專利名稱：一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，屬建筑材料和氧化鋁生 產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的固體廢渣，按照氧化鋁生產(chǎn)方法的不同， 分為燒結(jié)法、拜耳法和混聯(lián)法赤泥。據(jù)測算，每生產(chǎn)1噸氧化鋁約產(chǎn)生赤泥1.0—1.5噸，每噸折干赤泥還附帶3 ~4m3的含堿廢液。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展和 鋁礦石品位的降低，赤泥排放量將越來越大，安全堆存已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展 的重大制約因素。燒結(jié)法和混聯(lián)法赤泥因含有與水泥相似的P—硅酸二4丐，在 堆存過程中，可通過其自身的水化產(chǎn)生膠凝強度，實現(xiàn)赤泥固化，因此，現(xiàn)有 大多數(shù)氧化鋁企業(yè)均采用燒結(jié)法赤泥筑壩，在壩內(nèi)堆存難以固化的拜耳法赤 泥。但是，燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁能耗高，在能源形勢日趨嚴峻的背景下，將逐漸 萎縮，而拜耳法和選礦拜耳法生產(chǎn)氧化鋁則具有蓬勃發(fā)展的趨勢，但是與燒結(jié) 法赤泥不同，拜耳法赤泥不含有凝膠礦物，自身不會隨堆存時間的延長而固化，的拜耳法赤泥堆存和筑壩存在崩塌和跨壩風(fēng)險。為解決拜耳法赤泥堆存的技術(shù)難題，專利200710077627.7 、 200520084837.5 、 200810226872.4 、 200710010404.9 、 200610048091.1 、 200510200170.5 、 200510200169.2 、 200310117213.4 、 200510045082.2和 200610200463.8從壩體結(jié)構(gòu)、堆存方式、加強結(jié)構(gòu)、排水方式等方面進行了研 究。這些技術(shù)主要是采用物理方法進行赤泥壩的加固，未改變拜耳法赤泥自身 的化學(xué)和礦物特性。專利申請200610109277.3公開了一種鋁土礦選礦尾礦的堆存方法，其特 征在于在鋁土礦選礦尾礦漿液中4參加了相當(dāng)于干尾礦重量份10%~70%的基料(粉煤灰、煤石f石、赤泥、硅灰、火山灰、浮石、高爐渣的一種或幾種)和0%~15%膠凝激發(fā)劑(水泥、石灰、石膏、水玻璃)，其實質(zhì)是依靠膠凝公開了 一種土壤固化劑的生產(chǎn)方法，其特征是以礦渣或礦渣組合物為主體原 料，配以適量的堿性激發(fā)劑和表面活性劑混合粉磨至勃氏比表面積 400—900m2/kg所制成。礦渣組合物為礦渣與鉻鐵渣、磷渣、硅錳渣、粉煤灰 及其它工業(yè)廢渣的一種或多種復(fù)合，堿性激發(fā)劑為Na2C03、 NaOH、 Na2S04、 KA1(S04)2.6H20、 K2N02、 NaF、 K2C03中的一種或數(shù)種與水泥孰料混合， 表面活性劑為三,乙醇胺、亞硫酸鹽紙漿廢液、醋酸鈉、木質(zhì)素磺酸鹽等。該固 化劑可固化砂石和泥土 (包括含泥碎石屑、砂質(zhì)土、粉土、粘土、淤泥、城市 垃圾、粉煤灰、工業(yè)尾礦等)以作建筑材料。工業(yè)廢渣制備低溫陶瓷復(fù)合材料已有所報道如中國專利文獻公開的 200610010688.7 ,200510010946.7 ,200710137584.7 ,03135919.1 ， 200810058211.5等。上述低溫陶瓷復(fù)合材料的特征在于復(fù)合材料的基體相組 成是低溫煅燒和物理粉磨的工業(yè)廢渣、活化劑(堿、水玻璃、石灰為主體)、 表面活性劑、聚合物乳液，復(fù)合材料的增強相或分散相分別是植物剩余物、廢 塑料、原狀工業(yè)廢渣、高分子材料和氣孔。不涉及未經(jīng)處理的拜耳法赤泥。綜合已有的文獻，不難看出，專門針對拜耳法赤泥固化的低溫陶覺固化劑 生產(chǎn)方法尚未見文獻沖艮道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種拜耳法赤泥的低溫陶乾固化劑，以解決拜耳法赤 泥堆存和筑壩存在崩塌和跨壩風(fēng)險的問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明所述的一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，由下述重量份數(shù)的原料 配制成鋁硅酸鹽廢渣100份、工業(yè)副產(chǎn)石膏20—150份、激發(fā)材料50—200 份、減水劑0—3.0份、絮凝劑0—5.0份、緩凝劑0—5.0份。所述鋁硅酸鹽廢渣包括金屬冶煉渣、黃磷渣、粉煤灰、煅燒尾礦、煅燒赤泥和煅燒煤拜石中的一種或幾種；所述工業(yè)副產(chǎn)石膏包括煙氣脫硫石膏、磷石 膏、鈥石膏、氟石膏、檸檬酸石膏、濕法錳渣和鉛鋅渣中的一種或幾種；所述 激發(fā)材料包括石灰、電石渣和水泥窯灰中的一種或幾種；所述減水劑包括木質(zhì)素磺酸4丐、木質(zhì)素》黃酸鈉、萘磺酸鹽、腐植酸鈉.聚 羧酸的一種或幾種；絮凝劑包括聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、聚合物硫酸鐵、三 氯化鐵的一種或幾種；緩凝劑包括硼砂、磷酸鈉、氟化鈉、硝酸4丐的一種或幾種。上述的拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1) 主原料處理將鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料按上述配比 計量混合勻化、陳化2—5小時。將混合料干燥至含水率小于1%。將干燥的混合料進行粉磨，粉體細度為0.08mm篩余小于10%。2) 添加劑制備將減水劑、絮凝劑和緩凝劑按配比計量混合，破碎成顆 粒不大于1咖的4分體。3) 固化劑制備按配比分別計量主原料和添加劑的重量，加入粉體混合 機中強制混合2—5min,成為產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果為1 )本發(fā)明是一種專門針對拜耳法赤泥固化和筑壩 的特種膠凝材料，應(yīng)用時，只需直接將拜耳法赤泥漿與固化劑直接混合即可 實現(xiàn)拜耳法赤泥的堆存，在堆存過程中，固化劑各組分將和赤泥發(fā)生不可逆 反應(yīng)，最終形成以水化鋁硅酸鹽為主的凝膠礦物，這種凝膠礦物大多呈類沸 石的非晶體結(jié)構(gòu)，具有高溫陶瓷的某些性能，但因沒有高溫?zé)Y(jié)，而在常溫 條件下完成，故稱之為低溫陶瓷。與傳統(tǒng)膠凝材料相比，本發(fā)明不用水泥和 堿激發(fā)材料以及昂貴的高分子聚合物，因此成本低；2)本發(fā)明主要原料為工 業(yè)廢渣，用其固化赤泥，達到了以廢治廢的目的，在生產(chǎn)和應(yīng)用過程無二次 廢棄物排;故，因此有利于環(huán)境保護；3)本發(fā)明固化赤泥后，將能徹底解決赤泥庫的安全問題。


下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明進行進一步的詳細闡述。圖1是本發(fā)明所述的一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑生產(chǎn)方法的工藝流程圖。具體實施例實施例1一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，由下述重量份數(shù)的原料配制成的鋁硅酸鹽廢渣黃磷渣20份，粉煤灰50份，高爐渣30份；工業(yè)副產(chǎn)石膏磷石膏20份，脫硫石膏130份；激發(fā)材料石灰50份，電石渣100份，窯灰50 4分；減水劑木質(zhì)磺酸鈣2.0份，萘磺酸鹽0.4份，聚羧酸0.1份；絮凝劑聚合硫酸鋁3.0份，氯化鐵1.5,聚丙烯酰胺0.5份；緩凝劑硼砂1.0份、磷酸鈉0.5份、氟化鈉0.5份、硝酸4丐3份。本發(fā)明實施例所述的拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑的生產(chǎn)方法包括以下 步驟1) 主原料處理按上述配比把鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料 混合，陳化2小時，再干燥，測試含水率為0.6%,放入球磨4幾中粉磨至粉體 細度為0.08 mm ，篩余為8.0%;2) 添加劑制備按上述配比把減水劑、絮凝劑和緩凝劑混合，破碎，測試1咖，篩余小于2%;3 )固化劑制備把步驟1)處理的主原料和步驟2 )制備的添加劑在高速 混合機中混合5min后，成為產(chǎn)品。按照GB/T17671-1999 7JC泥膠砂強度檢—驗方法(ISO法)測試3天，性能 抗壓強度13.2MPa，抗折強度3.6MPa; 28天性能抗壓強度36.8MPa，抗折強 度6.3 MPa;初凝時間55min,終凝時間lh42min。采用該固化劑13%，折 干拜耳法赤泥87%,混合后調(diào)制成含水率58%的漿體，28天抗壓強度為 2.3MPa，固化體軟化系凄t為0.79。實施例2:一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，由下述重量份數(shù)的原料配制成的鋁硅酸鹽廢渣煅燒尾礦20份，煅燒煤研石50份，煅燒赤泥30份；工業(yè)副產(chǎn)石膏氟石膏10份，檸檬酸石膏1(H分；激發(fā)材料石灰30份，電石渣10份，窯灰10份；本發(fā)明實施例所述的 一種拜耳法赤泥的低溫陶'汔固化劑的生產(chǎn)方法包括 以下步驟按上述配比把鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料混合，陳化5小時， 再干燥，測試含水率為0.4%,放入球磨機中粉磨，測試粉體細度為0.08隱， 篩余為3.0%,直接成為產(chǎn)品。按照GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)測試3天性能 抗壓強度6.2MPa、抗折強度1.6 MPa; 28天性能抗壓強度22.8MPa、抗折 強度3.5 MPa;初凌是時間80min，終凝時間2h36min。采用該固^匕劑15%, 折干拜耳法赤泥85%，混合后調(diào)制成含水率45%的膏體，28天抗壓強度為 1.6MPa，固化體軟化系數(shù)為0.72。實施例3:一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，由下述重量份數(shù)的原料配制成的鋁硅酸鹽廢渣高爐渣50份，鋼渣40份，熱法錳渣10份；工業(yè)副產(chǎn)石膏濕法錳渣10份，鉛鋅渣10份，脫石克石膏100份；激發(fā)材料石灰50份，電石渣80份，窯灰20份；減水劑木質(zhì)素^黃酸鈉0.2份，腐植酸鈉0.8份、聚羧酸1.0份；絮凝劑聚舍硫酸鋁1.3份，聚合物硫酸鐵1.2份；緩凝劑氟化鈉0.5份，硝酸鈣2.0份；本發(fā)明實施例所述的一種拜耳法赤泥的低溫陶資固化劑的生產(chǎn)方法包括 以下步驟i)主原料處理按上述配比把鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料混 合，陳化3.5小時，再干燥，測試含水率為0.2%,放入球磨機中粉磨，至粉 體細度0.08咖，篩余為2.0%;2) 添加劑制備按上述配比把減水劑、絮凝劑和緩凝劑混合，破碎，至 粉體細度，篩余小于1.2%;3) 固化劑制備把步驟1 )處理的主原料和步驟2)制備的添加劑在高速 混合機中混合3min,成為產(chǎn)品。按照GB/T17671-1999水泥膠砂強度一全驗方法(ISO法)測試，3天性能 抗壓強度8.2MPa,抗折強度2.3MPa; 28天性能抗壓強度28.9MPa，抗折強度 3.8MPa;初凝時間70min,終凝時間2h22min。釆用該固化劑6%,折千拜耳 法赤泥92%，混合后調(diào)制成含水率60%的膏體，28天抗壓強度為1.2MPa, 固化體軟化系數(shù)為0.69。
權(quán)利要求
1、一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，其特征在于由下述重量份數(shù)的原料配制成的鋁硅酸鹽廢渣100份、工業(yè)副產(chǎn)石膏20-150份、激發(fā)材料50-200份、減水劑0-3.0份、絮凝劑0-5.0份、緩凝劑0-5.0份。所述鋁硅酸鹽廢渣包括金屬冶煉渣、黃磷渣、粉煤灰、煅燒尾礦、煅燒赤泥和煅燒煤矸石中的一種或幾種；所述工業(yè)副產(chǎn)石膏包括煙氣脫硫石膏、磷石膏、鈦石膏、氟石膏、檸檬酸石膏、濕法錳渣和鉛鋅渣中的一種或幾種；所述激發(fā)材料包括石灰、電石渣和水泥窯灰中的一種或幾種；所述減水劑包括木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、萘磺酸鹽、腐植酸鈉、聚羧酸的一種或幾種；絮凝劑包括聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、聚合物硫酸鐵、三氯化鐵的一種或幾種；緩凝劑包括硼砂、磷酸鈉、氟化鈉、硝酸鈣的一種或幾種。
2、 權(quán)利要求1所述的拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑的生產(chǎn)方法，其特征 在于，包括以下步驟1) 主原料處理將鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料按上述配比計 量混合勻化、陳化2—5小時；將混合料干燥至含水率小于1%;將干燥的混合料進行粉磨，粉體細度為0.08咖，篩余小于10%。2) 添加劑制備將減水劑、絮凝劑和緩凝劑按配方計量混合，破碎成顆粒 不大于1 mm的4分體。3) 固化劑制備按配比分別計量主原料和添加劑的重量，加入粉體混合機 中強制混合2—5min，成為產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拜耳法赤泥的低溫陶瓷固化劑，由下述重量份數(shù)的原料配制成鋁硅酸鹽廢渣100份、工業(yè)副產(chǎn)石膏20-150份、激發(fā)材料50-200份、減水劑0-3.0份、絮凝劑0-5.0份、緩凝劑0-5.0份，其生產(chǎn)方法包括以下步驟1)主原料處理；2)添加劑制備；3)固化劑制備；本發(fā)明的有益效果為1)固化劑各組分將和赤泥發(fā)生不可逆反應(yīng)，與傳統(tǒng)膠凝材料相比，本發(fā)明不用水泥和堿激發(fā)材料以及昂貴的高分子聚合物，因此成本低；2)本發(fā)明主要原料為工業(yè)廢渣，用其固化赤泥，達到了以廢治廢的目的，在生產(chǎn)和應(yīng)用過程無二次廢棄物排放，因此有利于環(huán)境保護；3)本發(fā)明固化赤泥后，將能徹底解決赤泥庫的安全問題。
文檔編號C04B7/00GK101624267SQ20091016287
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者夏舉佩, 張召述, 蘇俊哲, 陳惠康, 馬海平, 馬秀麟 申請人:山西鑫秀工礦廢渣利用有限公司;昆明理工大學(xué)