本發(fā)明涉及一種磚或陶粒的配方，特別是涉及一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方。本發(fā)明還涉及一種環(huán)保赤泥磚或陶粒及其制備方法。屬于磚或陶粒生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的細(xì)粒固體廢棄物，因多呈紅色，故被稱為赤泥。其不能完全脫除的水中附著有較高含量的苛性鈉。在我國，赤泥的處理主要是筑壩堆存，這不僅需要占用大片的土地，遇水流失造成堿滲漏，對農(nóng)田、河流、地下水等都會造成嚴(yán)重污染，干燥后的赤泥粉塵又會對大氣造成污染。全國每年數(shù)以億噸的新增儲量，使赤泥的資源化利用顯得十分迫切。但是真正實(shí)現(xiàn)資源化利用的工業(yè)案例并不多見。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種用于制備磚或陶粒的對環(huán)境友好的環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方。
本發(fā)明的第二個目的在于提供一種對環(huán)境友好的環(huán)保赤泥磚或陶粒。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的制備方法。
本發(fā)明的第一個目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方，它包括按重量百分比計的赤泥30～44％、頁巖30～60％，余量為煤。由于赤泥和頁巖中含有氧化鋁和二氧化硅，在高溫中可與堿金屬氧化物形成長石化合物，以消除赤泥的淋溶水呈堿帶來的污染的問題。
為進(jìn)一步減輕赤泥的淋溶水呈堿性污染的問題，可在上述配方中增加按重量百分比計算的煤矸石(優(yōu)選以高嶺土為主要成分的煤系硫鐵礦尾礦)1～40％。由于煤矸石的淋溶水為酸性污染，與赤泥這種性質(zhì)相反的固體廢料協(xié)同處理，形成的新物質(zhì)可抵消各自的危害性，變廢為寶。又因配伍的材料都幾乎不含有害金屬，即使是陶粒制品也不會形成對種植產(chǎn)品的污染。
石灰石的主要成份是碳酸鈣，碳酸鈣在700～1000℃高溫中形成氧化鈣，具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性，有促進(jìn)礦化、降低燒成溫度、改變色澤、增加強(qiáng)度的作用。因此，進(jìn)一步的，所述配方還包括按重量百分比計算的石灰石1-5％。
所述磚或陶粒配方內(nèi)含有按重量百分比計的三氧化二鐵12.7％～14.35％、二氧化鈦1.8％～3.0％、氧化硅35.6％～47.2％、氧化鋁14.3％～24.9％，氧化鈣7.2％～12％、氧化鎂0.39％～1.4％％、氧化鈉2.2％～3.5％、氧化鉀0.58％～1.6％、硫0.5～1.73％。
本發(fā)明的第二個目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種環(huán)保赤泥磚或陶粒，它由上述任一環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方燒結(jié)而成，所述磚或陶粒中具有以下成份：莫來石(3al2o3.2sio2)；赤鐵礦(fe2o3)；鈣(鈉)長石[(na、ca)(alsi3o8)]；玻璃相；含硫硅鋁鈉鈣[(na、ca)al6si6o14(so4)2]。該環(huán)保赤泥磚或陶粒制品中，堿金屬離子進(jìn)入了長石分子中或硫硅鋁鈉鈣分之中，形成了不溶性化合物。赤泥中的堿隨水流失造成的危害，通過這種途徑得到克服。另外，形成的含硫硅鋁鈉鈣[(na、ca)al6si6o14(so4)2]化合物使硫固定在燒結(jié)產(chǎn)物中，二氧化硫煙氣的危害同時得到控制。
本發(fā)明的第三個目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的制備方法，它包括以下步驟：
(1)按重量百份比取赤泥30～44％、頁巖30～60％，余量為煤，混合均勻；
(2)根據(jù)需要制成特定的形狀，并于10～15mpa條件下制胚；
(3)將磚胚置于馬弗爐中，逐漸升溫至110～120℃干燥1～2小時，然后用時3～3.5小時緩慢升溫至600～650℃并維持1～2小時，用時約5～6小時緩慢升溫至1040℃并維持1～2小時后開始降溫；
(4)溫度降至略低于200℃取出即可。
優(yōu)選的，所述步驟(1)為：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石(以高嶺土為主要成分的煤系硫鐵礦尾礦)1～40％、頁巖30～60％、余量為煤，混合均勻。赤泥的堿性，可將煤矸石中呈酸性的硫固定在燒結(jié)制品中，形成含硫的硅鋁酸鈉鈣大分子，為保證產(chǎn)品的強(qiáng)度，再配合以高硅頁巖，三樣原料配合，制得的磚可達(dá)到強(qiáng)度要求。
優(yōu)選的，所述步驟(1)為：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石1～40％、頁巖30～60％、石灰石1-5％、余量為煤，混合均勻。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中的頁巖粒度為-20目，煤矸石(以高嶺土為主要成分的煤系硫鐵礦尾礦)粒度為-200目。
優(yōu)選的，所述步驟(3)為：將磚胚置于馬弗爐中，逐漸升溫至110～120℃干燥1～2小時，然后用時3～3.5小時緩慢升溫至600～650℃并維持1～2小時，用時約5～6小時緩慢升溫1100～1130℃并維持1小時，后開始降溫。在高溫條件下，煤矸石材料中形成的偏高嶺土與赤泥材料中的鈉、鈣等堿性物質(zhì)形成長石礦物，使堿不再溶出。
赤泥作為一種存量巨大的公害，加上國家政策的大力推動，自然有很多人在研究其利用問題，但是真正做到資源化利用的案例很少。本發(fā)明將兩種單獨(dú)放置均有害的物質(zhì)，變?yōu)榭梢约右猿浞掷玫挠杏觅Y源，既解決了環(huán)保問題，又增加建筑材料的來源。煤矸石尾礦還含有8％左右的炭質(zhì)，又使產(chǎn)品的燒制過程中，能少加煤，降低了能量的消耗。
為達(dá)到消除赤泥堿溶出的目的，這里兩個有兩個途徑：一、與尾礦中的硫相互固結(jié)；二、高溫條件下，尾礦材料中形成的偏高嶺土與鈉、鈣等堿性物質(zhì)形成長石礦物，使堿不再溶出。這兩個途徑在同一個操作過程中完成，生產(chǎn)效率高。
由于赤泥有一定的放射性，做成建材必須符合放射性指標(biāo)的要求，本發(fā)明將赤泥的用量鎖定在30～44％，確保了制品的安全性。
本發(fā)明可用于建筑墻材，無土化栽培的陶粒基料等等。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例一
本實(shí)施例的一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方，它包括按重量百分比計的赤泥30～44％、頁巖30～60％，余量為煤。該配方燒結(jié)后的制品中含有以下成份：莫來石；赤鐵礦；鈣長石；玻璃相；含硫硅鋁鈉鈣。
實(shí)施例二
本實(shí)施例的一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方，它包括按重量百分比計的赤泥30～44％、頁巖30～60％、煤矸石(以高嶺土為主要成分的煤系硫鐵礦尾礦)1～40％，余量為煤。該配方燒結(jié)后的制品中含有以下成份：莫來石；赤鐵礦；鈣長石；玻璃相；含硫硅鋁鈉鈣。
實(shí)施例三
本實(shí)施例的一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的配方，它包括按重量百分比計的赤泥30～44％、頁巖30～60％、煤矸石1～40％、石灰石粉1-5％，余量為煤。
該配方內(nèi)含有按重量百分比計的三氧化二鐵12.7％～14.35％、二氧化鈦1.8％～3.0％、氧化硅35.6％～47.2％、氧化鋁14.3％～24.9％，氧化鈣7.2％～12％、氧化鎂0.39％～1.4％％、氧化鈉2.2％～3.5％、氧化鉀0.58％～1.6％、硫～1.73％。
該配方燒結(jié)后的制品中含有以下成份：莫來石；赤鐵礦；鈣長石；玻璃相；含硫硅鋁鈉鈣、鐵酸鈣。
實(shí)施例四
本實(shí)施例的一種環(huán)保赤泥磚或陶粒的制備方法，它包括以下步驟：
(1)按重量百份比取赤泥30～44％、頁巖30～60％，余量為煤，混合均勻；
(2)根據(jù)需要制成特定的形狀，并于10～15mpa條件下制胚；
(3)將磚胚置于馬弗爐中，逐漸升溫至110～120℃干燥1～2小時，然后用時3～3.5小時緩慢升溫至600～650℃并維持1～2小時，用時約5～6小時緩慢升溫至1040℃并維持1～2小時后開始降溫；
(4)溫度降至略低于200℃取出即可。
實(shí)施例五
本實(shí)施例與實(shí)施例四的區(qū)別在于：
所述步驟(1)為：按重量百份比取赤泥30～44％、煤矸石1～40％、頁巖30～60％、余量為煤，混合均勻。
所述步驟(3)是將磚胚置于馬弗爐中，逐漸升溫至110～120℃干燥1～2小時，然后用時3～3.5小時緩慢升溫至600～650℃并維持1～2小時，用時約5～6小時緩慢升1100～1130℃并維持1小時，后開始降溫。
實(shí)施例六
本實(shí)施例與實(shí)施例五的區(qū)別在于：
所述步驟(1)為：按重量百份比取赤泥30～44％、粒度為-200目煤矸石(以高嶺土為主要成分的煤系硫鐵礦尾礦)1～40％、粒度為-20目的頁巖30～60％、石灰石粉1-5％、余量為煤，混合均勻。
經(jīng)檢測，用此方法得到的磚和陶粒平均抗壓強(qiáng)度達(dá)11.4mpa。堿浸出試驗(yàn)結(jié)果顯示，燒結(jié)溫度1050℃，還不能完全使堿不再溶出，大于1100℃，才能使堿不再溶出。
實(shí)施例七
取粒度-20目的硅質(zhì)頁巖300克，煤矸石218克(粒度-200目)，赤泥437克，煤45克，(以上物料全部折成干料計算)，混捏均勻；
用40*40的模具，于10～15mpa的條件下制胚；
將磚胚置于馬弗爐中，逐漸升溫至120攝氏度干燥2h，然后緩慢升溫用時3.5小時升溫至650℃，用時約6小時升溫至1120℃并維持2小時后開始緩慢降溫；
溫度降至200℃以下取出；
得到燒結(jié)塊7個，燒結(jié)塊的平均抗壓強(qiáng)度11.4mpa；
將燒結(jié)塊置于水中浸泡72小時，水的ph呈中性。
實(shí)施例八
取粒度-20目的硅質(zhì)頁巖210克，赤泥140克，石灰石粉7克，煤35克(以上物料全部折成干料計算)，混捏均勻；
用
120攝氏度干燥2h，用3.5h升溫至650℃并維持1h，升溫5h至980℃并維持1h，升溫2h至1100℃并維持1h；
溫度降至200℃以下取出；
得到燒結(jié)塊1個，燒結(jié)塊的平均抗壓強(qiáng)度12mpa；水中浸泡72小時，水的ph呈中性。
實(shí)施例九
取粒度-20目的硅質(zhì)頁巖165克，赤泥120克，石灰石粉15克，煤30克(以上物料全部折成干料計算)，混捏后搓制成不大于10mm的小球；
120攝氏度干燥2h，用3.5h升溫至650℃并維持2h，放入1200℃的馬弗爐中，溫度回升到1100℃后，維持1h。
溫度降至200℃以下取出；
得到的陶粒，水中浸泡72小時，水的ph呈中性。