一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法與流程
2023-10-06 12:55:34
一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，涉及一種拜耳法赤泥的綜合利用，特別是用拜耳法赤泥生產建築材料的方法。
背景技術：
赤泥是以鋁土礦為原料生產氧化鋁過程中產生的極細顆粒強鹼性固體廢物，目前赤泥累計堆存量約3.5億噸。赤泥大量堆存，既佔用土地，浪費資源，又易造成環境汙染和安全隱患。長期以來，由於赤泥因排放量巨大，含鹼量高等原因，其綜合利用已成為世界性難題。我國一直重視赤泥綜合利用工作，開展了多學科、多領域的綜合利用技術研究工作。為提高赤泥綜合利用率和技術水平，減少赤泥堆存對環境、安全造成的影響，工業和信息化部、科學技術部以工信部聯節〔2010〕401號印發《赤泥綜合利用指導意見》。該《意見》分充分認識赤泥綜合利用的重要性和緊迫性，指導思想、基本原則和目標，重點技術和重點工程，主要目的是提高赤泥綜合利用率。推廣應用一批先進適用技術；建成一批具有帶動效應的應用示範和推廣示範項目。
鋁工業廢渣赤泥的綜合利用是世界性難題，一方面是赤泥的產生量大，另一方面由於使用的礦石及生產工藝有所不同，導致赤泥的成分、結構存在差異。目前對赤泥用於低附加值的建築材料等領域的研究有較成熟的工藝，且取得一定成效；也有不少研究將其應用到環境治理方面；從赤泥中回收有價金屬在技術上也是可行的。但是，現在赤泥利用中有比例低，原赤泥利用很少，都需要預處理之後才能利用，工藝複雜，代價高。赤泥利用要實現赤泥零排放和對赤泥進行綜合利用特別是生產高附加值產品的研究還需要不斷探索節能環保的新途徑和新工藝，才能真正意義上實現環境效益和經濟效益的雙贏。
現有的拜耳法赤泥的利用有以下方面：（1）在製取普通矽酸鹽水泥的原料中添加3.5％的赤泥作為生產水泥的原料，實驗結果表明其不影響水泥的性能。赤泥用量小。（2）用於磚材料也是一個重要的研究方向。耳法赤泥為原料，經直接還原焙燒磁選回收鐵後的殘渣摻入消石灰經擠壓成形後用於生產蒸養磚。這種利用赤泥需要經過預處理之後才能利用，代價有些高。赤泥製備建築材料是消耗赤泥量較大的一種方式，因為建築材料市場大，特別是中國禁止生產黏土實心燒結磚後，新型的建築材料具有更廣闊的市場前景。（3）赤泥做環境材料。赤泥化學成分比較穩定、粒度較小，並具有膠結的孔架狀結構，使得赤泥具有較大的比表面積，在水介質中穩定性較好。利用赤泥這種特有的物理化學性質，人們將赤泥用於去除廢水中的鉛、鉻、鎘、砷等有毒離子及磷酸鹽、硝酸鹽、氟化物等物質。（4）有價金屬回收。拜耳法赤泥中氧化鐵質量分數一般佔３０％以上，從赤泥中獲得金屬鐵回收價值高，市場需求量大。前蘇聯、日本、美國等均做了大量的研究，其原理主要是加入還原劑，將赤泥中的弱磁性的赤鐵礦和針鐵礦還原燒成磁鐵礦。隨著中國鐵礦資源的日益緊缺，從資源充分利用的角度來考慮，在中國進行鐵提取方向的研究也具有很好的現實意義。
技術實現要素：
本發明的目的就是針對上述已有技術存在不足，提供一種能有效利用工業固體廢棄物，實現廢物資源化科學利用，有效減少汙染，成本低、保溫隔熱性能好的用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於其生產過程是將拜耳法赤泥加入玻璃粉、鉀長石、發泡劑和水進行混合製漿，將製得的漿料在模具中成型，經養護、乾燥後，進行燒製得到輕質保溫隔熱材料。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於赤泥、玻璃粉、鉀長石的粒度小於120μm。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於其拜耳法赤泥、玻璃粉、鉀長石、發泡劑和水的重量比為赤泥650-700；玻璃粉200-250；鉀長石100；發泡劑25-28 ；水450-500。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於其進行混合製漿過程的步驟包括：
（1）將赤泥、玻璃粉、鉀長石混合攪拌均勻製得混合料粉；
（2）將40%的水加入固體發泡劑中攪拌均勻製得混合發泡劑；
（3）將步驟（1）的混合料粉均勻撒入步驟（2）的製得混合發泡劑中，攪拌均勻；
（4）將30%的水倒入步驟（3）製得的混合料中，繼續撒入步驟（1）的混合料粉至撒完為止，攪拌均勻。
（5）將剩下30%得水倒入步驟（4）製得的混合料，攪拌均勻。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於其養護過程的為36-48h。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於其燒制過程的溫度為1050℃-1170，燒制時間為4小時，保溫10分鐘。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於所述赤泥選用粉磨處理的拜耳法赤泥。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其特徵在於所述發泡劑選用聚苯乙烯固體發泡劑。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，配比設計時將拜耳法赤泥摻量定在70%及以上，採用成本低廉的廢玻璃粉以及鉀長石粉作為矽含量調節材料，並加入適量的發泡劑。通過成型過程的操作控制砌塊氣孔率及氣孔分布，乾燥後，放入高溫爐中以1070℃的燒成溫度燒成周期4小時的燒成制度進行燒制。通過控制變量確定影響赤泥保溫材料容重、強度、吸水率及熱導率等指標的主要因素，通過各種情況的對比分析，再根據需要進行調整，選擇出綜合性能最好的配比，並對最佳配比進行驗證。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，能有效利用拜耳法赤泥等工業固體廢棄物為主要原料，大比例利用拜耳法赤泥生產大宗低密度輕質建築保溫材料，不僅具有成本低、保溫隔熱性能好的優點，同時實現了廢物資源化，科學利用，減少了汙染，具有深遠的環保意義。
具體實施方式
一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其生產過程是將拜耳法赤泥加入玻璃粉、鉀長石、發泡劑和水進行混合製漿，將製得的漿料在模具中成型，經養護、乾燥後，進行燒製得到輕質保溫隔熱材料。
本發明的一種用拜耳法赤泥生產輕質保溫隔熱材料的方法，其中：
1.配比設計: 拜耳法赤泥摻量不小於70%，配以低廉的廢玻璃粉以及鉀長石粉等普通礦物作為矽含量熔劑和調節材料;
2. 添加適量高聚物泡沫劑和水,注模成型, 通過成型過程的操作控制砌塊氣孔率及氣孔分布;
3.常溫乾燥後，放乾燥箱內烘乾；
4. 放入高溫爐中以1070℃的燒成溫度進行燒制,燒制周期4小時,保溫10分鐘。
通過控制變量確定影響赤泥保溫材料容重、強度、吸水率及熱導率等指標的主要因素，通過各種情況的對比分析，再根據需要進行調整，選擇出綜合性能最好的配比，並對最佳配比進行驗證。
作為本發明的一種優選技術方案:所述赤泥選用粉磨處理的拜耳法赤泥。
作為本發明的一種優選技術方案:所述發泡劑選用聚苯乙烯固體發泡劑。
具體製備過程包括如下步驟：（1）按照重量份數配比稱取赤泥、玻璃粉、鉀長石、發泡劑、潔淨自來水。（2）將赤泥、玻璃粉、鉀長石混合攪拌均勻。（3）將40%的水加入固體發泡劑中攪拌均勻。（4）將粉料均勻撒入水域發泡劑混合物中，攪拌均勻。（5）將30%的水倒入混合料中，繼續撒粉料至撒完為止，攪拌均勻。（6）將剩下30%得水倒入混合料中，攪拌均勻；將混合泥漿倒入磨具中，施壓成型。
下面結合實施例對本發明的工藝方法進一步的說明：
實施例1
按照重量份數配比稱取赤泥650份；玻璃粉250；鉀長石100份；發泡劑25份；潔淨自來水500份。
將赤泥、玻璃粉、鉀長石混合攪拌均勻。
將40%的水加入固體發泡劑中攪拌均勻。
將粉料均勻撒入水域發泡劑混合物中，攪拌均勻。
將30%的水倒入混合料中，繼續撒粉料至撒完為止，攪拌均勻。
將剩下30%得水倒入混合料中，攪拌均勻。
將混合泥漿倒入磨具中，施壓成型。
將已注漿模具放入空氣中養護48h，等待乾燥拆模。
乾燥試塊放入高溫窯中,1070℃燒制4小時時間，保溫10分鐘。
實施例2
按照重量份數配比稱取赤泥700份；玻璃粉200；鉀長石100份；發泡劑28份；潔淨自來水450份。
將赤泥、玻璃粉、鉀長石混合攪拌均勻。
將40%的水加入固體發泡劑中攪拌均勻。
將粉料均勻撒入水域發泡劑混合物中，攪拌均勻。
將30%的水倒入混合料中，繼續撒粉料至撒完為止，攪拌均勻。
將剩下30%得水倒入混合料中，攪拌均勻。
將混合泥漿倒入磨具中，施壓成型。
將已注漿模具放入空氣中養護36h，等待乾燥拆模。
乾燥試塊放入高溫窯中,1070℃燒制。
實施例3
按照重量份數配比稱取赤泥700份；玻璃粉200；鉀長石100份；發泡劑28份；潔淨自來水450份。
將赤泥、玻璃粉、鉀長石混合攪拌均勻。
將40%的水加入固體發泡劑中攪拌均勻。
將粉料均勻撒入水域發泡劑混合物中，攪拌均勻。
將30%的水倒入混合料中，繼續撒粉料至撒完為止，攪拌均勻。
將剩下30%得水倒入混合料中，攪拌均勻。
將混合泥漿倒入磨具中，施壓成型。
將已注漿模具放入空氣中養護48h，等待乾燥拆模。
乾燥試塊放入高溫窯中,1060℃燒制。
以上實施例中的組合物所有組分均可以商業購買。
上述實施例只是用於對本發明的內容進行闡述,而不是限制,因此在與本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何改變,都應該認為是包括在權利要求書的範圍內。