赤泥、摻30%赤泥配方試件送至貴州省建材質檢站檢測，檢測項目為泛霜、石灰爆裂、吸水率、飽和係數、抗凍融試驗、力學強度、放射性指數等，其結果均達到燒結磚國標要求。其中，力學強度試驗結果如表5tableseeoriginaldocumentpage6本實施例赤泥最高30%的配比是一個保守數據，因為有些赤泥的放射性強度很低，大大低於本公司氧化鋁生產所產出的拜耳法赤泥"放射性指數測定"結果，因此任何赤泥配比高於30%的赤泥頁巖磚都是本發明的要求保護的範圍。換句話說，本發明拜耳法赤泥的最高配比30%是基於利用本公司氧化鋁生產所產出的拜耳法赤泥，如果用其它工廠產出的拜耳法赤泥，其"放射性指數測定"低於本公司的測定結果配比可大於30%。權利要求一種拜耳法赤泥頁巖磚，其特徵是以拜耳法赤泥和頁巖為主要原料加工生產的一種燒結牆磚，其原料配比為拜耳法赤泥∶頁巖∶內燃煤＝10～30％∶65～85％∶4～8％，總和以100％計，外加20±2％的水。2.根據權利要求1所述的一種拜耳法赤泥頁巖磚，其特徵是拜耳法赤泥中"放射性指數測定"結果為本公司赤泥的"放射性指數測定"結果時，赤泥配料最高為30%。3.按照權利要求1或2所述的一種拜耳法赤泥頁巖磚的生產方法，包括配料、破碎、過篩、攪拌、輪碾、成型乾燥和焙燒步驟，其特徵在於，成型乾燥後的磚坯在磚窯中，在1000士50。C焙燒2-4小時。4.如權利要求3所述的一種拜耳法赤泥頁巖磚的生產方法，其特徵在於混和攪拌、輪碾的速度至少30mVh。5.如權利要求3所述的一種拜耳法赤泥頁巖磚的生產方法，其特徵在於所述的成型壓強為3.0MPa，乾燥溫度為4585°C。全文摘要本發明公開了一種拜耳法赤泥頁巖磚及其生產方法，屬環保、建材和工業廢渣的綜合利用
技術領域：
，是以拜耳法赤泥和頁巖為主要原料加工生產的一種燒結牆磚，拜耳法赤泥、頁巖、煤的重量配料比為10～30％∶65～85％∶4～8％加水量為20±2％，本發明同時也公開了這種燒結磚的生產方法。此燒結磚不僅外形美觀，而且泛霜、石灰爆裂、吸水率、飽和係數(抗凍融試驗)、力學強度試驗、放射性指數等結果均滿足燒結磚國標要求，是建築行業的一種新型牆體材料。文檔編號E04C1/00GK101748848SQ20101010001公開日2010年6月23日申請日期2010年1月22日優先權日2010年1月22日發明者曾左橋,李璇,郝俊峰,鄢金松,高遇事申請人:貴州平壩宏大鋁化工有限公司