[發明專利]一種利用赤泥生產的陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610056201.2
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105693210A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 李宇;裴德健;張玲玲;劉曉明;蒼大強
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/135;C04B33/16
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及利用一種利用赤泥生產的陶瓷材料及其制備方法，屬于固體廢棄物資 源綜合利用領域。

背景技術

赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業固體廢物，一般情況下，平均每生產1 噸氧化鋁，附帶1.0-1.2噸赤泥。我國每年排出數百萬噸赤泥，大量的赤泥不能夠有效利用， 基本依靠大面積堆放，占用了大量土地，也對環境造成了嚴重的污染。

赤泥的開發利用，目前主要在以下四個領域：建筑材料領域、環境材料領域、有價 金屬的回收以及其他復合材料。雖然上述后三個領域，可提高赤泥利用的附加值，但其消耗 量相比建筑材料領域，十分有限。

隨著建筑陶瓷行業的迅速發展，我國陶瓷磚年產量已接近40億m²，但是天然礦物 資源日益減少，使得陶瓷磚的工業原料十分缺乏。

故此，實現充分利用工業固體廢棄物代替天然礦物資源，不僅降低工業固體廢棄 物對環境的危害，也可以減少天然非金屬礦物資源的開發，避免過度開采帶來的生態系統 破壞的風險。同時，陶瓷行業又屬于能耗大戶的行業，利用赤泥生產陶瓷材料的燒結溫度相 比傳統原料生產陶瓷材料的燒結溫度低，有利于能源的節約。

公開號CN102173736A中提出一種地磚陶瓷和利用工業固體廢棄物磷石膏和赤泥 制備該地磚陶瓷的方法，通過加入分散劑，改善漿料的流動性與觸變性，通過噴霧干燥造 粒，壓制燒制成陶瓷產品，得到吸水率較低，抗折強度滿足國標的地板陶瓷。然而，就赤泥的 利用量最高不到30%，本發明通過添加富鎂原料和富石英類原料，以生成富含鎂硅放入礦物 并構成材料的骨架，保證隨赤泥利用量提高而帶來具有熔劑作用的成分量增多，試樣不易 過燒和變形，且保持良好的力學性能。

公開號CN103819176A中提出一種低成本高強度陶瓷地磚的制備工藝，該陶瓷地 磚制造工藝以冶金工業廢棄物為主要原料，生產成本較低且制得的地磚強度高。然而因為 赤泥材料具有自釉面作用，故制備方法中燒結階段所需時間近15-20小時，用于保證材料內 部氣體充分排出，以達到充分致密化，使得材料具有較好的力學性能。本發明通過添加富石 英類等脊性原料，以保證燒結過程材料內氣體可快速排出，相比降低其燒結時間，燒結時間 為35-70分鐘，達到了節能效果并保證其具有較好的力學性能。

發明內容

本發明人在長期的實驗中發現，可以實現大量利用赤泥并制備出具有良好性能的 陶瓷材料產品，在保證坯體塑性的同時，部分加入富石英或富硅鋁原料，并且可以進一步加 入其他陶瓷原料補充化學組分。

本發明的目的是為了提供的一種利用赤泥生產的陶瓷材料及其制備方法，該方法 使赤泥以及粉煤灰資源得到了有效且高值的利用，同時采用低溫燒成，簡單可行，有利于工 業化生產，具有明顯的環境、社會和經濟效益。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種利用赤泥生產的陶瓷材料，所述陶瓷材料由以下重量百分比的原料制成：赤泥10- 70%、粘土0-60%、富硅鋁原料5-35%、石英類原料5-40%、富鎂原料0-30%，上述原料質量百分 比總和為100%。

進一步的，所述富硅鋁原料包括頁巖、粉煤灰，其SiO₂>35%，Al₂O₃>15%；石英類原料 包括含硅尾礦、硅石，其SiO₂>85%；富鎂原料包括滑石、白云石，其MgO>12%。

進一步的，所述赤泥化學組成的為15%<SiO₂<45%，5%<CaO<24%，6%<Al₂O₃<26%， 10%<Fe₂O₃<45%，4%<(K₂O+Na₂O)<15%。

一種利用赤泥生產的陶瓷材料的方法，所述方法包括如下步驟：

a、取干燥后的赤泥與粘土、富硅鋁原料、石英類原料、富鎂原料混料后作為陶瓷混合原 料進行研磨，采用干法研磨制粉或者濕法研磨制粉工藝；

b、對干法研磨制粉所得混合料粉末進行加濕或對濕法研磨制粉所得混合料粉末進行 干燥，并進一步造粒、成型；

c、將成型后的陶瓷材料生坯送進窯爐燒成。