[发明专利]一种利用赤泥生产的陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用一种利用赤泥生产的陶瓷材料及其制备方法，属于固体废弃物资 源综合利用领域。

背景技术

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物，一般情况下，平均每生产1 吨氧化铝，附带1.0-1.2吨赤泥。我国每年排出数百万吨赤泥，大量的赤泥不能够有效利用， 基本依靠大面积堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。

赤泥的开发利用，目前主要在以下四个领域：建筑材料领域、环境材料领域、有价 金属的回收以及其他复合材料。虽然上述后三个领域，可提高赤泥利用的附加值，但其消耗 量相比建筑材料领域，十分有限。

随着建筑陶瓷行业的迅速发展，我国陶瓷砖年产量已接近40亿m²，但是天然矿物 资源日益减少，使得陶瓷砖的工业原料十分缺乏。

故此，实现充分利用工业固体废弃物代替天然矿物资源，不仅降低工业固体废弃 物对环境的危害，也可以减少天然非金属矿物资源的开发，避免过度开采带来的生态系统 破坏的风险。同时，陶瓷行业又属于能耗大户的行业，利用赤泥生产陶瓷材料的烧结温度相 比传统原料生产陶瓷材料的烧结温度低，有利于能源的节约。

公开号CN102173736A中提出一种地砖陶瓷和利用工业固体废弃物磷石膏和赤泥 制备该地砖陶瓷的方法，通过加入分散剂，改善浆料的流动性与触变性，通过喷雾干燥造 粒，压制烧制成陶瓷产品，得到吸水率较低，抗折强度满足国标的地板陶瓷。然而，就赤泥的 利用量最高不到30%，本发明通过添加富镁原料和富石英类原料，以生成富含镁硅放入矿物 并构成材料的骨架，保证随赤泥利用量提高而带来具有熔剂作用的成分量增多，试样不易 过烧和变形，且保持良好的力学性能。

公开号CN103819176A中提出一种低成本高强度陶瓷地砖的制备工艺，该陶瓷地 砖制造工艺以冶金工业废弃物为主要原料，生产成本较低且制得的地砖强度高。然而因为 赤泥材料具有自釉面作用，故制备方法中烧结阶段所需时间近15-20小时，用于保证材料内 部气体充分排出，以达到充分致密化，使得材料具有较好的力学性能。本发明通过添加富石 英类等脊性原料，以保证烧结过程材料内气体可快速排出，相比降低其烧结时间，烧结时间 为35-70分钟，达到了节能效果并保证其具有较好的力学性能。

发明内容

本发明人在长期的实验中发现，可以实现大量利用赤泥并制备出具有良好性能的 陶瓷材料产品，在保证坯体塑性的同时，部分加入富石英或富硅铝原料，并且可以进一步加 入其他陶瓷原料补充化学组分。

本发明的目的是为了提供的一种利用赤泥生产的陶瓷材料及其制备方法，该方法 使赤泥以及粉煤灰资源得到了有效且高值的利用，同时采用低温烧成，简单可行，有利于工 业化生产，具有明显的环境、社会和经济效益。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用赤泥生产的陶瓷材料，所述陶瓷材料由以下重量百分比的原料制成：赤泥10- 70%、粘土0-60%、富硅铝原料5-35%、石英类原料5-40%、富镁原料0-30%，上述原料质量百分 比总和为100%。

进一步的，所述富硅铝原料包括页岩、粉煤灰，其SiO₂>35%，Al₂O₃>15%；石英类原料 包括含硅尾矿、硅石，其SiO₂>85%；富镁原料包括滑石、白云石，其MgO>12%。

进一步的，所述赤泥化学组成的为15%<SiO₂<45%，5%<CaO<24%，6%<Al₂O₃<26%， 10%<Fe₂O₃<45%，4%<(K₂O+Na₂O)<15%。

一种利用赤泥生产的陶瓷材料的方法，所述方法包括如下步骤：

a、取干燥后的赤泥与粘土、富硅铝原料、石英类原料、富镁原料混料后作为陶瓷混合原 料进行研磨，采用干法研磨制粉或者湿法研磨制粉工艺；

b、对干法研磨制粉所得混合料粉末进行加湿或对湿法研磨制粉所得混合料粉末进行 干燥，并进一步造粒、成型；

c、将成型后的陶瓷材料生坯送进窑炉烧成。