一种碳负性赤泥基建筑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种赤泥基建筑材料，特别是一种碳负性赤泥基建筑材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废渣，每生产It氧化铝大约要排放 1.0~2. Ot赤泥。目前，我国赤泥综合利用率仅4%，累积堆存量已达几亿t。我国氧化铝厂 大都采用露天筑坝的方式堆存赤泥，这种处置方式不仅占用大面积土地，而且赤泥中的碱 还会向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。同时，裸露赤泥形成的细小粉尘随风飘散，也 会污染大气，恶化生态环境，对人类和动植物的生存造成严重影响。因此，如何处理氧化铝 生产过程中排放的大量赤泥，减少环境污染，是氧化铝行业亟待解决的难题。
[0003] 赤泥的潜在应用领域主要包括：有价金属回收、充填材料、污染物治理、添加剂、催 化剂和建筑材料等，但大多数利用技术都存在消耗能力及二次利用量严重不足等问题，利 用赤泥制造建筑材料是最有可能实现赤泥大体积处置利用的技术，但是还存在以下技术问 题： 赤泥的高碱性、高含水率特性，利用时需要对赤泥进行脱碱、干燥等预处理，成本较 尚； 赤泥含有很多的碱金属及碱土金属氧化物，直接用于建筑材料，经常出现"泛碱现 象"（赤泥制品放置空气中一段时间表层会出现一层"白霜"）。
【发明内容】
[0004] 综上所述，为了解决现有的技术问题，本发明的技术方案如下： 一种碳负性赤泥基建筑材料，以重量份数计，其制备原料包括： 赤泥50-95份 碳酸化活性固体废弃物5-50份。
[0005] 进一步，所述赤泥为拜耳法、烧结法和混合法中的至少一种。
[0006] 进一步，所述的赤泥的含水率小于25%，含水率大于25%要经过干燥处理。
[0007] 进一步，所述的碳酸化活性固体废弃物为电石渣、废石灰、废石膏、废水泥、废混凝 土、粒化高炉矿渣等中的至少一种。
[0008] -种碳负性赤泥基建筑材料的制备方法，包括以下步骤： 步骤一、把赤泥和碳酸化活性固体废弃物充分混合均匀后，得到混合料，其含水量控制 在 10-15% ; 步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 15_35Mpa ; 步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内压力 在0. 15-0. 35MPa，反应釜中温度20°C -80°c，碳酸化反应8-48h，即得负性赤泥基建筑材料。
[0009] 本发明的有益效果是： 1.本发明固体废弃物利用率高，尤其是赤泥，其利用率最高能达95%。
[0010] 2.本发明反应条件温和，生产过程中吸收CO2，负碳节能，绿色环保，每生产It赤 泥基建筑材料能吸收0. 1-0. 2tC02。
[0011] 3.本发明解决了赤泥利用的技术难题，不需要对赤泥进行干燥(赤泥坝内自然晾 晒的赤泥均能直接利用)、脱碱处理，降低了生产成本。
[0012] 4.本发明通过调整成型工艺和材料组成能够制备各种砌块、板材、砖等建筑制品 (可以为实心、空心或多孔等形式)，产品生产周期短，无泛碱现象，物理力学性能优异。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。下述实施例中所用的原材 料，如无特别说明，均为工业固体废弃物。
[0014] 实施例1: 一种碳负性赤泥基建筑材料，其制备方法如下： 下述实施例中所述的份数均为重量份数。
[0015] 步骤一、把拜耳法赤泥90份和熟石灰10份，原料的化学组成见表1，充分混合均匀 后，得到混合料。
[0016] 步骤二2、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 25MPa〇
[0017] 步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内 压力在0. 15MPa，反应釜中温度20°C，碳酸化反应8h，即得所需赤泥基建筑材料。抗压强度 26.83MPa〇
[0018] 表1原料的化学组成（％)
a LOI: Loss on ignition. 实施例2 : 一种碳负性赤泥基建筑材料，其制备方法如下： 步骤一、把拜耳法赤泥60份和废水泥30份，原料的化学组成见表2,充分混合均匀后， 再加入自来水10份搅拌得到混合料。
[0019] 步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 25MPa〇
[0020] 步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内 压力在0. 25MPa，反应釜中温度25°C，碳酸化反应16h，即得所需赤泥基建筑材料。抗压强度 47.63MPa〇
[0021] 表2原料的化学组成（％) u LUl: Loss on ignition.
实施例3 : 一种碳负性赤泥基建筑材料，其制备方法如下： 步骤一、把拜耳法赤泥70份和熟石灰25份充分混合均匀后，原料的化学组成见表3,再 加入自来水5份搅拌得到混合料。
[0022] 步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 25MPa〇
[0023] 步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内 压力在0. 25MPa，反应釜中温度30°C，碳酸化反应16h，即得所需赤泥基建筑材料。抗压强度 36.10MPa〇
[0024] 表3原料的化学组成（％)
a LOI: Loss on ignition. 实施例4 : 一种碳负性赤泥基建筑材料，其制备方法如下： 步骤一、把拜耳法赤泥95份和熟石灰5份，原料的化学组成见表4,充分混合均匀后，得 到混合料。
[0025] 步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 25MPa〇
[0026] 步骤3、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内 压力在0. 15MPa，反应釜中温度20°C，碳酸化反应8h，即得所需赤泥基建筑材料。抗压强度 26.38MPa〇
[0027] 表4原料的化学组成（％)
a LOI: Loss on ignition. 实施例5 : 一种碳负性赤泥基建筑材料，其制备方法如下： 步骤一、把拜耳法赤泥50份和熟石灰50份，充分混合均匀后，原料的化学组成见表5， 充分混合均匀后，得到混合料。
[0028] 步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 35MPa〇
[0029] 步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内 压力在0. 25MPa，反应釜中温度20°C，碳酸化反应24h，即得所需赤泥基建筑材料。抗压强度 64.34MPa〇
[0030] 表5原料的化学组成（％)
a LOI: Loss on ignition. 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发 明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此V，在 不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种碳负性赤泥基建筑材料，其特征在于其中：以重量份表示，其制备原料包括： 赤泥50-95份 碳酸化活性固体废弃物5-50份。2. 根据权利要求1所述的一种碳负性赤泥基建筑材料，其特征在于：所述的赤泥为拜 耳法、烧结法和混合法中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的一种碳负性赤泥基建筑材料，其特征在于：所述的赤泥的含 水率小于25%，含水率大于25%要经过干燥处理。4. 根据权利要求1所述的一种碳负性赤泥基建筑材料，其特征在于：所述的碳酸化活 性固体废弃物为电石渣、废石灰、废石膏、废水泥、废混凝土、粒化高炉矿渣等中的至少一 种。5. 根据权利要求1所述的一种碳负性赤泥基建筑材料的制备方法，其特征在于：该方 法包括以下步骤： 步骤一、把赤泥和碳酸化活性固体废弃物充分混合均匀后，得到混合料，其含水量控制 在 10-15% ; 步骤二、把步骤一制备的混合料倒入模具，通过挤压成型得到胚体，成型压力为 15_35Mpa; 步骤三、把步骤二制备的胚体放入碳酸化反应釜中，通入CO2气体，控制反应釜内压力 在0. 15-0. 35MPa，反应釜中温度20°C-80°c，碳酸化反应8-48h，即得碳负性赤泥基建筑材 料。
【专利摘要】本发明涉及一种碳负性赤泥基建筑材料及其制备方法，它是由赤泥（含水率小于25%，含水率大于25%要经过干燥处理）、碳酸化活性固体废弃物制成混合料，通过挤压成型得到胚体，再把胚体放入碳酸化反应釜内进行碳酸化反应，即得赤泥基建筑材料。本发明解决了赤泥利用的技术难题，赤泥坝内自然晾晒的赤泥均能直接利用、不用脱碱处理，降低了生产成本。本发明工业废弃物利用率高，负碳节能，每生产1t赤泥基建筑材料能吸收0.1-0.2tCO2，产品绿色环保，物理力学性能优异、生产周期短、不泛碱。通过调整成型工艺和材料组成能够制备各种砌块、板材、砖等建筑制品（可以为实心、空心或多孔等形式），具有很好的社会、经济和环境效益。
【IPC分类】C04B18/04, C04B28/18
【公开号】CN104891933
【申请号】CN201510252008
【发明人】管学茂, 刘松辉, 李海艳, 勾密峰, 邱满
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月18日