[發(fā)明專利]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

有效

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• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102381865A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏舉佩;張召述;師壘壘;谷立軒
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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。

我國是世界第四大氧化鋁生產(chǎn)國，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，我國每年排放赤泥一千多萬噸,赤泥累計堆存量高達(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。從我國的國情出發(fā)，鋁工業(yè)在相當(dāng)長時間內(nèi)仍將保持旺盛的發(fā)展勢頭，但若赤泥產(chǎn)生的污染問題、土地占用問題、資源浪費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)，這是一個長期困擾國內(nèi)外氧化鋁工業(yè)但又懸而未解的重大課題。

目前，國外關(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、用作瀝青填料、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：德國試驗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、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，水泥可利用赤泥629～795kg/t，為燒結(jié)法赤泥的綜合利用開辟了途徑。

我國針對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道，赤泥用作脫硫劑、絮凝劑、水處理劑、回收赤泥中有價元素的技術(shù)也有研究報道。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。可見，國內(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、堿性強等特點，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的半連續(xù)硅熱法。在我國，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)1t金屬鎂約排出9t的鎂渣。鎂渣的成分波動范圍：CaO：40％～50％，Si0₂：20％～30％?，A1₂O₃：2％～5％?，MgO：6％～l0％，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)。

國外對鎂渣利用的研究和報道很少，檢索發(fā)現(xiàn)，巴西聯(lián)邦大學(xué)的學(xué)者對這種工業(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Fe₂0₃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Na₂0)極低，可以提高砂漿的耐久性。