[发明专利]一种红土镍矿酸浸废渣生产建筑陶粒的方法

说明书

一种红土镍矿酸浸废渣生产建筑陶粒的方法，该方法利用红土镍矿酸浸废渣的主要组分硅、铝、铁等作为陶粒的主要原料，利用废渣中的Ca0、MgO、Fe₂O₃等成分作为助熔剂，加入少量碳和石灰石添加剂作为发气组分、废渣中水分作为造粒粘接剂生产建筑用轻质陶粒。符合国家循环经济政策，具有显著经济和环境效益。本发明的有益效果是：充分利用了红土镍矿酸浸废渣中主要成分，变废为宝，处置成本低，节能效果显著，符合国家循环经济政策，具有显著的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种红土镍矿酸浸废渣生产建筑陶粒的方法，属于资源环境领域。

背景技术

红土镍矿主要成分为Ni、SiO₂、MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO等，其中Si含量一般为3-35％，湿法冶镍时，常用硫酸(或者盐酸)酸浸，酸浸废渣的主要成分是SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃等成分，水分含量约为30～50％，按照干基计算其中SiO₂含量可达30～70％，Fe、Mg、Al和Ca等成分约20～40％；这部分废渣基本都作为堆放处理，占用大面积土地，耗费巨大而且污染环境。近年来随着国家对清洁生产的要求提高及人们环保意识的增强，国内外关于废物处理和再生利用的各项法规逐步实施，对废物的处理要求也越来越高，冶镍企业废渣资源化处置势在必行。废渣中硅资源化的利用，既可以减少废渣处置费用，又可以产生新的效益，符合循环经济的理念和清洁生产要求。

陶粒是一种建筑用轻骨料，用它可代替传统的碎石、河卵石等制成轻集料混凝土制品，如空心砌块、轻质板材等。陶粒是生产节能墙体材料或现场浇注轻型节能墙体的优质原材料，具有轻质、保温、隔音、环保等特点。近期国家出台了在多个城市限期禁止使用粘土实心砖等一系列墙改政策，因此，混凝土空心砌块的应用量逐年加大，作为混凝土空心砌块的主要原材料之一，我国建筑陶粒产量约1000万立方米，陶粒产品的需求也将不断增加，市场前景很好。但由于我国目前陶粒生产的原料主要为页岩和粘土，受页岩尤其是粘土资源的限制，陶粒行业的发展受到了很大制约。出于行业长远发展以及降低生产成本的考虑，利用固体废弃物生产陶粒的研究和实践工作越来越受到重视，是国家政策鼓励的方向。

烧制轻质建筑陶粒时,原料的化学成分是致陶粒膨胀的主要因素。根据公开资料，按各组分作用可分为三个功能部分：其一是成陶成分,有SiO₂、Al₂O₃及Fe₂O₃，在原料中占3/4；其二是起助熔作用的熔剂氧化物，主要有Na₂O、K₂O、FeO、MgO、CaO等；其三是发气物,在物料高温时产生气体,如H₂O、O₂、CO₂、CO、H₂等。不添加助胀剂的原料化学成分多在以下范围(％):SiO₂:48～68、Al₂O₃:12～18、Fe₂O₃:5～10、K₂O+Na₂O+CaO:2.5～25.0。原料的化学成分如能控制在上述范围内,多数料球都能烧胀。学者Riley在研究粘土陶粒烧胀性时，适宜粘度的原料化学成分范围为SiO₂:53％～79％,Al₂O₃:10％～25％,Fe₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO等熔剂之和为13～26％。

目前各种红土镍矿酸浸废渣处置比例很低，但其主要成分和比例适宜生产建筑用陶粒；设计合理的工艺生产建筑用陶粒，有着广阔的前景，对湿法冶镍产业及生态环境有着重大的现实意义。

发明内容