專利名稱：赤泥蒸壓產(chǎn)品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種赤泥蒸壓產(chǎn)品及其制備方法。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的固體廢渣，因氧化鐵含量較高，所以稱為 赤泥，可作為煉鐵原料。
目前，赤泥主要以筑壩濕法堆存為主，通過自然沉降分離，含堿廢液返回 再利用。然而該法容易通過堿液滲透造成土壤堿化、沼澤化，污染地表和地下水源。
另一方面，綜合利用赤泥、粉煤炭等原料生產(chǎn)蒸壓磚，是赤泥利用的一個 主要方向，但是由于赤泥為含游離和拘溶兩類形式的堿，游離堿的主要存在形 式是碳酸鈉，拘溶堿的存在形式是水合鋁硅酸鈉從而導(dǎo)致其綜合利用長期以來
未取得進(jìn)展。主要原因在于，在攝氏1050度左右的溫度下，游離堿只能形成低 聚合度的鋁硅酸鈉，拘溶堿只能發(fā)生脫水作用，也就是說，通過燒結(jié)，赤泥中 的堿并未完全玻璃化，在水存在的情況下，依然存在溶出的可能，產(chǎn)生泛霜現(xiàn) 象，容易導(dǎo)致磚體尺寸變化、酥裂和脫皮等問題，進(jìn)而導(dǎo)致墻體質(zhì)量劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種赤泥蒸壓產(chǎn)品及該產(chǎn)品的制備方法，以解決赤泥含堿而導(dǎo) 致其綜合利用受限的問題。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，包含
將主要由低溫陶瓷膠泥材料、赤泥和粉煤灰類工業(yè)廢渣組成的原料預(yù)混形 成以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷體、水化硅酸鈣和鈣砜石晶體；
將預(yù)混后的產(chǎn)物強(qiáng)制捏練，經(jīng)二次破碎分?jǐn)満笏腿胝駝映尚蜋C(jī)成型；
將成型的坯體預(yù)養(yǎng)一段時間，而后置于蒸壓釜中蒸壓以制得所述赤泥蒸壓產(chǎn)品o
為達(dá)上述目的，本發(fā)明還提供一種赤泥蒸壓產(chǎn)品，該產(chǎn)品主要由以硅鋁長
鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶資體、水化硅酸鉤和鈣礬石晶體構(gòu)成；分為內(nèi)外兩 層，外層與內(nèi)層之間形成有內(nèi)部空腔，該內(nèi)部空腔將所述赤泥中的重金屬及放 射性物質(zhì)分割包圍在內(nèi)層。
本發(fā)明提供的赤泥蒸壓產(chǎn)品及其制備方法，在預(yù)混過程中，由于低溫陶瓷 膠凝材料的主要結(jié)構(gòu)硅氧四面體呈電中性，鋁氧四面體呈電負(fù)性，可以吸收赤 泥中的堿金屬離子來平衡電荷，從而使得低溫陶瓷膠凝材料中的活性離子與赤 泥中的游離和拘溶堿金屬離子發(fā)生離子交換，使赤泥中的堿在反應(yīng)周期內(nèi)全部 釋放出來，釋放出的堿促使粉煤灰類工業(yè)廢渣的玻璃體瓦解，生成大量活性的 硅鋁，該硅鋁與混合液中的其他組分重新聚合形成以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化 學(xué)鍵合陶瓷；與此同時，赤泥中的活性氧化硅和氧化鋁同步反應(yīng)形成水化硅酸 4丐和釣礬石晶體，由于釣鞏石具有粗大的晶型和中空，能夠保證反應(yīng)可持續(xù)下 去，且最終形成的低溫陶資膠凝產(chǎn)物填補(bǔ)了鉤礬石中空，從而使得后續(xù)蒸壓得 出的產(chǎn)品具有堅強(qiáng)的結(jié)構(gòu)和致密性，具備良好的物理力學(xué)性能和耐久性。其中， 制的產(chǎn)品由于低溫陶瓷膠凝材料具有環(huán)狀分子鏈構(gòu)成的類沸石非晶體結(jié)構(gòu)，其 獨特的籠型結(jié)構(gòu)可以把赤泥中的重金屬及放射性物質(zhì)分割包圍在空腔內(nèi)，從而 該產(chǎn)品分為內(nèi)外兩層，外層與內(nèi)層之間形成有內(nèi)部空腔，該內(nèi)部空腔將所述赤 泥中的重金屬及放射性物質(zhì)分割包圍在內(nèi)層。
由上可知，本發(fā)明解決了赤泥中堿溶出而導(dǎo)致的二次污染問題，制得的產(chǎn) 品具備良好的物理力學(xué)性能和耐久性，可以廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，而且原料 用的工業(yè)廢渣來源廣泛，美化環(huán)境的同時更創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價值。
具體實施例
下面結(jié)合說明書附圖
對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)描述。顯然，所描迷 的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞 動的前提下所獲取的其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明貫先提供一種赤泥蒸壓嚴(yán)品的制備方法，包含以下步驟
步驟S1，將主要由低溫陶瓷膠泥材料、赤泥和粉煤灰類工業(yè)廢渣組成的原 料預(yù)混形成以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶資體、水化硅酸鉤和鈣礬石晶體。
在預(yù)混過程中，由于低溫陶瓷膠凝材料的主要結(jié)構(gòu)硅氧四面體呈電中性， 鋁氧四面體呈電負(fù)性，可以吸收赤泥中的堿金屬離子來平衡電荷，從而使得低 溫陶瓷膠凝材料中的活性離子與赤泥中的游離和拘溶堿金屬離子發(fā)生離子交 換，使赤泥中的堿在反應(yīng)周期內(nèi)全部釋放出來，釋放出的堿促使粉煤灰類工業(yè) 廢渣的玻璃體瓦解，生成大量活性的硅鋁，該硅鋁與混合液中的其他組分重新 聚合形成以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷；與此同時，赤泥中的活性氧 化硅和氧化鋁同步反應(yīng)形成水化硅酸鈣和鈣諷石晶體，由于鈣礬石具有粗大的 晶型和中空，能夠保證反應(yīng)可持續(xù)下去，且最終形成的低溫陶瓷膠凝產(chǎn)物填補(bǔ) 了鈞礬石中空，從而使得后續(xù)蒸壓得出的產(chǎn)品具有堅強(qiáng)的結(jié)構(gòu)和致密性，具備 良好的物理力學(xué)性能和耐久性。
步驟S2，將預(yù)混后的產(chǎn)物強(qiáng)制捏練，經(jīng)二次破碎分散后送入振動成型機(jī)成型。
步驟S3，將成型的坯體預(yù)養(yǎng)一4殳時間，而后置于蒸壓釜中蒸壓以制得所迷 赤泥蒸壓產(chǎn)品。制的產(chǎn)品由于低溫陶瓷膠凝材料具有環(huán)狀分子鏈構(gòu)成的類沸石 非晶體結(jié)構(gòu)，其獨特的籠型結(jié)構(gòu)可以把赤泥中的重金屬及方文射性物質(zhì)分割包圍
在空腔內(nèi)，從而該產(chǎn)品分為內(nèi)外兩層，外層與內(nèi)層之間形成有內(nèi)部空腔，該內(nèi) 部空腔將所述赤泥中的重金屬及放射性物質(zhì)分割包圍在內(nèi)層。
上述制備蒸壓產(chǎn)品的原料中，赤泥主要由氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化 鎂、氧化鐵、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈦組成，其中所含的氧化硅和氧化鋁能形 成低溫陶瓷體中硅鋁長鏈的基本骨架。由于赤泥兼具水泥、粘土和陶瓷的特征， 通常也以赤泥為原料來制備低溫陶瓷膠凝材料，我國學(xué)者在該領(lǐng)域的研究也取 得了一定的進(jìn)展，其中，CN85100571、 CN200楊155539.0、 CN200310117752.8及CN200310117752.8公開有相關(guān)的技術(shù)。本發(fā)明中，采用的膠凝材秤可以是 CA、 KZ、 TLSG、 FLY、 401膠或107膠；粉煤灰工業(yè)廢渣可以是粉煤灰、脫硫 石膏、磷渣和建筑垃圾顆粒等原料中的任意一種或任意組合；本發(fā)明還可以在 上述原料中進(jìn)一步添加其他的輔料、分離劑及緩凝劑等添加劑，以進(jìn)一步改善 制的產(chǎn)品的性能。下述再通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)給予進(jìn)一步的說明。
一、選取原料
實施例一
赤泥75%，粉煤灰10°/。，脫硫石膏3°/。，磷渣3%，鹽酸1%, 401膠和/或 107膠1%，分離劑。
實施例二
赤泥90%,粉煤灰5%，磷渣3°/。，鹽酸1%， 401膠和/或107膠1%。 實施例三
赤泥80%，粉煤灰10%，羧酸1%,氫氧化鈣3%，建筑垃圾顆粒5%,分離 齊寸0.5D/o。
實施例四
赤泥50%，粉煤灰40%，建筑垃圾顆粒5°/。，鋁酸納1°/。，分離劑1%。 實施例五
赤泥80%,粉煤灰10%，脫硫石膏及磷渣1%，鹽酸1%，羥丙基曱基纖維 素醚0.5%。
在上述配料中，粉煤灰是熱電廠排放的一種燃煤工業(yè)廢渣，浸水后易于疏 散，含有較多的活性氧化硅及活性氧化鋁，它們在常溫下能與氫氧化鈣起化學(xué) 反應(yīng)生成穩(wěn)定的水化硅酸鈣和鋁酸鈣。磷渣是電爐制取黃磷工業(yè)的一種工業(yè)廢 渣，以玻璃體為主，主要化學(xué)成分是氧化鈣和氧化硅，兩者的總含量一般在90% 以上，另含有三氧化二鋁、三氧化二鐵等少量成分，硬度大。脫硫石膏是燃煤電廠采用石灰石脫出二氧化^;t后，以二水石克酸鉤形式存在的灰黃色嚴(yán)物，主要
礦物相為二水硫酸4丐，主要雜質(zhì)為碳酸鈣、氧化鋁和氧化硅。原料中的氫氧化
鈣可以對赤泥進(jìn)行堿性活性激發(fā)，可以使赤泥也起到膠凝材料的作用，在和磷 渣的共混作用下，能改善赤泥蒸壓產(chǎn)品的炭化和抗凍性能，酸則用于中和混合
料中多余的堿。羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)具有增稠能力和優(yōu)良的成膜性、 以及廣泛的耐酶性、分散性和粘結(jié)性等特點，可以提高相關(guān)赤泥蒸壓產(chǎn)品的性 能指標(biāo)。
二、預(yù)混處理，將混合料攪拌均勻，通過雙軸攪拌輸送機(jī)送入捏練機(jī)強(qiáng)制 捏練，物料經(jīng)二次破碎分散后送入振動成型機(jī)成型。
三、將成型的坯體預(yù)養(yǎng)4小時，使坯體建立早期強(qiáng)度，而后送入蒸壓釜中 按照升溫2小時，恒溫6小時，降溫2小時的流程蒸壓處理成品。
制成后的成品主要由以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷體、水化硅酸 鉤和釣礬石晶體構(gòu)成；分為內(nèi)外兩層，外層與內(nèi)層之間形成有內(nèi)部空腔，該內(nèi) 部空腔將所述赤泥中的重金屬及放射性物質(zhì)分割包圍在內(nèi)層。經(jīng)檢測，按上述 四種原料配比蒸壓后的成品抗壓強(qiáng)度大于23.14Mpa，抗折強(qiáng)度大于5.0Mpa，而 且抗凍性、耐磨性都4艮好，可以用作墻體砌筑用的標(biāo)磚或砌塊，以及道路井蓋 等工程建設(shè)領(lǐng)域中。
以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化 或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以 權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，包含將主要由低溫陶瓷膠泥材料、赤泥和粉煤灰類工業(yè)廢渣組成的原料預(yù)混形成以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷體、水化硅酸鈣和鈣礬石晶體；將預(yù)混后的產(chǎn)物強(qiáng)制捏練，經(jīng)二次破碎分散后送入振動成型機(jī)成型；將成型的坯體預(yù)養(yǎng)一段時間，而后置于蒸壓釜中蒸壓以制得所述赤泥蒸壓產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，其特征在于，所述原 料包括赤泥75%,粉煤灰10%,脫硫石膏3%，磷渣3%,鹽酸1%, 401膠和/或 107膠1%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，其特征在于，所述原 料包括赤泥90%,粉煤灰5%，磷渣3%，鹽酸1%， 401膠和/或107膠1%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，其特征在于，所述原 料包括赤泥80%,粉煤灰10%，羧酸1%，氫氧化鈣3%,建筑垃圾顆粒5%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，其特征在于，所述原 料包括赤泥50%,粉煤灰40%,建筑垃圾顆粒5%,鋁酸納1%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，其特征在于， 所述原料還包括分離劑1%和/或羥丙基曱基纖維素醚0.5%。
7、 一種赤泥蒸壓產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品主要由以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷體、水化硅酸鈣和鈣礬石晶體構(gòu)成；分為內(nèi)外兩層，外層與內(nèi) 層之間形成有內(nèi)部空腔，該內(nèi)部空腔將所述赤泥中的重金屬及放射性物質(zhì)分割 包圍在內(nèi)層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品為墻體砌筑 用的標(biāo)》爭或砌塊。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品為道路 井蓋。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7至9任一所述的赤泥蒸壓產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品 由權(quán)利要求1至權(quán)利要求6任一所述的方法制得。
全文摘要
本發(fā)明公開一種赤泥蒸壓產(chǎn)品及其制備方法，以解決赤泥含堿而導(dǎo)致其綜合利用受限的問題。本發(fā)明提供一種赤泥蒸壓產(chǎn)品的制備方法，包含將主要由低溫陶瓷膠泥材料、赤泥和粉煤灰類工業(yè)廢渣組成的原料預(yù)混形成以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷體、水化硅酸鈣和鈣礬石晶體；將預(yù)混后的產(chǎn)物強(qiáng)制捏練，經(jīng)二次破碎分散后送入振動成型機(jī)成型；將成型的坯體預(yù)養(yǎng)一段時間，而后置于蒸壓釜中蒸壓以制得所述赤泥蒸壓產(chǎn)品。該方法制得的產(chǎn)品主要由以硅鋁長鏈為主要結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵合陶瓷體、水化硅酸鈣和鈣礬石晶體構(gòu)成；分為內(nèi)外兩層，外層與內(nèi)層之間形成有內(nèi)部空腔，該內(nèi)部空腔將所述赤泥中的重金屬及放射性物質(zhì)分割包圍在內(nèi)層。
文檔編號B28B1/08GK101628443SQ200910169718
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者李為成 申請人:李為成