[发明专利]一种拜耳法赤泥多孔微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于工业固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种拜耳法赤泥多孔微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

赤泥是铝工业生产过程中不可避免的要产生其工业副产品，因生产方法和铝土矿品位的不同，每生产一吨氧化铝大约要产生0.6～2.0t赤泥。拜耳法赤泥是利用拜耳法生产法从铝土矿中提取氧化铝之后产生的废渣。就我国目前氧化铝生产能力计，2010年中国赤泥的年产量已经超过了4000万吨。由于赤泥中含有碱等及其他物质，对环境有很大的污染性：有的国家把赤泥排入海中，因含有碱等有害物质而污染海洋，危害渔业生产。有的在陆地堆放,占用农田，污染水系，干燥后随风飘扬，又污染大气。 这样的处理措施均不如人意：第一，赤泥的排放和堆置处理都会对环境造成极大的污染；第二，赤泥也是一种资源，如此大量的资源被处理或排放掉是严重的资源浪费。因此，拓宽思路，探索切实可行的赤泥综合利用方法，是一个迫在眉睫的问题。

多孔微晶玻璃，又被称作微晶泡沫玻璃，是一种新型建筑材料。它是一种在玻璃主体相中均匀分布着大量的微小气泡和针状晶体的轻质、高强度材料。多孔微晶玻璃的结构决定了其具备了多孔玻璃和微晶玻璃的两者的优良性能，即具有防火、无毒、不具放射性、耐腐蚀、可加工等特点，使用其作为墙体材料可大大降低建筑物的重量，提高建筑物的内在质量，因而具有广阔的应用前景。

目前，以工业固体废弃物制备多孔微晶玻璃的研究报道如下：

中国专利文献《多孔微晶玻璃及其制造方法》（公开号CN 101328021A，公开日2008年12月24日）中，以粉煤灰、稀选尾矿为原料，用水淬法，制备出CaO-MgO-Al₂O₃-Si0₂系统的以开口气孔为主的多孔微晶玻璃，该发明产品可以满足不同过滤对象的、气孔率和孔径分布可调，主要用于污染水的过滤。

中国专利文献《利用工业赤泥生产微晶板材的配方和生产工艺》（公开号CN 102092948 A，公开日2011年6月15日）中以工业赤泥粉、钙石粉、石英砂、碳酸钡、碳酸钠、硼砂、氧化铝等为原料，烧结法制备了微晶板成品。该专利产品虽然利用了赤泥为主要原料，但未指明赤泥是什么类型的赤泥，且产品不是多孔微晶玻璃，不具备轻质的优点。

中国专利文献《利用熔融法制备矿渣微晶玻璃》（公开号CN 101007708 A，公开日2007年8月1日）中，以粉煤灰、铁尾矿、硼泥等为原料，通过配料、混料、熔制、成型、核化与晶化等工艺过程，制备了性能优异的矿渣微晶玻璃产品。该产品为熔融法制备，主要用于建筑、化工设备防腐等领域，但也不是多孔建材产品，不具备轻质的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即具有微晶玻璃的特点，也具有多孔玻璃优势的新型绿色建材产品—多孔微晶玻璃。该发明产品具有机械强度高、导热系数小、热工性能稳定、抗燃、不变形、耐用、耐温、抗腐、抗氧化、耐酸碱、无毒、无放射性、易加工等优良的理化性能。本发明还提供了该产品的制备方法，该方法可以有效地消除赤泥等固体废弃物对周围环境的污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种拜耳法赤泥多孔微晶玻璃，它以拜耳法赤泥为主要原料加工生产的多孔微晶玻璃，其原料按照重量百分比，它包括成孔剂2-7%，质量分数 3%聚乙烯醇水溶液3~15%，余量为以拜耳法赤泥为主要原料加工生产的基础玻璃；所述的基础玻璃的化学组成的质量百分比为：SiO₂ 40～55%，Al₂O₃ 5～13%，CaO 20～33%，Fe₂O₃ 5～10%，Na₂O 3～12%，B₂O₃ 3～8%，MgO 2～6%，F^- 1～4%，其中多孔微晶玻璃的抗压强度：10～38MPa，吸水率：2-25%，密度：700-1480Kg/cm³。

进一步，所述的基础玻璃，其原料按照重量百分比，它包括拜耳法赤泥35-62%，石英15-26%，硼砂5-10%，方解石8-15%，萤石2-5%，硝酸钠3-7%，锂云母5-12%。

进一步，所述的拜耳法赤泥为高钙赤泥，高钙赤泥中CaO的含量为11-16%。

进一步，所述的基础玻璃的原料还包括着色剂，按照重量百分比，其加入量为1~4%。

进一步，所述的成孔剂为碳酸铵和/或碳酸氢铵，粒度小于200目。