專利名稱：一種以赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，屬工業(yè)固體廢棄物資源綜合利用及新型建材技術(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)工藝的不同，分為燒結(jié)法、拜耳法和混聯(lián)法赤泥。因氧化鋁生產(chǎn)方法和鋁土礦品質(zhì)不同，赤泥的化學(xué)成分、物理性質(zhì)和礦物相不同，但因氧化鐵含量較高，其外觀顏色與紅土相似，故一般通稱為赤泥。無論燒結(jié)法赤泥還是拜耳法赤泥，其共同的特性都含堿，由于堿的存在，導(dǎo)致赤泥的利用難度很大，這是赤泥利用率低的主要原因。我國(guó)是世界第四大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，每生產(chǎn)1噸氧化鋁約產(chǎn)生赤泥1. 5噸(折干)，每噸干赤泥還附帶3 4m3的含堿廢液。據(jù)不完全估計(jì)，我國(guó)每年排放赤泥一千多萬噸，赤泥累計(jì)堆存量高達(dá)數(shù)千萬噸，主要以筑壩濕法堆存為主，其利用率僅為10%左右，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，其所產(chǎn)生的環(huán)境問題已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大制約因素。從我國(guó)的國(guó)情出發(fā)，鋁工業(yè)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍將保持旺盛的發(fā)展勢(shì)頭，但若赤泥產(chǎn)生的污染問題、土地占用問題、資源浪費(fèi)問題得不到有效解決，將嚴(yán)重影響鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而要使赤泥這種大宗固體廢棄物得到廣泛應(yīng)用，就必須首先解決赤泥堿的穩(wěn)定化及其綜合利用技術(shù)，這是一個(gè)長(zhǎng)期困擾國(guó)內(nèi)外氧化鋁工業(yè)但又懸而未解的重大課題。目前，國(guó)外關(guān)于赤泥的資源化應(yīng)用主要有(1)拜耳法赤泥用于生產(chǎn)水泥、制造人工輕骨料混凝土、用作浙青填料、生產(chǎn)磚、用作道路基層材料等。(2)拜耳法赤泥在農(nóng)業(yè)、環(huán)境等方面利用研究。如德國(guó)試驗(yàn)用拜耳法赤泥和軟泥混合填充低凹地，變貧瘠的土地為良田；美國(guó)、日本利用拜耳法赤泥作廢水、廢氣的凈化劑，效果良好，成本低等。(3)燒結(jié)法赤泥用于生產(chǎn)水泥。如，前蘇聯(lián)以霞石為原料生產(chǎn)氧化鋁的沃爾霍夫、阿欽、及卡列夫氧化鋁廠利用赤泥生產(chǎn)水泥，并進(jìn)行石灰石、燒結(jié)法赤泥兩組分配料試驗(yàn)，水泥可利用赤泥6 795kg/t,為燒結(jié)法赤泥的綜合利用開辟了途徑。我國(guó)針對(duì)赤泥綜合利用主要是生產(chǎn)水泥，如燒結(jié)法赤泥用于生產(chǎn)水泥、赤泥代黏土燒制普通硅酸鹽水泥、赤泥代替黏土燒制油井水泥、赤泥生產(chǎn)硫酸鹽水泥；赤泥用作新型墻體材料也有報(bào)道，如，華中科技大學(xué)等有關(guān)學(xué)者在用赤泥、粉煤灰生產(chǎn)免燒結(jié)磚方面也有研究，山東鋁業(yè)公司利用赤泥作新型墻體材料進(jìn)行了大量研究。此外，還有少量利用赤泥燒制微晶玻璃和水處理用多孔陶粒濾料的報(bào)道，赤泥用作脫硫劑、絮凝劑、水處理劑、回收赤泥中有價(jià)元素的技術(shù)也有研究報(bào)道。從赤泥的主要組成來看，其具有在水泥、混凝土、陶瓷、建材、道路等行業(yè)規(guī)模化應(yīng)用的潛力，這也是目前燒結(jié)法赤泥主要用于生產(chǎn)水泥的主要原因?？梢?，國(guó)內(nèi)燒結(jié)法赤泥已有不同程度的利用，但因其具有排量大、含水率高、堿性強(qiáng)等特點(diǎn)，拜耳法赤泥的綜合利用進(jìn)展不大。鎂渣是生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣，生產(chǎn)金屬鎂的方法分為電解法、硅熱還原法、碳熱還原法、碳化物還原法。硅熱還原法又分為意大利的皮江法和法國(guó)的半連續(xù)硅熱法。在我國(guó)，主要采用的方法是硅熱還原法中的皮江法，是用硅鐵(Si>75% )還原煅燒的白云石，在耐熱鋼制成的罐中，抽真空并加熱至一定溫度則會(huì)有鎂蒸氣析出，在罐的冷端設(shè)有一筒形冷凝器，冷凝收集鎂，再經(jīng)過精煉即可得到成品鎂。為了提高反應(yīng)速率，一般在爐料中配人一定量的添加劑，如CaF2等，生產(chǎn)金屬鎂。還原后生成的廢渣即為鎂渣，呈灰色粗細(xì)顆粒狀和粉狀，每生產(chǎn)U金屬鎂約排出9t的鎂渣。鎂渣的成分波動(dòng)范圍CaO :40% 50%，SiO2 :20% 30%，Al203:2% 5%，MgO 10%，F(xiàn)e203 約 9%。從其礦物組成來看，鎂渣較適合用于建筑建材工業(yè)。國(guó)外對(duì)鎂渣利用的研究和報(bào)道很少，檢索發(fā)現(xiàn)，巴西聯(lián)邦大學(xué)的學(xué)者對(duì)這種工業(yè)廢料做了初步的研究，發(fā)現(xiàn)鎂渣材料化學(xué)成分大體由CaO和SiO2,MgO和!^e2O3組成，這些化學(xué)成分之間相互作用可以生成CaSiO4, CaMgSiO4,MgO和Ca (OH) 2等結(jié)晶產(chǎn)物，鎂渣摻入到砂漿中后與硅酸鹽水泥相比，所含的堿性氧化物成分(K2O和Na2O)極低，可以提高砂漿的耐久性。在國(guó)內(nèi)，鎂廠排出的鎂渣大都作為廢物進(jìn)行排放堆積，不僅占用了大量的土地資源，而且對(duì)農(nóng)作物和周圍環(huán)境造成了極大的影響。隨著雨水的沖淋，鎂渣匯入江河湖泊會(huì)對(duì)水體造成極大影響，嚴(yán)重危及人類健康和農(nóng)作物生長(zhǎng)。在鎂渣利用方面，武漢理工大學(xué)、西南工學(xué)院、合肥水泥研究院、山西建筑科學(xué)研究院等單位進(jìn)行了探索研究。如，丁慶軍等對(duì)鎂渣作為水泥混合材進(jìn)行了研究，霍冀川等對(duì)鎂渣配料煅燒硅酸鹽水泥熟料進(jìn)行了研究，黃從運(yùn)等對(duì)利用鎂渣制備高性能硅酸鹽水泥熟料和以鎂渣替代石灰石配料燒制硅酸鹽水泥熟料進(jìn)行了研究，趙愛琴等對(duì)利用鎂渣制備新型墻體材料進(jìn)行了研究，將鎂S直接磨細(xì)與一定比例的磨細(xì)礦渣混合，在復(fù)合激發(fā)劑作用下，配制膠結(jié)料生產(chǎn)各種新型墻體材料。從目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于赤泥和鎂渣利用的總體情況來看，主要集中在以赤泥或鎂渣為主原料、或輔助原料，配合粉煤灰、礦渣、工業(yè)石膏等生產(chǎn)水泥或道路材料方面，生產(chǎn)各種新型墻體材料也有少量報(bào)到，而以赤泥和鎂渣為主要原料，采用擠出成型技術(shù)生產(chǎn)建筑免燒磚的研究和應(yīng)用，還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以赤泥、鎂渣為主要原料，高爐渣、黃磷爐渣、粉煤灰為活性礦物材料，石灰為礦物激發(fā)劑，采用擠出成型技術(shù)，生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保的新型建筑材料的方法，在綜合利用赤泥和鎂渣的同時(shí)，緩解赤泥、鎂渣堆存處理帶來的環(huán)境污染問題。本發(fā)明一種赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法是先對(duì)鎂渣、活性礦物材料和石灰進(jìn)行預(yù)處理，然后將它們按一定比例與赤泥混配得到混合料，并加入工藝水調(diào)整混合料的水分比例，再經(jīng)攪拌混合、擠出、切害I]、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序，得到免燒磚。赤泥、鎂渣、活性礦物材料和石灰混合的質(zhì)量比為45 50:35 40:10 15:2 5。本發(fā)明所述赤泥為燒結(jié)法或拜耳法、混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)時(shí)排出的工業(yè)廢渣(燒結(jié)法或混聯(lián)法赤泥可直接使用，拜耳法赤泥需經(jīng)簡(jiǎn)單的物理沉降或堆積濾水后方可使用)，鎂渣為硅熱還原法中的皮江法生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣?；钚缘V物材料為高爐煉鐵的高爐渣(水淬渣)或電爐法黃磷爐渣(電爐法黃磷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物)、粉煤灰(燃煤電廠于廢氣中收集的飛灰)；活性礦物材料中的高爐渣、黃磷爐渣、粉煤灰，可以單獨(dú)使用，也可兩種或兩種以上搭配使用，單獨(dú)或搭配后物料中Si&+Al203>60%。石灰中有效氧化鈣含量> 65%，總的氧化鈣含量> 80%，符合JC/T621-1996硅酸鹽建筑制品用生石灰質(zhì)量要求。所述鎂渣使用前的預(yù)處理，是在蒸壓釜內(nèi)用0. 8 1. OMPa蒸汽活化處理3 5小時(shí)，卸壓后自然冷卻、粉磨成過0. 083mm方孔篩篩余量小于10%的粉體；活性礦物材料與石灰的預(yù)處理方法是將兩者按質(zhì)量百分比混合均勻后陳化M 48小時(shí)，然后粉磨成過0. 083mm方孔篩篩余量小于5%的粉體。所述混合料中，物料與水質(zhì)量比為100 :32 35，加入的工藝水是自來水或回收的中水、含堿廢水、冷凝水等普通工業(yè)用水；混合料的攪拌混合包括初混和揉混(強(qiáng)制混合)兩個(gè)過程，每個(gè)混合過程操作時(shí)間為3 5分鐘，以確保配料中物料微觀分散均勻，磚坯養(yǎng)護(hù)采用蒸壓養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)蒸汽壓力為0. 8 1. OMpa0所述擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序過程，是將強(qiáng)制混合后的物料用皮帶送至真空擠出機(jī)料倉，由螺桿強(qiáng)制擠出，自動(dòng)切割成標(biāo)磚尺寸；然后將切割好的生坯送至靜停室，視氣候情況擺放2 6h，再進(jìn)行碼垛；碼垛完成后送入蒸養(yǎng)釜進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，裝車完成后，關(guān)閉釜門，啟動(dòng)真空機(jī)，抽去釜內(nèi)空氣，打開蒸汽閥，緩慢升溫，開始2小時(shí)，控制升溫速度每半小時(shí)30°C，2小時(shí)后開大蒸氣，控制養(yǎng)護(hù)蒸汽壓力為0. 8 IMPa，養(yǎng)護(hù)6 8小時(shí)，得到成品。本發(fā)明以赤泥和鎂渣為主要原料、通過擠出成型生產(chǎn)的免燒磚的配方為赤泥鎂渣活性礦物材料石灰的質(zhì)量比為45 50:35 40:10 15:2 5?；钚缘V物材料是高爐渣、黃磷爐渣、粉煤灰中的一種或多種的任意混合物，其Si&+Al203>60%。所得產(chǎn)品按檢測(cè)項(xiàng)目取樣，進(jìn)行產(chǎn)品性能檢測(cè)，特別是堿金屬溶出試驗(yàn)即泛霜試驗(yàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)與其它赤泥生產(chǎn)建筑免燒磚比，所用赤泥原料水分可高達(dá)65%以上，由管道輸送的赤泥經(jīng)簡(jiǎn)單的沉降后即可滿足生產(chǎn)要求。(2)配料中無骨料，可用傳統(tǒng)的真空擠出機(jī)進(jìn)行生壞的生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易砌
Λ-Λ·鞏。(3)與傳統(tǒng)燒結(jié)磚相比，生坯硬化速度快，靜停養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，占用場(chǎng)地少。(4)充分利用了赤泥和鎂渣的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，添加適量的活性礦物材料，在石灰的激發(fā)下，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)后，可溶性堿最終形成了長(zhǎng)石類結(jié)構(gòu)，成品不泛堿，解決了赤泥免燒砌塊泛堿的難題。總之，本發(fā)明結(jié)合我國(guó)氧化鋁企業(yè)赤泥量大、利用率低的實(shí)際情況，充分利用鎂渣的組成結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，添加適量的活性礦物材料，以石灰為激發(fā)劑，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)，最終形成了以硅鋁酸鈣、水化硅酸鈣、硅鋁酸鈉等為主體的礦物結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)赤泥生產(chǎn)的免燒建筑材料泛堿問題，其產(chǎn)品性能符合建筑用標(biāo)磚MUlO質(zhì)量要求。免燒磚主要原材料為赤泥、鎂渣等工業(yè)廢渣，工業(yè)廢棄物使用率達(dá)95%，有利于解決赤泥、鎂渣堆存處理而帶來的環(huán)境污染問題，為赤泥和鎂渣的資源化利用開辟了一條新的利用途徑。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容不限于所述范圍。實(shí)施例1
生產(chǎn)以赤泥和鎂渣為主要原料的免燒磚，其組成物為赤泥、鎂渣、活性礦物材料、石灰。赤泥與鎂渣、活性礦物材料、石灰的質(zhì)量比為45:40:10:5 ；活性礦物材料由高爐渣、黃磷爐渣和粉煤灰，按3:3:4的質(zhì)量比混合而成。參見圖1，一種赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，是先對(duì)鎂渣、活性礦物材料和石灰進(jìn)行預(yù)處理，然后按赤泥鎂渣活性礦物材料石灰的質(zhì)量百分為45:40:10:5,與赤泥混配得到混合料，并在混合料中加入自來水，調(diào)整物料與水的質(zhì)量比為100:35，再經(jīng)攪拌混合、擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序，得到免燒磚。所采用的赤泥為燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢渣(不作任何處理直接使用)，鎂渣為硅熱還原法中的皮江法生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣?；钚缘V物材料由高爐煉鐵的高爐渣、電爐法黃磷爐渣、粉煤灰按3:3:4的重量比搭配使用(Si02+Al203=67%)。石灰為有效氧化鈣含量> 65%，總的氧化鈣含量> 80%，符合JC/T621-1996硅酸鹽建筑制品用生石灰。鎂渣使用前的預(yù)處理將鎂渣裝入無上蓋、四周各邊帶Φ3小孔的方型筐內(nèi)，方筐擺于養(yǎng)護(hù)小車上，由遷引車送入蒸養(yǎng)釜，利用壓力為SMPa的飽和蒸汽熱處理5小時(shí)，卸壓、自然冷卻后用雷蒙磨進(jìn)行粉磨，至過0. 083mm方孔篩篩余量小于10% ；活性礦物材料與石灰的預(yù)處理是按活性礦物材料石灰的質(zhì)量比為10 5配料，物料混合均勻后陳化M小時(shí)，然后用小型球磨機(jī)進(jìn)行粉磨，粒度為過0. 083mm方孔篩篩余量小于5%。混合料的攪拌混合，包括初混和揉混兩個(gè)過程，以確保配料中物料微觀分散均勻。初混選用雙軸臥式攪拌，攪拌時(shí)間為3分鐘，緊接著用雙軸強(qiáng)制揉合機(jī)揉混5分鐘。將強(qiáng)制混合后的物料用皮帶送至真空擠出機(jī)料倉，由螺桿強(qiáng)制擠出，自動(dòng)切割成標(biāo)磚尺寸。將切割好的生坯送至靜停室，自然擺放池，再進(jìn)行碼垛；碼垛完成后送入蒸養(yǎng)釜進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，裝車完成后，關(guān)閉釜門，啟動(dòng)真空機(jī)，抽去釜內(nèi)空氣，打開蒸汽閥，緩慢升溫，開始2小時(shí)，控制升溫速度每半小時(shí)30°C，2小時(shí)后開大蒸氣，控制蒸汽壓力為0. 8MPa，養(yǎng)護(hù)他，得到成品。按配方計(jì)量赤泥、蒸養(yǎng)粉磨鎂渣和按比例混合陳化、球磨的高爐渣和石灰，根據(jù)各原料分析的水分含量，使配料水分含量為干基物料的35%。總物料經(jīng)初混、揉混、強(qiáng)制擠出、切割、靜停、碼坯、養(yǎng)護(hù)即為產(chǎn)品。產(chǎn)品自然擺放3天后進(jìn)行性能測(cè)定平均抗壓強(qiáng)度12.21MPa、平均抗折強(qiáng)度2. 77MPa,吸水率9. 27%、碳化系數(shù)82. 00%、軟化系數(shù)86. 34%，25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失8. 3%，質(zhì)量損失為1. 86%，振蕩Mh，堿金屬溶出率為23. 7mg/kg干基標(biāo)磚。實(shí)施例2 生產(chǎn)以赤泥和鎂渣為主要原料的免燒磚，其組成物為赤泥、鎂渣、活性礦物材料和石灰。赤泥與鎂渣、活性礦物材料、石灰的質(zhì)量比為45:35:15:5 ；活性礦物材料由高爐渣和粉煤灰，按質(zhì)量2 1混合而成。參見圖1，一種赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，是先對(duì)鎂渣、
6活性礦物材料和石灰進(jìn)行預(yù)處理，然后將它們按赤泥鎂渣活性礦物材料石灰的質(zhì)量百分比=45:35:15:5混配得到混合料，并在混合料中加入中水，調(diào)整物料與水分質(zhì)量比為100:33，再經(jīng)攪拌混合、擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序，得到免燒磚。所采用的赤泥為拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢渣(作用前進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理沉降處理，主要是分離出多余水份)，鎂渣為硅熱還原法中的皮江法生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣?；钚缘V物材料為高爐煉鐵的高爐渣(水淬渣)和粉煤灰(燃煤電廠于廢氣中收集的飛灰)，按2:1的質(zhì)量比搭配使用(其Si02+Al203=6^O。石灰為有效氧化鈣含量>65%，總的氧化鈣含量> 80%，符合JC/T621-1996硅酸鹽建筑制品用生石灰。鎂渣使用前的預(yù)處理將鎂渣裝入無上蓋、四周各邊帶Φ3小孔的方型筐內(nèi)，方筐擺于養(yǎng)護(hù)小車上，由遷引車送入蒸養(yǎng)釜，利用壓力為IOMI^a蒸汽處理3小時(shí)，自然冷卻后用雷蒙磨進(jìn)行粉磨，粒度為過0. 083mm方孔篩篩余量小于10% ；活性礦物材料與石灰的預(yù)處理按活性礦物材料石灰質(zhì)量比為15:2混合均勻，經(jīng)陳化36小時(shí)，用球磨機(jī)進(jìn)行粉磨，粒度為過0. 083mm方孔篩篩余量小于5%的粉體。混合料的攪拌混合包括初混和揉混兩個(gè)過程，以確保配料中物料分散均勻，先用雙軸臥式攪拌機(jī)攪拌5分鐘，接著用雙軸揉合機(jī)進(jìn)行揉混3分鐘。將強(qiáng)制混合后的物料用皮帶送至真空擠出機(jī)料倉，由螺桿強(qiáng)制擠出，自動(dòng)切割成標(biāo)磚尺寸；然后將切割好的生坯送至靜停室，自然擺放他，再進(jìn)行碼垛；碼垛完成后送入蒸養(yǎng)釜進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，裝車完成后，關(guān)閉釜門，啟動(dòng)真空機(jī)，抽去釜內(nèi)空氣，打開蒸汽閥，緩慢升溫，開始2小時(shí)，控制升溫速度每半小時(shí)30°C，2小時(shí)后開大蒸氣，控制蒸汽壓力為0. 9MPa，養(yǎng)護(hù)8小時(shí)，得到成品。產(chǎn)品自然擺放3天后進(jìn)行性能測(cè)定平均抗壓強(qiáng)度13. 17MPa、平均抗折強(qiáng)度3. 13MPa,吸水率8. 66%、碳化系數(shù)81. 87%、軟化系數(shù)88. 17%，25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失7. 34%，質(zhì)量損失為1. 82%，振蕩Mh，堿金屬溶出率為43. 12mg/kg干基標(biāo)磚。實(shí)施例3 生產(chǎn)以赤泥和鎂渣為主要原料的免燒磚，其組成物為赤泥、鎂渣、粉煤灰、石灰。赤泥與鎂渣、粉煤灰、石灰的質(zhì)量百分比為45 40 13 :2。參見圖1，一種赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，先對(duì)鎂渣進(jìn)行熱力活化處理后按比例與石灰混合陳化，粉磨成過0. 083方孔篩篩余量小于8%的粉體，然后按赤泥鎂渣粉煤灰石灰的質(zhì)量比為45 40 13 2混合物料，在混合料中加入自來水，調(diào)整物料與水的質(zhì)量比為100:32，再經(jīng)攪拌混合、擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序，得到免燒磚。所采用的赤泥為混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢渣(不需處理直接使用)，鎂渣為硅熱還原法中的皮江法生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣?；钚缘V物材料為粉煤灰(燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，Si02+Al203=65%)，石灰為有效氧化鈣含量> 65%，總的氧化鈣含量> 80%，符合JC/T621-1996硅酸鹽建筑制品用生石灰。鎂渣使用前的預(yù)處理，是將鎂渣裝入無上蓋、四周各邊帶Φ3小孔的方型筐內(nèi)，方筐擺于養(yǎng)護(hù)小車上，由遷引車送入蒸養(yǎng)釜，利用壓力為蒸汽活化處理4h，卸壓后自然冷卻，用雷蒙磨進(jìn)行粉磨，其粒度為過0. 083mm方孔篩篩余量小于10% ；活性礦物材料與石灰的預(yù)處理按活性礦物材料石灰=10 5的質(zhì)量比配料，經(jīng)混合均勻后陳化36小時(shí)，然后用小型球磨機(jī)進(jìn)行粉磨，其粒度為過0. 083mm方孔篩篩余量小于5%的粉體?；旌狭系臄嚢杌旌习ǔ趸旌腿嗷靸蓚€(gè)過程，以確保配料中物料分散均勻，先用雙軸臥式攪拌機(jī)攪拌3分鐘，緊接著用雙軸揉合機(jī)進(jìn)行揉混5分鐘。擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序過程，是將強(qiáng)制混合后的物料用皮帶送至真空擠出機(jī)料倉，由螺桿強(qiáng)制擠出，自動(dòng)切割成標(biāo)磚尺寸；然后將切割好的生坯送至靜停室，自然擺放4h，再進(jìn)行碼垛；碼垛完成后送入蒸養(yǎng)釜進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，裝車完成后，關(guān)閉釜門，啟動(dòng)真空機(jī)，抽去釜內(nèi)空氣，打開蒸汽閥，緩慢升溫，開始2小時(shí)，控制升溫速度每半小時(shí)30°C，2小時(shí)后開大蒸氣，控制蒸汽壓力為IMPa，養(yǎng)護(hù)6小時(shí)，得到成品。按配方計(jì)量赤泥、蒸養(yǎng)粉磨鎂渣和按比例混合陳化、球磨的高爐渣和石灰，根據(jù)各原料分析的水分含量，使配料水分含量為干基物料的35%。總物料經(jīng)初混、揉混、強(qiáng)制擠出、切割、靜停、碼坯、養(yǎng)護(hù)即為產(chǎn)品。產(chǎn)品自然擺放3天后進(jìn)行性能測(cè)定平均抗壓強(qiáng)度12.36MPa、平均抗折強(qiáng)度2. 87MPa,吸水率9. 32%、碳化系數(shù)83. 67%、軟化系數(shù)86. 13%，25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失8. 80%，質(zhì)量損失為1. 67%，振蕩Mh，堿金屬溶出率為15. 37mg/kg干基標(biāo)磚。實(shí)施例4 生產(chǎn)以赤泥和鎂渣為主要原料的免燒磚，其組成物為赤泥、鎂渣、活性礦物材料、石灰，赤泥與鎂渣、活性礦物材料、石灰的質(zhì)量比為50:38:12:3 ；活性礦物材料由黃磷爐渣和粉煤灰，按1:1的重量比混合而成。參見圖1，該以赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，是先對(duì)鎂渣、電爐法黃磷爐渣、粉煤灰和石灰進(jìn)行預(yù)處理，然后將它們按赤泥鎂渣電爐法黃磷爐渣粉煤灰石灰=50:38:6:6:3的干基質(zhì)量比，與赤泥進(jìn)行混配得到混合料，并在混合料中加入回收的冷凝水，調(diào)整物料與水分質(zhì)量比為100:34，再經(jīng)攪拌混合、擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序，得到免燒磚。所采用的赤泥為拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢渣(經(jīng)自然堆積濾水)，鎂渣為硅熱還原法中的皮江法生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣。活性礦物材料為電爐法黃磷爐渣和粉煤灰按ι 1的重量比搭配使用(其SiA+Al203=60%)。石灰為有效氧化鈣含量> 65%，總的氧化鈣含量> 80%，符合JC/T621-1996硅酸鹽建筑制品用生石灰。鎂渣使用前的預(yù)處理，是將鎂渣裝入無上蓋、四周各邊帶Φ3小孔的方型筐內(nèi)，方筐擺于養(yǎng)護(hù)小車上，由遷引車送入蒸養(yǎng)釜，利用SMI^a蒸汽處理4. 5小時(shí)，自然冷卻后用雷蒙磨進(jìn)行粉磨，至過0. 083mm方孔篩篩余量小于10% ；活性礦物材料與石灰的預(yù)處理，是將它們按電爐法黃磷爐渣粉煤灰石灰=6:6:3的質(zhì)量比混合均勻后陳化48小時(shí)，然后用球磨機(jī)進(jìn)行粉磨，至過0. 083mm方孔篩余量小于5%的粉體?；旌狭系臄嚢杌旌习ǔ趸旌腿嗷靸蓚€(gè)過程，以確保配料中物料分散均勻，用雙軸臥式攪拌機(jī)進(jìn)行初混4分鐘，用雙軸揉混機(jī)進(jìn)行揉混4分鐘。擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序過程，是將強(qiáng)制混合后的物料用皮帶送至真空擠出機(jī)料倉，由螺桿強(qiáng)制擠出，自動(dòng)切割成標(biāo)磚尺寸；然后將切割好的生坯送至靜停室，自然擺放池，再進(jìn)行碼垛；碼垛完成后送入蒸養(yǎng)釜進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，裝車完成后，關(guān)閉釜門，啟動(dòng)真空機(jī)，抽去釜內(nèi)空氣，打開蒸汽閥，緩慢升溫，開始2小時(shí)，控制升溫速度每半小時(shí)30°C，2小時(shí)后開大蒸氣，控制蒸汽壓力為0. 8MPa，維持正常養(yǎng)護(hù)溫度護(hù)7小時(shí)，得到成品。產(chǎn)品自然擺放3天后進(jìn)行性能測(cè)定平均抗壓強(qiáng)度10.25MPa、平均抗折強(qiáng)度2. 53MPa,吸水率8. 76%、碳化系數(shù)84. 50%、軟化系數(shù)87. 32%，25次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失7. 8%，質(zhì)量損失為1. 53%，振蕩Mh，堿金屬溶出率為16. 38mg/kg干基標(biāo)磚。
權(quán)利要求
1.一種赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征是以赤泥和鎂渣為主要原料、活性礦物材料和石灰為輔料，先對(duì)鎂渣、活性礦物材料和石灰進(jìn)行預(yù)處理，然后將它們按一定比例與赤泥混配得到混合料，并加入工藝水調(diào)整混合料中水分比例，再經(jīng)混合、擠出、切割、靜停、碼坯、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制磚工序，得到免燒磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于混合料中，赤泥與鎂渣、活性礦物材料、石灰的質(zhì)量比為45 50 35 40 :10 15 2 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于赤泥為燒結(jié)法或拜耳法、混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢渣，鎂渣為硅熱還原法中的皮江法生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣，活性礦物材料為高爐煉鐵的高爐渣或電爐法黃磷爐渣、燃煤電廠從廢氣中收集的粉煤灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于活性礦物材料中的高爐渣、黃磷爐渣、粉煤灰，可以單獨(dú)使用，也可兩種或兩種以上搭配使用，單獨(dú)或搭配后物料中Si&+Al203>60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于鎂渣使用前的預(yù)處理，是經(jīng)8 IOMPa蒸汽活化處理3 5小時(shí)，卸壓后自然冷卻、粉磨成過0. 083mm方孔篩余量小于10%的粉體；活性礦物材料與石灰的預(yù)處理方法是將兩者按質(zhì)量百分比混合均勻后陳化M 48小時(shí)，然后粉磨成過0. 083mm方孔篩余量小于5%的粉體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于混合料中，料、水質(zhì)量比為100 32 35，加入的工藝水是自來水或回收的中水、含堿廢水、冷凝水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于混合料的混合過程包括初混和揉混兩個(gè)過程，每個(gè)混合過程操作時(shí)間為3 5分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述赤泥和鎂渣為主要原料擠出成型生產(chǎn)免燒磚的方法，其特征在于制磚生產(chǎn)中，擠出、切割后的生磚坯靜停時(shí)間為2 他；磚坯的蒸汽養(yǎng)護(hù)在蒸養(yǎng)釜中進(jìn)行，操作時(shí)，先抽去釜內(nèi)空氣，再打開蒸汽閥，緩慢升溫，開始2小時(shí)，控制升溫速度每半小時(shí)30°C，2小時(shí)后開大蒸氣閥，控制蒸汽壓力為0. 8 IMPa，維持正常養(yǎng)護(hù)溫度護(hù)6 8小時(shí)，得到成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用赤泥和鎂渣生產(chǎn)免燒磚的方法，屬固體廢棄物資源綜合利用及新型建材技術(shù)領(lǐng)域。由原料預(yù)處理、粉磨、計(jì)量、攪拌初混、強(qiáng)制混合、擠出、切割、蒸汽養(yǎng)護(hù)等工序生產(chǎn)免燒磚。赤泥鎂渣活性礦物材料(高爐渣、黃磷爐渣、粉煤灰)石灰質(zhì)量比為45～5035～4010～152～5；配合料與水分的質(zhì)量比為10032～35。活性礦物材料可以單獨(dú)使用，也混合搭配使用。本發(fā)明配料中赤泥水分可高達(dá)65%以上，可用傳統(tǒng)的真空擠出機(jī)進(jìn)行生壞的生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易砌筑，生坯硬化速度快，靜停養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，占用場(chǎng)地少，能耗低。產(chǎn)品強(qiáng)度高、碳化系數(shù)高、軟化系數(shù)高、吸水率低、抗?jié)駸峤惶?、抗凍能力好、不泛堿。
文檔編號(hào)C04B30/00GK102381865SQ201110209468
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者夏舉佩, 師壘壘, 張召述, 谷立軒 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)