[发明专利]一种利用RKEF镍渣和赤泥渣生产轻质陶粒的方法

说明书

本发明涉及一种利用RKEF镍渣和赤泥渣生产轻质陶粒的方法，该方法包括将RKEF镍渣、赤泥渣和自然煤矸石烘干、细磨处理后，按比例进行混合，得到轻质陶粒混合物料；将所述轻质陶粒混合物料进行成型处理，得到陶粒球团；将所述陶粒球团进行干燥，得到干燥球团；将所述干燥球团进行焙烧，得到轻质陶粒。本发明利用RKEF镍渣、赤泥渣和自燃煤矸石为主要原料，通过合理的原料配比和生产工艺制备轻质陶粒，由于生产过程中气量较大，生产过程焙烧温度低，陶粒膨胀率高，不仅使长期堆存的RKEF镍渣、赤泥渣和自燃煤矸石得到利用，同时节约生产过程中的能耗，原料成本低；所制备的轻质陶粒密度低、强度高满足轻质混凝土轻集料的要求。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，并且更具体地，涉及到一种利用RKEF镍渣和赤泥渣生产轻质陶粒的方法。

背景技术

镍是重要的有色金属之一，根据镍矿类型(硫化镍矿和红土镍矿)不同，冶炼方式各异，针对红土镍矿，常用RKEF方法进行冶炼。RKEF冶炼技术是目前红土镍矿较为先进的冶炼技术，工艺流程主要为是红土镍矿采用回转窑焙烧，电炉还原熔炼生产镍铁，副产物为镍渣，镍渣为高温熔渣经水淬后形成，是一种粒化炉渣。每生产1t镍铁，就会产生7～10t镍渣；产生的大量镍渣会占用大量土地，同时造成环境污染，研究如何利用RKEF镍渣的综合利用具有重要意义。

RKEF镍渣主要成分为SiO₂ 40-55％、MgO 25-35％、FeO 10-25％，SiO₂、MgO含量较高，但CaO、Al₂O₃含量较低，由于MgO安定性较差，遇水会发生膨胀，过高的MgO含量限制了RKEF镍渣的应用。

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物，每生产一吨氧化铝，大约产生赤泥0.8-1.5吨。我国是氧化铝生产大国，2009年生产氧化铝2378万吨，约占世界总产量的30％，产生的赤泥近3000万吨。目前我国赤泥综合利用率仅为4％，累积堆存量达到2亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，预计到2015年，赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨。赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。

赤泥的主要化学成分为为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Na₂O等，提铁后的产物为赤泥渣，但由于Na₂O的存在，导致赤泥渣在再利用中有诸多限制。

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂等，含有残煤、碳质泥岩的煤矸石称为自燃煤矸石。自燃煤矸石中所含的黄铁矿在被空气氧化过程中放出的热量可以使含碳物自燃，因而还被称为自燃煤矸石。

轻质陶粒是是一种轻质陶质颗粒，多为球形或椭球形，内部结构特征呈细密蜂窝状微孔，密度远小于砂石，用于代替重质砂石生产轻质混凝土。轻质混凝土是一种新型的建筑材料具有密度小，强度高，隔热隔声性能好的特点，作为节能墙体材料得到推广应用，轻质混凝土能够显著降低建筑物自重，提高建筑物的能源利用效率。

然而，现有技术的轻质陶粒制备方法仍然普遍存在原料来源受限，生产成本交高，发气量小，膨胀率低，焙烧温度高，能耗高等缺点，陶粒球团膨胀率和密度，强度等指标仍需提高。针对以RKEF镍渣、赤泥渣和自燃煤矸石全固废生产轻质陶粒的方法尚属空白。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

本发明针对上述问题，目的在于提供一种利用RKEF镍渣和赤泥渣生产轻质陶粒的方法。