[发明专利]一种免烧赤泥陶粒混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金渣处理及资源化利用技术领域，具体涉及一种利用氧化铝生产过程中产生的废渣赤泥生产免烧陶粒的方法。

背景技术

氧化铝生产过程中排放的废渣是赤泥，其矿物组成主要有Al₂O₃、Na₂O、SiO₂、CaO、Fe₂O₃、TiO₂等。赤泥主要有害成份是含有Na₂O的附液，附液含碱2～3g/L，pH值在12.2～13.0之间，赤泥附液中含有Al₂O₃、Na₂O、SiO₂、CO₂、NaCl、H₂O等。河南三门峡某公司的赤泥化学成分见表1。

表1赤泥主要化学成分表/％

赤泥附液化学成分见表2。

赤泥附液化学成分/(mg/L)(除pH)

目前，赤泥的利用需要突破两个大的方向，一是低成本提取有价物质，二是降碱后将其用于混凝土等建筑材料。

按照前期研究，含铁矿物随氧化铝变化，针铁矿、赤铁矿的比例也发生变化。样品矿物组成中赤铁矿含量在20-40％之间波动，针铁矿含量在18-27％之间波动，针铁矿为隐晶或微晶，多与其他矿物胶结，因此针铁矿含量的多少将在很大程度上影响精矿品位与回收率。另一方面，样品粒级细，比表面积大，且具有多孔结构。上述矿物中菱铁矿、方解石和文石既有骨架，又有一定的胶结作用，而硅铝酸钠、水铝石、水玻璃起胶结和充填作用，致使微细多孔结构和矿物之间的相互胶结充填，使有用矿物的分离十分困难。因此，低成本提取有价物质存在技术上的困难。

赤泥由于残留附液碱性强，当其用于普通水泥基混凝土中会与集料容易发生碱集料反应，严重影响混凝土后期性能。而当赤泥配制免烧砖瓦等建材时，会在建材制品的表面发生“泛霜”现象，这是赤泥中的碱性钠和钾离子与混凝土中的SO₄^2-结合，产生游离于混凝土胶凝的盐而附着于建材产品的表面。

综上所述，如何克服现有赤泥利用的不足，实现赤泥工业化、产业化应用，具有重要的经济和环境效益。

发明内容

本发明的目的是为解决目前赤泥堆积而污染环境的问题，提供一种免烧赤泥陶粒混合料，采用该混合料制备的陶粒具有优异的力学性能、膨胀性能和保温性能，可有效提高赤泥利用的附加值，且涉及的制备方法简单工艺简单，成本低廉、节能环保，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种免烧赤泥陶粒混合料，各组分及其所占重量份数为：预处理赤泥25～62份、粉煤灰15～25份、膨胀珍珠岩3～10份、粘土20～40份。

上述方案中，所述预处理赤泥由赤泥依次进行干燥至质量含水量≤15％，选铁至Fe₂O₃质量分数≤15％，并进行脱碱处理使其pH为8～10而成。

上述方案中，所述的粉煤灰为电厂一级或二级灰。

上述方案中，所述膨胀珍珠岩为膨胀珍珠岩砂，其密度小于100kg/m³，膨胀倍数大于10。

上述方案中，所述的粘土为废旧粘土质耐火材料经过分拣、破碎后所得的一种粉体材料，塑性指数大于17，且废旧粘土质耐火材料经煅烧使用，其烧结致密性能好，有利于降低粘结材料的添加量并促进提升所得陶粒的力学性能。

上述一种免烧赤泥陶粒混合料的制备方法，包括如下步骤：按配比称取各原料，各原料所占重量份数为：预处理赤泥25～62份、粉煤灰15～25份、膨胀珍珠岩3～10份、粘土20～40份；将称取的各原料混合并搅拌均匀，再进行研磨、筛分，即得所述免烧赤泥陶粒混合料。

上述方案中，所述搅拌速度为200～250r/min，时间为20～70min。

上述方案中，所述研磨工艺为研磨成150～300目粉末。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：