[发明专利]一种碳负性赤泥基建筑材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种赤泥基建筑材料，特别是一种碳负性赤泥基建筑材料及其制备方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废渣，每生产1t氧化铝大约要排放1.0~2.0t赤泥。目前，我国赤泥综合利用率仅4%，累积堆存量已达几亿t。我国氧化铝厂大都采用露天筑坝的方式堆存赤泥，这种处置方式不仅占用大面积土地，而且赤泥中的碱还会向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。同时，裸露赤泥形成的细小粉尘随风飘散，也会污染大气，恶化生态环境，对人类和动植物的生存造成严重影响。因此，如何处理氧化铝生产过程中排放的大量赤泥，减少环境污染，是氧化铝行业亟待解决的难题。

赤泥的潜在应用领域主要包括：有价金属回收、充填材料、污染物治理、添加剂、催化剂和建筑材料等，但大多数利用技术都存在消耗能力及二次利用量严重不足等问题，利用赤泥制造建筑材料是最有可能实现赤泥大体积处置利用的技术，但是还存在以下技术问题：

赤泥的高碱性、高含水率特性，利用时需要对赤泥进行脱碱、干燥等预处理，成本较高；

赤泥含有很多的碱金属及碱土金属氧化物，直接用于建筑材料，经常出现“泛碱现象”(赤泥制品放置空气中一段时间表层会出现一层“白霜”)。

发明内容

综上所述，为了解决现有的技术问题，本发明的技术方案如下：

一种碳负性赤泥基建筑材料，以重量份数计，其制备原料包括：

赤泥  50-95份

碳酸化活性固体废弃物  5-50份。

进一步，所述赤泥为拜耳法、烧结法和混合法中的至少一种。

进一步，所述的赤泥的含水率小于25%，含水率大于25%要经过干燥处理。

进一步，所述的碳酸化活性固体废弃物为电石渣、废石灰、废石膏、废水泥、废混凝土、粒化高炉矿渣等中的至少一种。

一种碳负性赤泥基建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、把赤泥和碳酸化活性固体废弃物充分混合均匀后，得到混合料，其含水量控制在10-15%；

步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为15-35Mpa；

步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO₂气体，控制反应釜内压力在0.15-0.35MPa，反应釜中温度20℃-80℃，碳酸化反应8-48h，即得负性赤泥基建筑材料。

本发明的有益效果是：

1. 本发明固体废弃物利用率高，尤其是赤泥，其利用率最高能达95%。

2. 本发明反应条件温和，生产过程中吸收CO₂，负碳节能，绿色环保，每生产1t赤泥基建筑材料能吸收0.1-0.2tCO₂。

3. 本发明解决了赤泥利用的技术难题，不需要对赤泥进行干燥（赤泥坝内自然晾晒的赤泥均能直接利用）、脱碱处理，降低了生产成本。

4. 本发明通过调整成型工艺和材料组成能够制备各种砌块、板材、砖等建筑制品（可以为实心、空心或多孔等形式），产品生产周期短，无泛碱现象，物理力学性能优异。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。下述实施例中所用的原材料，如无特别说明，均为工业固体废弃物。

实施例1：

一种碳负性赤泥基建筑材料，其制备方法如下：

下述实施例中所述的份数均为重量份数。

步骤一、把拜耳法赤泥90份和熟石灰10份，原料的化学组成见表1，充分混合均匀后，得到混合料。

步骤二2、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为25MPa。

步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO₂气体，控制反应釜内压力在0.15MPa，反应釜中温度20℃，碳酸化反应8h，即得所需赤泥基建筑材料。抗压强度26.83MPa。

表1 原料的化学组成（%）