[發明專利]一種拜耳法赤泥煤矸石多孔燒結磚及其生產方法

無效

• 申請號: 201210568406.0
• 申請日: 2012-12-16
• 公開（公告）號: CN103030372A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 李小雷;翟二安;王紅亮;陶豐;張作才;于國順
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B38/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于工業固體廢棄物資源化利用技術領域，具體涉及一種利用拜耳法生產法制備氧化鋁時排出的赤泥及煤矸石等工業廢渣為原料生產的多孔燒結磚。

背景技術

改革開放以來，我國建筑業持續高速發展，因此我國每年都要消耗大約7500億塊燒結磚，這么大量磚如果全部用粘土做原料，必將毀壞大量的農田。因此，我國政府嚴格禁止生產和使用粘土實心燒結磚，鼓勵利用各種工業固體廢棄物制備燒結磚。赤泥是從鋁土礦中提取氧化鋁之后產生的廢渣，筑壩堆存是國內外普遍采用的處置方式。但因其具有堿含量高，數量大等特性，堆存赤泥不僅要占用大量的土地，而且會對周圍水體、大氣等環境造成嚴重污染。

煤矸石是在煤炭生產過程中(包括巷道掘進、開采和洗煤)排出的固體廢物，是我國當前排量較大的工業廢渣之一，具有一定的發熱值。隨著煤炭開采排出的煤矸石不僅如何不進行工業化利用，也會對水體、大氣造成嚴重的環境污染。

利用拜爾法赤泥和煤矸石為主要原料制備各項指標符合國家標準要求的燒結磚，具有制備工藝簡單，赤泥及煤矸石等固體廢棄物摻量大，燒結磚性能好等優點，符合我國節能減排、可持續發展戰略。

利用赤泥生產可生產免燒磚和燒結磚，由于免燒磚的強度、耐久性等綜合性能不如燒結磚，所以市場銷售不好，且赤泥多利用有一定活性的燒結法赤泥，赤泥摻入量也不高。在利用赤泥生產燒結磚方面主要專利文獻有：

中國專利文獻《赤泥燒結磚及制作方法》(公開號CN?101269948A，公開日2008年9月24日)中，將一定量的塑性物料與赤泥充分混合，在塑性擠出機械中擠出成型為泥條，再切割成磚坯，通過干燥、燒成得到合格的燒結墻體材料制品。雖然工藝簡單，但不足之處在于需另外提供更多的熱量，提高了成本消耗，且不是多孔磚，比重大。

中國專利文獻《氧化鋁赤泥生產燒結磚的方法》(公開號CN?101830707A，公開日2010年9月15日)中，主要原料為赤泥、煤渣或粉煤灰以及少量的煤矸石。赤泥為00-65，煤渣或粉煤灰20-25，煤矸石為13-15、采用真空擠磚機成型，隧道窯燒結。該專利雖然摻入了煤矸石，但用量低，未采用活化燒結，能耗較高。

中國專利文獻《粉煤灰赤泥燒結磚及其制造方法》(公開號CN?11813b3A，公開日1998年5月13日)中，赤泥燒結磚的主要原料是粉煤灰和赤泥，其中粉煤灰35-92，赤泥1-50％，另外有部分添加劑。該專利的產品具有抗壓強度高，吸水率低，完全抗凍融，無泛霜現象及保溫性能好等優點，但是主要成分為粉煤灰，赤泥用量少，能耗也較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利廢率高、強度高、耐久性好拜耳法赤泥煤矸石多孔燒結磚，該多孔燒結磚可以達到相應的行業標準；本發明還提供了該產品的制備方法，該方法可以有效地消除赤泥和煤矸石對周圍環境的污染。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種拜耳法赤泥煤矸石多孔燒結磚，由以下重量份額的原料制得：拜耳法赤泥：60-75份，煤矸石：25-35份，尾礦或化工廠廢料：2-6份，成孔劑：0.5-3份。

上述拜耳法赤泥煤矸石多孔燒結磚的生產方法，其步驟包括：

1)將赤泥、煤矸石等原料按照配比稱料后混合均勻；混合過程中加入水分，原料含水率控制在6％-11％；然后，在20-40℃的溫度下陳化1-3天；

2)將陳化后的粉料在攪拌機中攪拌，在攪拌過程中加水，控制粉料含水率為12％-20％，攪拌均勻，得到泥料；

3)將泥料用螺旋擠泥機制得符合規定尺寸和形狀的，擠出壓力為1.5-2.5MPa；

4)磚坯在隧道式干燥窯干燥，燒成采用隧道窯；采用內燃方式，燒成溫度在950℃左右，最后得到成品磚。

為了促進燒結，根據拜耳法赤泥及煤矸石的化學與礦物組成，選用化工廠的廢料或礦山尾礦，作為燒結磚的燒結活化材料，加入量在2-5％。產品在燒結時，該燒結活化材料在800℃左右開始與煤矸石、赤泥進行化學反應，使磚體內部產生部分熔融狀態，促進各化合物在最低共熔點900℃～1050℃時出現液相，能及早填充因坯體內水分、固定碳、揮發分逸出所留下的孔洞，而燒結磚全部原料中的硅、鋁、鈣、鐵、鈉、鉀等元素反應生成鈣黃長石、莫來石等礦物，使燒結磚內部形成陶瓷狀結構，從而提高燒結磚的力學等性能。