[發明專利]用赤泥和植物殘渣制造輕質多孔燒結材料的方法

有效

• 申請號: 201410321014.3
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104072189A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 尹小林
• 申請（專利權）人: 尹小林
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B38/02
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;趙靜華

技術領域

本發明涉及制造輕質多孔燒結材料的方法，具體涉及一種利用工業廢棄物赤泥和植物殘渣制造輕質多孔燒結材料的方法。

背景技術

赤泥是以鋁土礦為原料提取氧化鋁過程中產生的極細顆粒強堿性固體廢物，每生產一噸氧化鋁，大約產生0.8～2噸赤泥。依提取工藝不同所產生的赤泥分別稱為拜爾法赤泥、燒結法赤泥及聯合法赤泥。赤泥的物理性質為：顆粒直徑0.088～0.25mm，比重2.7～2.9，容重0.8～1，熔點1200～1250℃。赤泥礦物成分復雜，主要礦物為文石和方解石，含量為60～65%，其次是蛋白石、三水鋁石、針鐵礦，含量較小的是鈦礦石、菱鐵礦、天然堿、水玻璃、鋁酸鈉和火堿，pH值一般在13以上。其化學成分隨鋁土礦品位和提取工藝有差別，大致為：

拜爾法赤泥：CaO?2～8%，SiO₂?3～20%，Al₂O₃?10～20%，Fe₂O₃?30～60%，MgO?0.8～1.5%，Na₂O?2～10%，K₂O?0.2～1.5%，TiO₂?微量～10%，燒失量10～15%；

燒結法赤泥：CaO?46～49%，SiO₂?20～23%，Al₂O₃?5～7%，Fe₂O₃?7～10%，MgO?1.2～1.6%，Na₂O?2.5～3%，K₂O?0.2～0.5%，TiO_2?2.5～3%，燒失量6～10%；

聯合法赤泥：CaO?43.7～47%，SiO₂?20～21%，Al₂O₃?5.4～7.5%，Fe₂O₃?6.2～7.5%，MgO?0.5～1.3%，Na₂O?2.8～8%，K₂O?0.5～0.8%，TiO₂?6.1～7.7%。

我國是氧化鋁生產大國，2009年生產氧化鋁就達2378萬噸，約占世界總產量的30%，產生的赤泥近3000萬噸。目前，赤泥綜合利用仍屬世界性難題，國際上對赤泥主要采用堆存覆土的處理方式。我國赤泥綜合利用近二十年來得到各方面的高度重視，開展了跨學科、多領域的綜合利用技術研究工作，現有在利用赤泥制造多孔燒結材料方面主要攻堅研究方向如下：

1、制建筑用磚：加煤用雙軸攪拌機混合螺旋擠出成型為磚，干燥困難，磚變形大，更嚴重的是由于堿含量高，普遍泛霜長毛，被用戶排斥。

2、化學結合陶瓷復合材料，用去雜、烘干、粉磨后的赤泥干粉替代部分瓷泥用料，制取陶瓷復合材料，其去雜、烘干、粉磨能耗高，因赤泥化學成分特點及波動大，陶瓷色澤、強度、成品率控制困難，導致合格品成本大幅上升。

3、保溫耐火材料：用去雜、烘干、粉磨后的赤泥替代部分耐火膠泥燒制耐火材料，或用去雜烘干粉磨處理的赤泥粉和耐火輕質骨料及耐火膠泥加發泡劑焙燒制取保溫耐火材料，因為赤泥本身熔點偏低，去雜、烘干、粉磨能耗又偏高，而未取得實質性的突破。

上述種種，雖有國家巨額科研開發資金的投入，但由于赤泥的特性及缺乏具有產業競爭力的關鍵技術，我國赤泥綜合利用率僅為4%，累計堆存量達到3萬億噸。赤泥大量堆存，既占用土地、污染水土，又浪費資源。

另一方面，大量的植物殘渣被棄置填埋或點火焚燒如稻草秸桿，既造成環境污染和安全隱患，又產生了較嚴重的水土及空氣污染和次生災害。

其次，現有的陶或陶瓷類功能性多孔板材或異形材均是選用有限的精細瓷泥，經發泡或加昂貴的有機樹脂做致孔劑，成型后在專業的陶瓷窯爐中采用燃氣、燃油或電熱方式煅燒，或用柴、優質燃煤輻射加熱煅燒制成；現有的多孔磚采用水泥類膠凝材料發泡或制成多孔的貧瘠混凝土，或采用鋁粉發泡蒸養工藝制取。這些工藝方法不僅僅是浪費有限的自然資源、增加了環境污染，更使成本居高、應用受限。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種工藝簡單，低投資、低能耗，綜合利用赤泥和植物殘渣生產具有產業競爭力、用途廣泛的輕質多孔燒結材料的方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：