[发明专利]一种拜耳法赤泥煤矸石多孔烧结砖及其生产方法

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，具体涉及一种利用拜耳法生产法制备氧化铝时排出的赤泥及煤矸石等工业废渣为原料生产的多孔烧结砖。

背景技术

改革开放以来，我国建筑业持续高速发展，因此我国每年都要消耗大约7500亿块烧结砖，这么大量砖如果全部用粘土做原料，必将毁坏大量的农田。因此，我国政府严格禁止生产和使用粘土实心烧结砖，鼓励利用各种工业固体废弃物制备烧结砖。赤泥是从铝土矿中提取氧化铝之后产生的废渣，筑坝堆存是国内外普遍采用的处置方式。但因其具有碱含量高，数量大等特性，堆存赤泥不仅要占用大量的土地，而且会对周围水体、大气等环境造成严重污染。

煤矸石是在煤炭生产过程中(包括巷道掘进、开采和洗煤)排出的固体废物，是我国当前排量较大的工业废渣之一，具有一定的发热值。随着煤炭开采排出的煤矸石不仅如何不进行工业化利用，也会对水体、大气造成严重的环境污染。

利用拜尔法赤泥和煤矸石为主要原料制备各项指标符合国家标准要求的烧结砖，具有制备工艺简单，赤泥及煤矸石等固体废弃物掺量大，烧结砖性能好等优点，符合我国节能减排、可持续发展战略。

利用赤泥生产可生产免烧砖和烧结砖，由于免烧砖的强度、耐久性等综合性能不如烧结砖，所以市场销售不好，且赤泥多利用有一定活性的烧结法赤泥，赤泥掺入量也不高。在利用赤泥生产烧结砖方面主要专利文献有：

中国专利文献《赤泥烧结砖及制作方法》(公开号CN 101269948A，公开日2008年9月24日)中，将一定量的塑性物料与赤泥充分混合，在塑性挤出机械中挤出成型为泥条，再切割成砖坯，通过干燥、烧成得到合格的烧结墙体材料制品。虽然工艺简单，但不足之处在于需另外提供更多的热量，提高了成本消耗，且不是多孔砖，比重大。

中国专利文献《氧化铝赤泥生产烧结砖的方法》(公开号CN 101830707A，公开日2010年9月15日)中，主要原料为赤泥、煤渣或粉煤灰以及少量的煤矸石。赤泥为00-65，煤渣或粉煤灰20-25，煤矸石为13-15、采用真空挤砖机成型，隧道窑烧结。该专利虽然掺入了煤矸石，但用量低，未采用活化烧结，能耗较高。

中国专利文献《粉煤灰赤泥烧结砖及其制造方法》(公开号CN 11813b3A，公开日1998年5月13日)中，赤泥烧结砖的主要原料是粉煤灰和赤泥，其中粉煤灰35-92，赤泥1-50％，另外有部分添加剂。该专利的产品具有抗压强度高，吸水率低，完全抗冻融，无泛霜现象及保温性能好等优点，但是主要成分为粉煤灰，赤泥用量少，能耗也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利废率高、强度高、耐久性好拜耳法赤泥煤矸石多孔烧结砖，该多孔烧结砖可以达到相应的行业标准；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和煤矸石对周围环境的污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种拜耳法赤泥煤矸石多孔烧结砖，由以下重量份额的原料制得：拜耳法赤泥：60-75份，煤矸石：25-35份，尾矿或化工厂废料：2-6份，成孔剂：0.5-3份。

上述拜耳法赤泥煤矸石多孔烧结砖的生产方法，其步骤包括：

1)将赤泥、煤矸石等原料按照配比称料后混合均匀；混合过程中加入水分，原料含水率控制在6％-11％；然后，在20-40℃的温度下陈化1-3天；

2)将陈化后的粉料在搅拌机中搅拌，在搅拌过程中加水，控制粉料含水率为12％-20％，搅拌均匀，得到泥料；

3)将泥料用螺旋挤泥机制得符合规定尺寸和形状的，挤出压力为1.5-2.5MPa；

4)砖坯在隧道式干燥窑干燥，烧成采用隧道窑；采用内燃方式，烧成温度在950℃左右，最后得到成品砖。

为了促进烧结，根据拜耳法赤泥及煤矸石的化学与矿物组成，选用化工厂的废料或矿山尾矿，作为烧结砖的烧结活化材料，加入量在2-5％。产品在烧结时，该烧结活化材料在800℃左右开始与煤矸石、赤泥进行化学反应，使砖体内部产生部分熔融状态，促进各化合物在最低共熔点900℃～1050℃时出现液相，能及早填充因坯体内水分、固定碳、挥发分逸出所留下的孔洞，而烧结砖全部原料中的硅、铝、钙、铁、钠、钾等元素反应生成钙黄长石、莫来石等矿物，使烧结砖内部形成陶瓷状结构，从而提高烧结砖的力学等性能。