一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種赤泥基建筑材料，特別是一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排出的固體廢渣，每生產(chǎn)It氧化鋁大約要排放 1.0~2. Ot赤泥。目前，我國赤泥綜合利用率僅4%，累積堆存量已達(dá)幾億t。我國氧化鋁廠 大都采用露天筑壩的方式堆存赤泥，這種處置方式不僅占用大面積土地，而且赤泥中的堿 還會向地下滲透，造成地下水體和土壤污染。同時，裸露赤泥形成的細(xì)小粉塵隨風(fēng)飄散，也 會污染大氣，惡化生態(tài)環(huán)境，對人類和動植物的生存造成嚴(yán)重影響。因此，如何處理氧化鋁 生產(chǎn)過程中排放的大量赤泥，減少環(huán)境污染，是氧化鋁行業(yè)亟待解決的難題。
[0003] 赤泥的潛在應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：有價金屬回收、充填材料、污染物治理、添加劑、催 化劑和建筑材料等，但大多數(shù)利用技術(shù)都存在消耗能力及二次利用量嚴(yán)重不足等問題，利 用赤泥制造建筑材料是最有可能實(shí)現(xiàn)赤泥大體積處置利用的技術(shù)，但是還存在以下技術(shù)問 題： 赤泥的高堿性、高含水率特性，利用時需要對赤泥進(jìn)行脫堿、干燥等預(yù)處理，成本較 尚； 赤泥含有很多的堿金屬及堿土金屬氧化物，直接用于建筑材料，經(jīng)常出現(xiàn)"泛堿現(xiàn) 象"（赤泥制品放置空氣中一段時間表層會出現(xiàn)一層"白霜"）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 綜上所述，為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，以重量份數(shù)計，其制備原料包括： 赤泥50-95份 碳酸化活性固體廢棄物5-50份。
[0005] 進(jìn)一步，所述赤泥為拜耳法、燒結(jié)法和混合法中的至少一種。
[0006] 進(jìn)一步，所述的赤泥的含水率小于25%，含水率大于25%要經(jīng)過干燥處理。
[0007] 進(jìn)一步，所述的碳酸化活性固體廢棄物為電石渣、廢石灰、廢石膏、廢水泥、廢混凝 土、?；郀t礦渣等中的至少一種。
[0008] -種碳負(fù)性赤泥基建筑材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、把赤泥和碳酸化活性固體廢棄物充分混合均勻后，得到混合料，其含水量控制 在 10-15% ; 步驟二、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 15_35Mpa ; 步驟三、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi)壓力 在0. 15-0. 35MPa，反應(yīng)釜中溫度20°C -80°c，碳酸化反應(yīng)8-48h，即得負(fù)性赤泥基建筑材料。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是： 1.本發(fā)明固體廢棄物利用率高，尤其是赤泥，其利用率最高能達(dá)95%。
[0010] 2.本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)過程中吸收CO2，負(fù)碳節(jié)能，綠色環(huán)保，每生產(chǎn)It赤 泥基建筑材料能吸收0. 1-0. 2tC02。
[0011] 3.本發(fā)明解決了赤泥利用的技術(shù)難題，不需要對赤泥進(jìn)行干燥(赤泥壩內(nèi)自然晾 曬的赤泥均能直接利用)、脫堿處理，降低了生產(chǎn)成本。
[0012] 4.本發(fā)明通過調(diào)整成型工藝和材料組成能夠制備各種砌塊、板材、磚等建筑制品 (可以為實(shí)心、空心或多孔等形式)，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無泛堿現(xiàn)象，物理力學(xué)性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。下述實(shí)施例中所用的原材 料，如無特別說明，均為工業(yè)固體廢棄物。
[0014] 實(shí)施例1: 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其制備方法如下： 下述實(shí)施例中所述的份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0015] 步驟一、把拜耳法赤泥90份和熟石灰10份，原料的化學(xué)組成見表1，充分混合均勻 后，得到混合料。
[0016] 步驟二2、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 25MPa〇
[0017] 步驟三、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi) 壓力在0. 15MPa，反應(yīng)釜中溫度20°C，碳酸化反應(yīng)8h，即得所需赤泥基建筑材料?？箟簭?qiáng)度 26.83MPa〇
[0018] 表1原料的化學(xué)組成（％)
a LOI: Loss on ignition. 實(shí)施例2 : 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其制備方法如下： 步驟一、把拜耳法赤泥60份和廢水泥30份，原料的化學(xué)組成見表2,充分混合均勻后， 再加入自來水10份攪拌得到混合料。
[0019] 步驟二、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 25MPa〇
[0020] 步驟三、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi) 壓力在0. 25MPa，反應(yīng)釜中溫度25°C，碳酸化反應(yīng)16h，即得所需赤泥基建筑材料?？箟簭?qiáng)度 47.63MPa〇
[0021] 表2原料的化學(xué)組成（％) u LUl: Loss on ignition.
實(shí)施例3 : 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其制備方法如下： 步驟一、把拜耳法赤泥70份和熟石灰25份充分混合均勻后，原料的化學(xué)組成見表3,再 加入自來水5份攪拌得到混合料。
[0022] 步驟二、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 25MPa〇
[0023] 步驟三、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi) 壓力在0. 25MPa，反應(yīng)釜中溫度30°C，碳酸化反應(yīng)16h，即得所需赤泥基建筑材料。抗壓強(qiáng)度 36.10MPa〇
[0024] 表3原料的化學(xué)組成（％)
a LOI: Loss on ignition. 實(shí)施例4 : 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其制備方法如下： 步驟一、把拜耳法赤泥95份和熟石灰5份，原料的化學(xué)組成見表4,充分混合均勻后，得 到混合料。
[0025] 步驟二、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 25MPa〇
[0026] 步驟3、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi) 壓力在0. 15MPa，反應(yīng)釜中溫度20°C，碳酸化反應(yīng)8h，即得所需赤泥基建筑材料?？箟簭?qiáng)度 26.38MPa〇
[0027] 表4原料的化學(xué)組成（％)
a LOI: Loss on ignition. 實(shí)施例5 : 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其制備方法如下： 步驟一、把拜耳法赤泥50份和熟石灰50份，充分混合均勻后，原料的化學(xué)組成見表5， 充分混合均勻后，得到混合料。
[0028] 步驟二、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 35MPa〇
[0029] 步驟三、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi) 壓力在0. 25MPa，反應(yīng)釜中溫度20°C，碳酸化反應(yīng)24h，即得所需赤泥基建筑材料?？箟簭?qiáng)度 64.34MPa〇
[0030] 表5原料的化學(xué)組成（％)
a LOI: Loss on ignition. 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā) 明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此V，在 不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其特征在于其中：以重量份表示，其制備原料包括： 赤泥50-95份 碳酸化活性固體廢棄物5-50份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其特征在于：所述的赤泥為拜 耳法、燒結(jié)法和混合法中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其特征在于：所述的赤泥的含 水率小于25%，含水率大于25%要經(jīng)過干燥處理。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料，其特征在于：所述的碳酸化活 性固體廢棄物為電石渣、廢石灰、廢石膏、廢水泥、廢混凝土、粒化高爐礦渣等中的至少一 種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料的制備方法，其特征在于：該方 法包括以下步驟： 步驟一、把赤泥和碳酸化活性固體廢棄物充分混合均勻后，得到混合料，其含水量控制 在 10-15% ; 步驟二、把步驟一制備的混合料倒入模具，通過擠壓成型得到胚體，成型壓力為 15_35Mpa; 步驟三、把步驟二制備的胚體放入碳酸化反應(yīng)釜中，通入CO2氣體，控制反應(yīng)釜內(nèi)壓力 在0. 15-0. 35MPa，反應(yīng)釜中溫度20°C-80°c，碳酸化反應(yīng)8-48h，即得碳負(fù)性赤泥基建筑材 料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳負(fù)性赤泥基建筑材料及其制備方法，它是由赤泥（含水率小于25%，含水率大于25%要經(jīng)過干燥處理）、碳酸化活性固體廢棄物制成混合料，通過擠壓成型得到胚體，再把胚體放入碳酸化反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，即得赤泥基建筑材料。本發(fā)明解決了赤泥利用的技術(shù)難題，赤泥壩內(nèi)自然晾曬的赤泥均能直接利用、不用脫堿處理，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明工業(yè)廢棄物利用率高，負(fù)碳節(jié)能，每生產(chǎn)1t赤泥基建筑材料能吸收0.1-0.2tCO2，產(chǎn)品綠色環(huán)保，物理力學(xué)性能優(yōu)異、生產(chǎn)周期短、不泛堿。通過調(diào)整成型工藝和材料組成能夠制備各種砌塊、板材、磚等建筑制品（可以為實(shí)心、空心或多孔等形式），具有很好的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
【IPC分類】C04B18/04, C04B28/18
【公開號】CN104891933
【申請?zhí)枴緾N201510252008
【發(fā)明人】管學(xué)茂, 劉松輝, 李海艷, 勾密峰, 邱滿
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月18日