[发明专利]一种以煤矸石和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以煤矸石和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法，属工业固体废弃物资源综合利用及新型建材技术领域。

背景技术

赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。赤泥的产出量，因矿石品位、生产方法、技术水平而异。大多数生产厂每生产1t氧化铝同时产出1.0～1.8t赤泥。据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×10⁷t。我国氧化铝生产过程中每年产生的赤泥量超过600万t，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害。赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。因此，研究赤泥的综合利用及回收有重要的意义。

赤泥是在从铝土矿中提炼氧化铝的过程中形成的，主要成分为SiO₂,CaO,AI₂O₃和Fe₂O₃,其各组分含量又因铝土矿的产地和氧化铝的生产工艺不同而异。赤泥中含有可再生利用的氧化物和多种有用金属元素，成为赤泥再生利用的基础；利用赤泥中较高的CaO和SiO₂可生产硅酸盐水泥及一些专用水泥；利用其含有的SiO₂、Al₂O₃、CaO和MgO及少量的TiO₂、MnO、Cr₂O₃，可以生产特种玻璃；赤泥的主要矿物是硅酸二钙，与硅酸盐水泥生料接近，因而可用其配以适当的石灰石、砂岩来制备水泥生料；将赤泥与少量的石灰和粉煤灰以适当的比例制备的新型赤泥道路基层材料；但上述对赤泥的处理均存在生产成本高、能耗大、放射性较大技术问题，赤泥得不到充分综合利用。

中国专利文献CN101205126A(申请号：200610128450.4)公开了一种赤泥粉煤灰免烧砖，它是以赤泥、粉煤灰为主料，配以粗砂、碎石渣作为骨料，其原料组份及重量百分比为:赤泥22～40，粉煤灰20～35，骨料20～40，石灰8～12，石膏1～3，制备赤泥粉煤灰免烧砖，使赤泥得到最大化利用，解决了赤泥的排放对环境的污染问题，提高制品的抗压强度。在实际应用过程中发现，由于原料配比不佳，粘合力不足，本发明的赤泥粉煤灰免烧砖致密性较小，容易松散，抗压强度小，不适用于路面、墙体的应用。

煤矸石是在煤炭开采、洗选加工过程中所产生的固体废弃物，是我国累积堆积量和占用场地最多的工业废物之一，年排放量近1亿t。煤矸石的主要成分是Al₂O₃、SiO₂，其并不是一种简单的废弃物，而是一种重要的可利用资源。近年来，我国在煤矸石制造建材方面发展很快，利用的途径也日益增加，主要有利用煤矸石制砖、水泥、轻骨料、空心砌块和混凝土等。另外，煤矸石在农业应用方面主要用来生产肥料和改良土壤，在工程方面主要应用于铁路和公路路基、土地复垦、矿区回填。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种以赤泥、煤矸石为主要原料，压制成型后，利用水蒸气在60～120℃进行蒸养，制得煤矸石赤泥免烧砖，不仅能够缓解赤泥、煤矸石堆存处理带来的环境污染问题，实现赤泥和煤矸石的资源化，大大减少了能源的消耗，而且制得的免烧砖致密性好，不松散，平均抗压强度高。

原料说明：

本发明采用的原料赤泥为烧结法、拜耳法或混联法氧化铝生产过程中的工业废渣，赤泥中主要成分为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃，有效活性矿物成分SiO₂，A1₂O₃和CaO总量在60～75％，具有潜在的水硬特性，本发明优选拜耳法氧化铝生产过程中的工业废渣。

煤矸石：为煤炭开采、洗选加工过程中所产生的固体废弃物，主要含矿物石英、高岭石等。

粉煤灰：为从燃煤电厂废气中收集的粉煤灰或燃煤电厂与废气中收集的飞灰的混合物。

本发明的技术方案是：