[发明专利]铝质岩制备矿物聚合物材料的配方及生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿物聚合物材料的配方及生产工艺，特别是涉及一种利用铝质岩来制备矿物聚合物材料的配方及生产工艺。

背景技术

铝质岩是由铝质矿物（铝的氢氧化物）组成的沉积岩，富含A1₂O₃。若铝质岩中Al₂O₃的含量30％～50%，Al₂O₃/SiO₂≥2,则为铝土矿。铝质岩的化学成分复杂易变，主要成分是Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、TiO₂和H₂O等。贵州修文等地铝质岩中主要含铝矿物为一水硬铝石，常含有高岭石和伊利石。铝质岩一般有鲕状、豆状等结构和葡萄状、块状、凝块状构造，有时成角砾状凝块结合体构造，具有层位稳定的特点，一般分布于碳酸盐岩侵蚀面之上。修文地区铝质岩主要为沉积型铝质岩，是富含氧化铝和铝硅酸盐矿物的化学沉积。而风化残余型铝质岩则为次要产出。

铝土矿开采过程中产生大量的铝质岩堆放不仅占有了大片土地，也会污染周围坏境。目前只有少量用来做耐火材料，而大部分废弃，造成资源的巨大浪费。因此解决铝质岩再利用问题是一个重点课题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种铝质岩制备矿物聚合物材料的配方及生产工艺，使铝土矿开采过程中产生的铝质岩得到再利用，避免了污染环境，也解决了铝土矿堆放占用土地的问题，从而克服现有技术的不足。

为实现本发明的目的，本发明采用这样的技术方案：

首先，本发明提出了一种利用铝质岩制备矿物聚合物材料的配方，其中，该配方中按质量计算，配比为铝质岩 : 高岭土 : 石英砂 =1: 0.45 : 0.43；该配方中还加入了水玻璃、碱激发剂、氢氧化钙及水；该配方的组分固液比为2.0～2.2之间，液相物质包括水玻璃和作为溶剂的水，其中水玻璃的加入量占液相质量的50%；碱激发剂的加入量占液相质量的8.0%，氢氧化钙的加入量则占碱激发剂质量的20.0%。

本发明的铝质岩中的主要矿物成分如下：按质量百分比计算，铝质岩中的粘土矿物含量大于50%，铝质岩中的主要粘土矿物为高岭石，一水硬铝石含量为16.3%，锐钛矿含量为4.6%，SiO2、Al2O3主要赋存于一水硬铝石和粘土矿物中，而TiO2主要赋存于锐钛矿中。

利用前述的配方，本发明还提出了一种利用铝质岩制备矿物聚合物材料的生产工艺，其中，该工艺包括如下步骤：

1）、先将铝质岩、高岭土及氢氧化钙分别进行干燥并磨碎，并均匀混合；

2）、按照配方称取相应质量的固体碱激发剂，用水使其溶解，形成水溶液；

3）、在上一步骤的水溶液中加入水玻璃，将液体充分混合；

4）、将步骤1）中得到的固体混合物与步骤3）中得到的液体混合物进行固液混合，搅拌均匀后浇注在聚合物成型模具中，并在混凝土振动台上振动成型，振动要直到没有气泡放出为止，时间为5～10min；

5）、对成型的产品进行常温养护，温度为20℃～25℃，时间为1～30天。

进一步的，步骤1）中将铝质岩、高岭土、石英砂及氢氧化钙磨碎至粒度为80～150目。

更进一步的，步骤1）中高岭土要经过高温煅烧后再进行混合，煅烧温度为750±10℃，时间为6h。

本发明具有以下有益效果：利用铝质岩制备的矿物聚合物材料成本较低廉、能耗低，且铝质岩用量达30%以上，能够享受国家优惠政策；生产的矿物聚合物材料的抗压强度已超过普通混凝土（C10,C15）的强度。铝质岩来源丰富，生产工艺简单。通过本发明的配方及生产工艺，将铝质岩制备成矿物聚合物，使之能够再利用，避免了资源的浪费，同时避免了污染环境，也解决了铝土矿堆放占用土地的问题。同时，本发明的实施过程也不会产生二次污染等问题，且本发明的实施不需要较大投入，带来的经济效益和社会效益均十分可观，值得推广。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。