[发明专利]一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法，属工业固体废弃物资源综合利用及新型建材技术领域。

背景技术

赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。赤泥的产出量，因矿石品位、生产方法、技术水平而异。大多数生产厂每生产lt氧化铝同时产出1.0～1.8t赤泥。据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×10⁷t。我国氧化铝生产过程中每年产生的赤泥量超过600万t，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害。赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。

赤泥是在从铝土矿中提炼氧化铝的过程中形成的，主要成分为SiO₂,CaO,AI₂O₃,Fe₂O₃,其各组分含量又因铝土矿的产地和氧化铝的生产工艺不同而异。目前，国外关于赤泥的资源化应用主要有：（1）利用赤泥中含有较高的CaO、SiO₂可生产硅酸盐水泥及一些专用水泥；（2）利用它的SiO₂、AI₂O₃、CaO、MgO含量特征及少量的TiO₂、MnO、Cr₂O₃，可以生产特种玻璃；（3）赤泥中含有丰富的铁、钪、钛等有用金属元素，赤泥的主要矿物是硅酸二钙，与硅酸盐水泥生料接近，因而可用其配以适当的石灰石、砂岩来制备水泥生料,；（4）将赤泥与少量的石灰和粉煤灰以适当的比例制备的新型赤泥道路基层材料，但上述均存在生产成本高、能耗大、放射性较大技术问题，因此使用效果均不理想。

聚合氯化铝废渣（简称PAC废渣）是铝矾土和铝酸钙粉在一定条件下和盐酸或混合酸反应后得到液体PAC，残余的固体形成的废渣。聚合氯化铝是水处理中的高效絮凝剂，具有吸附活性高、澄清泥沙时间短、适应pH值范围宽、不需要助凝剂和不受水温影响等特点，广泛应用于胶体、悬浮物、有机物、金属离子、磷酸盐、有毒金属、色度等的去除。国内外生产PAC的方法很多，常用方法是铝矾土、铝酸钙粉酸溶两步法，即铝矾土和铝酸钙粉在一定条件下和盐酸或混合酸反应后得到液体PAC。我国年产400kt液体PAC，每生产1t含10％氧化铝的液体PAC就会产生150kg废渣，每年将会产生60kt固体废渣。此类废渣呈黏稠状，具有弱酸性，如不处理会对环境产生极大危害。

目前，国内外对PAC废渣的主要处理方式是填埋和堆弃，不仅处理成本高，且污染环境，占用土地资源。许多学者正致力于回收废渣中有用物质或将其用于制备其他材料，均没有突破性进展，因此，如何资源化处理聚合氯化铝废渣是目前难度很大的一个问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种以赤泥、PAC废渣为主要原料，活性矿物材料、石灰、石膏为辅料生产免烧砖的方法，在综合利用赤泥和PAC废渣的同时，缓解赤泥、PAC废渣堆存处理带来的环境污染问题，并且生产处的免烧砖质量好，强度高，具有良好的技术性能，成本低。

原料说明：

本发明采用的原料赤泥为烧结法、拜耳法或混联法氧化铝生产过程中的工业废渣，赤泥中主要成分为SiO₂、CaO、AI₂O₃、Fe₂O₃，本发明优选拜耳法氧化铝生产过程中的工业废渣。

PAC废渣：为铝矾土与酸反应得到液体PAC后，残余的固体废渣。

粉煤灰：为从燃煤电厂废气中收集的粉煤灰或燃煤电厂与废气中收集的飞灰的混合物。

本发明的技术方案是：

一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖，所述免烧砖的原料重量份如下：赤泥25～35份，聚合氯化铝废渣35～45份，活性矿物材料15～25份，石灰4～6份，石膏4～6份，所述的活性矿物材料选自水泥、粉煤灰中的一种或两种的混合物；所述的免烧砖是以赤泥和聚合氯化铝废渣为主料，活性矿物材料、石灰、石膏为辅料，加8～12份水搅拌混合，经压制成型、撒水养护制得。