[发明专利]一种工业废渣基节能环保砖及其制备方法

说明书

一种工业废渣基节能环保砖，其特征在于：包括15‑25%的钴废渣、50‑60%的赤泥、15‑20%的活性物质和4‑10%添加剂；所述钴废渣是钴矿石经酸浸出后的工业废渣，所述钴废渣包括40‑60%的SiO₂、10‑25%的Al₂O₃、3‑8%的Fe和2‑8%的CaO；所述赤泥包括20‑30%的SiO₂、35‑50%的CaO、5‑15%的Al₂O₃、8‑18%的Fe和2‑6%的Na₂O。本发明的配方简单，配方中渣含量高，钴废渣和赤泥含量达到75%以上，可有效解决钴废渣和赤泥堆存和填埋带来的环境危害，另一方面，本发明只对部分活性物质的原料焙烧处理，制成的砖不需要烧结，节省了能耗，符合可持续发展。

技术领域

本发明涉及一种钴矿工业废渣的处理，尤其涉及一种工业废渣基节能环保砖及其制备方法。

背景技术

在锂离子电池行业中，要应用到大量的钴。钴矿作为伴生矿，种类较多，工业上处理钴矿的常用方法为湿法冶炼。钴矿的湿法冶炼，一般都是用酸浸出，该工艺处理后的钴废渣一般都呈酸性，其pH在2-5之间。赤泥是生产工业氧化铝的副产废渣，呈强碱性，pH为10-12.5，氧化铝作为一种工业原料，其需求逐年增加，赤泥的累积堆存和填埋也将持续增长，赤泥中含有多种重金属，极易对环境造成污染。

目前，钴废渣和赤泥的处理方式单一，主要为堆放和填埋等，钴废渣和赤泥的堆存，占用大量土地，其高酸碱性使土地酸碱化，并且其中的重金属污染物极易渗入地下，污染土壤和水质，对周围环境带来极大损害。将废渣制成用于非承重墙体的烧结砖是固废利用的发展方向之一。

传统的烧结砖通常是由黏土烧结而成，这种砖需要大量的黏土，而黏土大量开采导致破坏耕地，破坏环境。以钴渣或赤泥为原料制备的建筑材料，一方面，因其本身的强酸强碱性，导致建筑材料的使用寿命短，并且其建筑材料表面易泛霜，影响其结构的稳定，另一方面，大部分的钴渣或赤泥建筑材料通常需要大量的焙烧活化，能耗较高，成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种配方中废渣含量高，节能环保的工业废渣基节能环保砖及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种工业废渣基节能环保砖，包括15-25%的钴废渣、50-60%的赤泥、15-20%的活性物质和4-10%添加剂；所述钴废渣是钴矿石经酸浸出后的工业废渣，所述钴废渣包括40-60%的SiO₂、10-25%的Al₂O₃、3-8%的Fe和2-8%的CaO；赤泥是铝工业提取氧化铝后排除的污染性废渣，赤泥包括20-30%的SiO₂、35-50%的CaO、5-15%的Al₂O₃、8-18%的Fe和2-6%的Na₂O；所述添加剂为模数为1.5-2.0的水玻璃，所述活性物质为高岭土或煤矸石的一种或任意比例的混合物。

本发明中，赤泥提供碱性环境，钴废渣提供硫酸盐，在添加剂的作用下，碱和硫酸盐的混合协同激发，解决废渣砖表面泛霜问题。在激发过程中，通过硫酸盐激发的加速矿渣水化进程和碱激发形成水化硅酸盐和铝酸盐的协同作用，提高矿渣活性，避免碱激发中毒现象，提高废渣砖的强度。

上述的工业废渣基节能环保砖，优选的，所述高岭土或者煤矸石的粒度小于75μm，并且经过750-850°C焙烧3h。

上述的工业废渣基节能环保砖，优选的，所述钴废渣的pH为2-5，所述赤泥的pH为10-12.5。

一种工业废渣基节能环保砖的制备方法，包括以下步骤：1）将钴废渣和赤泥分别烘干，球磨至颗粒小于75μm；