[发明专利]一种铝工业工艺废渣全部转型为生态建筑材料的工艺与方法

说明书

技术领域

一种铝工业工艺废渣全部转型为生态建筑材料的工艺与方法。属于铝工业 烧结法、拜耳法工艺生产氧化铝所产出的工业固体废渣资源化利用的方法。

背景技术

具资料显示，我国铝工业利用烧结法、拜耳法工艺生产氧化铝产出大量的 工业固体废渣——赤泥(烧结法、拜耳法)、锅炉炉渣、选矿尾矿、化灰渣、煤 气发生炉渣、污泥六种废渣堆存量约上亿吨。上述废渣中除化灰渣、煤气发生 炉渣、锅炉炉渣已开始综合利用外，其余大部分仍处于堆放状态，不仅占用了 大量土地和农田，而且也污染着周边的土壤、水体、大气和环境卫生，给人们 造成潜在的、长期的危害。我国政府为了扭转这种状况，早在1985年就提出了 综合利用“三废”资源，积极发展新型建筑材料。随后，又发布《关于严格限 制毁田烧砖，鼓励节约能源、利废、加速发展新型建筑材料的通知》，一方面通 过立法等各种手段增强公众的环保意识，控制污染物排放，加大治理力度；另 一方面大力倡导废物利用、开源节流、低耗高能、实现循环经济，以期达到我 国经济建设可持续和谐发展的目的。国内外许多学者对铝工业工艺废渣的研究， 已取得了可喜的成果。如：专利号为92104133.0《赤泥复合砖及制备方法》、专 利号为91107435.x《灰渣复合彩色瓦及其制作方法、专利号为89105093.3《粉 煤灰复合材料的制造方法》、专利号为00110047.5《高掺量粉煤灰烧结砖的生产 工艺》、专利号为00120579.x《粉煤灰页岩铝矾土综合利用的方法》等专利技术， 披露了利用赤泥、粉煤灰、锅渣、页岩、铝矾土等工业废物生产墙体材料的工 艺和方法。然而，由于铝工业工艺废渣排量大、含水量高，赤泥中含碱、钠量 高并且含有放射性元素，使得上述技术在推广过程中有一定的局限性，至使铝 工业工艺废渣在全球的积存量仍是有增无减。由此带来了占用农田、污染环境 等一系列连锁反应。

本发明的特征是提供一种铝工业工艺废渣资源化利用的有效方法。它是将 全部的铝工业工艺废渣—赤泥(烧结法、拜耳法)、锅炉炉渣、选矿尾矿、化灰 渣、煤气发生炉渣、污泥作为有用资源，利用其有效成份相互搭配，优势互补， 通过合理的工艺、优化的配方，制成固化剂和烧结砖。固化剂可用于公路、铁 路、水利及大型基础设施的地基改性土补强、公路路面结构层底基层、基层、 低标号碾压混凝土；烧结砖可直接用于各种城市和民用建筑。真正起到变废为 宝、节约能源、保护环境的作用。为铝工业的可持续发展解除了后顾之忧。

发明内容

本发明的主要内容是将所有的铝工业工艺废渣都能作为筑路材料和新型生 态墙体材料。其特点是：1.通过控制赤泥的最大掺量(25％以下)，来解决混合 料中Na、CaO的含量以及放射性元素。实现制备出的固化剂或烧制砖，既能满 足力学指标，又能满足环保指标；2.用铝选矿矿尾代替粘土、页岩作为塑性材料， 具有自身发热量高的特点。其发热量大于700大卡，有利于烧结砖、瓦的自燃 与增温，可达到节约能源的目的；3.由于赤泥(发热量≥800大卡)、煤气发生 炉渣(发热量≥800大卡)与铝选矿矿尾、锅炉炉渣、污泥五种物质混合后其发 热量均>700大卡，作为自燃烧结砖的主要原料，可以使其内外均匀加热，改善 了制品的性能且具有固硫作用，减少向大气中排放二氧化硫量以减少污染。

本发明的主要工艺和方法是：首先将湿排的赤泥(烧结法、拜耳法)、锅炉 炉渣、选矿尾矿、化灰渣、煤气发生炉渣、污泥烘干(利用隧道窑余热)和粉 碎，控制含水量为5％～10％之间，粒径在1.0mm以下；选赤泥(烧结法、拜耳 法)、煤气发生炉渣、化灰渣并加入微量外掺剂进行充分搅拌，控制其配比为赤 泥：煤气发生炉渣：化灰渣＝15～28：30～60：10～35(质量比)，利用球磨机磨制 后，通过1mm的方筛，密封装袋即为成品固化剂。选赤泥(烧结法、拜耳法)、 锅炉炉渣、选矿尾矿、煤气发生炉渣、污泥进行对辊拌合，控制其配比为赤泥： 煤气发生炉渣：选矿尾矿：污泥：锅炉炉渣＝5～30：0～30：20～60：15～50：0～15 (质量比)，含水量小于16％，充分搅拌后沉化24小时，经混练后送入制砖机 切成砖坯，用码坯机自动码坯装车。通过绞车、拖车、顶车机将坯车顶入隧道 窑内，通过排潮、顶热、烧结、冷却等阶段制成砖成品。控制其排潮、烘干温 度为80℃~520℃，时间为12小时；烧结温度800℃~1100℃，时间为6~12小时， 然后降温，其降温速率为60℃/h。制品出窑时的温度应低于60℃即为成品砖， 检验后各项指标均优于现行国家砖、瓦标准。