[发明专利]用赤泥和植物残渣制造轻质多孔烧结材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造轻质多孔烧结材料的方法，具体涉及一种利用工业废弃物赤泥和植物残渣制造轻质多孔烧结材料的方法。

背景技术

赤泥是以铝土矿为原料提取氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物，每生产一吨氧化铝，大约产生0.8～2吨赤泥。依提取工艺不同所产生的赤泥分别称为拜尔法赤泥、烧结法赤泥及联合法赤泥。赤泥的物理性质为：颗粒直径0.088～0.25mm，比重2.7～2.9，容重0.8～1，熔点1200～1250℃。赤泥矿物成分复杂，主要矿物为文石和方解石，含量为60～65%，其次是蛋白石、三水铝石、针铁矿，含量较小的是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和火碱，pH值一般在13以上。其化学成分随铝土矿品位和提取工艺有差别，大致为：

拜尔法赤泥：CaO 2～8%，SiO₂ 3～20%，Al₂O₃ 10～20%，Fe₂O₃ 30～60%，MgO 0.8～1.5%，Na₂O 2～10%，K₂O 0.2～1.5%，TiO₂ 微量～10%，烧失量10～15%；

烧结法赤泥：CaO 46～49%，SiO₂ 20～23%，Al₂O₃ 5～7%，Fe₂O₃ 7～10%，MgO 1.2～1.6%，Na₂O 2.5～3%，K₂O 0.2～0.5%，TiO₂ 2.5～3%，烧失量6～10%；

联合法赤泥：CaO 43.7～47%，SiO₂ 20～21%，Al₂O₃ 5.4～7.5%，Fe₂O₃ 6.2～7.5%，MgO 0.5～1.3%，Na₂O 2.8～8%，K₂O 0.5～0.8%，TiO₂ 6.1～7.7%。

我国是氧化铝生产大国，2009年生产氧化铝就达2378万吨，约占世界总产量的30%，产生的赤泥近3000万吨。目前，赤泥综合利用仍属世界性难题，国际上对赤泥主要采用堆存覆土的处理方式。我国赤泥综合利用近二十年来得到各方面的高度重视，开展了跨学科、多领域的综合利用技术研究工作，现有在利用赤泥制造多孔烧结材料方面主要攻坚研究方向如下：

1、制建筑用砖：加煤用双轴搅拌机混合螺旋挤出成型为砖，干燥困难，砖变形大，更严重的是由于碱含量高，普遍泛霜长毛，被用户排斥。

2、化学结合陶瓷复合材料，用去杂、烘干、粉磨后的赤泥干粉替代部分瓷泥用料，制取陶瓷复合材料，其去杂、烘干、粉磨能耗高，因赤泥化学成分特点及波动大，陶瓷色泽、强度、成品率控制困难，导致合格品成本大幅上升。

3、保温耐火材料：用去杂、烘干、粉磨后的赤泥替代部分耐火胶泥烧制耐火材料，或用去杂烘干粉磨处理的赤泥粉和耐火轻质骨料及耐火胶泥加发泡剂焙烧制取保温耐火材料，因为赤泥本身熔点偏低，去杂、烘干、粉磨能耗又偏高，而未取得实质性的突破。

上述种种，虽有国家巨额科研开发资金的投入，但由于赤泥的特性及缺乏具有产业竞争力的关键技术，我国赤泥综合利用率仅为4%，累计堆存量达到3万亿吨。赤泥大量堆存，既占用土地、污染水土，又浪费资源。

另一方面，大量的植物残渣被弃置填埋或点火焚烧如稻草秸杆，既造成环境污染和安全隐患，又产生了较严重的水土及空气污染和次生灾害。

其次，现有的陶或陶瓷类功能性多孔板材或异形材均是选用有限的精细瓷泥，经发泡或加昂贵的有机树脂做致孔剂，成型后在专业的陶瓷窑炉中采用燃气、燃油或电热方式煅烧，或用柴、优质燃煤辐射加热煅烧制成；现有的多孔砖采用水泥类胶凝材料发泡或制成多孔的贫瘠混凝土，或采用铝粉发泡蒸养工艺制取。这些工艺方法不仅仅是浪费有限的自然资源、增加了环境污染，更使成本居高、应用受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单，低投资、低能耗，综合利用赤泥和植物残渣生产具有产业竞争力、用途广泛的轻质多孔烧结材料的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：