[发明专利]一种制备低放射性辐射赤泥陶瓷材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备低放射性辐射赤泥陶瓷材料的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中排出的碱性较强、放射性辐射较高的固体废弃物。2010年我国赤泥年排放量预计高达4500～5000万余吨，国内赤泥累计堆存量已超过几亿吨。全世界赤泥平均利用率约为15％，我国赤泥利用率远低于此。赤泥具有强碱性、高放射性，大量赤泥堆积对环境造成污染，严重威胁国家和人民的财产安全。

世界各国都加大力度对赤泥的利用途径进行研究。国外主要侧重于从赤泥中回收有用金属(氧化铁、稀有金属钛、镍等)，而我国则侧重于赤泥的综合利用。国内外实践研究表明，赤泥可用于生产硅酸盐水泥、油井水泥以及抗硫酸盐水泥等多种型号的水泥，免蒸烧砖、琉璃瓦等多种墙体材料，路坝修筑及工程回填。除此之外，还可用于配置硅钙农用肥、代替石灰或石灰乳对废气进行治理以及制备微晶玻璃。但是在现有技术中，对赤泥的放射性并没有得到很好的解决。若加入的赤泥含量越高，则利用赤泥制作的产品的放射性辐射剂量就会超过国家标准。

综上所述，虽然目前这些赤泥综合利用技术具有一定程度的合理性，但是不能同时兼顾赤泥消耗量、经济效益以及环境保护。赤泥综合回收利用的新技术、新方法和新工艺需要进一步研究。赤泥的高放射性是严重制约赤泥大规模应用及铝工业循环发展的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种制备低放射性辐射赤泥陶瓷材料的方法。

具体步骤为：

(1)原料的质量百分比为：赤泥28～70％，红砂岩28～70％，钡的化合物或毒重石1～20％，助熔剂1～10％；助熔剂为氟化钙、氧化铝、氧化镁、氧化钙和二氧化硅中的一种或多种。

(2)将步骤(1)原料放入球磨装置中球磨混料12～48小时；

(3)将步骤(2)所得料在60℃～120℃温度下烘干6～24小时；

(4)将步骤(3)所得料采用压制成型或可塑成型，制得坯体；

(5)将步骤(4)所得坯体在900℃～1300℃烧结1～5小时，冷却到室温制得赤泥陶瓷材料；

(6)使用射线检测仪进行放射性辐射剂量检测。

所述赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥中的一种。

所述钡的化合物为钡的质量百分含量大于50％的钡的化合物。

本发明特点：

(1)本发明原料来源广泛，成本极低，可降低赤泥放射性辐射剂量30～45％，达到天然放射性本底水平。

(2)引入重金属化合物并经合理的成分调控制备赤泥陶瓷制品，在有效降低赤泥产品放射性的同时也可为制造防辐射材料提供借鉴。

(3)利用赤泥制备陶瓷产品属于高附加值产品，对发展绿色循环经济有重要意义。

具体实施方式

实施例1：

(1)按照质量百分比配料：赤泥(取自广西平果铝业公司)40％、红砂岩(取自广西金秀大瑶山)47％、碳酸钡(化学纯)8％、氟化钙(化学纯)5％；赤泥和红砂岩的化学成分分别见附表1和附表2；

(2)将步骤(1)所得料放入球磨装置中球磨混料24小时；

(3)将步骤(2)所得料在100℃烘干12小时；

(4)将步骤(3)所得料放入Φ20mm的模具中，在10MPa下保压1分钟制得坯体；

(5)将步骤(4)所得坯体在箱式电阻炉中1060℃进行烧结1小时，冷却到室温制得赤泥陶瓷材料；

(6)使用射线检测仪进行放射性辐射剂量检测，选用总计数模式-Total/Timer，制品的放射性辐射剂量为60(Total/Timer)。

实施例2：

(1)按照质量百分比配料：赤泥(取自广西平果铝业公司)45％、红砂岩(取自广西金秀大瑶山)40％、碳酸钡(化学纯)8％、氟化钙(化学纯)5％、氧化钙(分析纯)2％；赤泥和红砂岩的化学成分分别见附表1和附表2；

(2)将步骤(1)所得料放入球磨装置中球磨混料36小时；

(3)将步骤(2)所得料在100℃烘干12小时；

(4)将步骤(3)所得料放入Φ50mm的模具中，在10MPa下保压1分钟制得坯体；

(5)将步骤(4)所得坯体在箱式电阻炉中1020℃进行烧结1.5小时，冷却到室温制得赤泥陶瓷材料；

(6)使用射线检测仪进行放射性辐射剂量检测，选用总计数模式-Total/Timer，制品的放射性辐射剂量为65(Total/Timer)。

实施例3：