专利名称：一种改性拜耳法赤泥的生产方法及改性拜耳法赤泥的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及“三废”利用，属环保エ业废渣的综合利用和建材エ业技术范畴，是综合利用拜耳法エ艺生产氧化铝排放的废洛一赤泥的综合利用方法，具体地说是ー种改性拜耳法赤泥的生产方法及改性拜耳法赤泥用于水泥生产中，用作混合材料加到水泥中。技术背景拜耳法赤泥是铝土矿经湿法冶金工艺过程提取氧化铝后的废弃物，也称为尾矿。利用拜耳法エ艺每生产ー吨氧化铝，要产出O. 8-1. 5吨赤泥(随铝土矿品位及生产方法不同而异)。赤泥是氧化铝厂最大的污染物，在铝行业仍被定位为危险固体废弃物。目前世界上毎年产出约上亿吨的赤泥，只有很少一部分得到利用，国内外不少铝厂由于赤泥处理不善，造成了严重的环境污染，还占用大量的土地用于堆存，如何做好赤泥的综合利用仍是当今氧化铝エ业生产的世界性难题。为解决这ー难题，广大科技工作者作了许多的有益工作，本发明人之前也发明了《一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法》专利号ZL201010100016. I。但是用赤泥生产烧结砖处理赤泥的量有限，远远达不到国家当前对赤泥综合利用率的要求，赤泥的处理量远远低于氧化铝厂外排赤泥量，赤泥污染仍然严重，于是发明人想到将拜耳赤泥改性后用于水泥生产，以国内现有的水泥生产规模，只要合理应用，氧化铝厂产生的赤泥完全不用外排堆存，可全部实现综合利用。虽然现有水泥混合材有各种各样的エ业废渣，但是其价格已在不断飙升，如粉煤灰也要80元每吨，而且有供不应求的趋势。使用赤泥不仅不花钱，而且国家还有资助，只要将其进行改性后克服其中的有害成份，就能变成ー种价廉物美的水泥混合材。
发明内容
本发明的目的在于创造一种改变赤泥性质的方法，改变赤泥的强碱性，用于代替水泥生产中的部分混合材生产水泥，为严重污染环境的赤泥的有效利用开辟了一条新的途径。本发明从《一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法》(专利号ZL201010100016. I)中得到启示，每公斤砖只需要200大卡的热量足以使砖窑的温度达到900 1100°C。煤矸石的发热量通常800千卡/千克，炉渣的发热量通常在700千卡/千克。用来煅烧赤泥以固定其中的碱是完全可行的，煤矸石也是煤矿生产的ー种废渣，贵州产煤山区遍布的煤矿，煤矸石也成了污染环境的一种废渣。两种废渣结合，生产出有用的改性赤泥产品，使之用于代替水泥生产中的部分混合材生产水泥，不仅有利而且是完全可行。本发明ー种改性拜耳法赤泥的生产方法，其特征是拜耳法赤泥与煤矸石或拜耳法赤泥与炉渣一起煅烧，改变拜耳法赤泥的强碱性，赤泥与煤矸石或赤泥与炉渣的重量百分比为75 % 85 % 25 % 15 %，总和以100%计，煅烧方法最简单的是堆烧，即在平地上堆ー层引火料，然后盖一层煤矸石或炉渣，再盖ー层赤泥，用鼓风机送风，当赤泥表面出现少许火苗时再盖一层煤矸石或炉渣，如此反复一层ー层的加料进行煅烧，完成后的全部烧结物混合成为改性的拜耳法赤泥，为弱碱性固体烧结物，可用作混合材料加到水泥中。本发明煅烧的炉型可以是土窑或机立窑，煅烧温度600°C 800°C，本发明在机立窑中的煅烧方法是在机立窑中煅烧可分层加料也可以将赤泥和炉渣或煤矸石按比例混合加入窑内煅烧，由于机立窑保温性能良好，还可以減少炉渣或煤矸石的用量，并实现机械化、连续生产，温度也易于控制，不易出现欠烧或过烧现象。本发明ー种改性拜耳法赤泥的应用，其特征在于用作混合材代替加到水泥中的部分粉煤灰或其它材料，改性拜耳法赤泥占水泥总重量的百分比为8 % 10%。本发明改性拜耳法赤泥在水泥中的加入量以放射性指标合格，并且不降低水泥强度为条件。如果仅从消耗赤泥的量来考虑，应用于水泥生产中改性赤泥的量越多越好，但改性赤泥的掺入量过多，会导致水泥指标达不到国家标准，如放射性指数，碱含量，強度等。为保险起见，本发明中所使用的改性赤泥混合材的最高配比定为10%,在改性赤泥混合材10%掺入量的配比范围内，水泥的各项指标均能达到国家标准。改性赤泥10%的配比是ー个保守数据，因为有些企业的赤泥放射性指数和碱含量都较低，因此高于10%的改性赤泥混合材掺入量都是可能的，因此在水泥中掺入改性赤泥的方法，无论赤泥掺入多少都是本发明权利保护的范围。 本发明ー种改性拜耳法赤泥的生产方法及其用途，包括备料、起火、煅烧，操作简单易行，可用人工操作也可用铲车等机械操作，起火后以ー层赤泥加一层炉渣或煤矸石，机械鼓风，可平地作业也可用土窑、机立窑等设备进行煅烧。本发明通过煅烧，使拜耳法赤泥中有利氢氧化钠与赤泥和煤矸石中的Si02、CaO、Al2O3等物质结合，使拜耳法赤泥从碱性变成弱碱性，赤泥中的放射性经煤矸石灰分和水泥的充分稀释，完全达到无毒标准。在煅烧过程中，煤矸石或炉渣用量不能太高，否则会使烧结温度过高产生熔融结块，出现欠烧或过烧情況。本发明具有以下效果
I、本发明的生产エ艺是利用炉渣或煤矸石燃烧发热将拜耳法赤泥进行煅烧改性，使其变得具有化学活性。经过压滤机排出来的赤泥也可煅烧，但是稍作堆放后水分降低些能节约炉渣或煤矸石。2、本发明的生产エ艺简单，流程短，投资少，生产易于控制，如果生产工人操作熟练后也可以将按比例混合，起火后实现整窑煅烧。3、现有混合材中粉煤灰也要80元/吨，而本发明中赤泥做成的混合材非常便宜，加工成本低于40元/吨，有良好的经济效益。4、本发明有效成果是通过拜耳法赤泥改性烧成混合材后，以国内现有的水泥厂生产规模，氧化铝厂生产中产生的赤泥完全能100%利用，真正找到了拜耳法赤泥可大量综合利用的途径，为氧化铝エ业生产中拜耳法赤泥的综合利用探索出了又一条可行之路，赤泥零排放指日可待。5、本发明是利用炉渣或煤矸石来烧赤泥，真正实现以废治废。具体实施情况
实施例I.改性拜耳法赤泥的生产方法，即赤泥-煤矸石煅烧法。原料赤泥一宏大铝化工有限公司生产氧化铝所产出的拜耳法赤泥，经分析，化学成分为SiO2 13. 10%,Fe203 5. 81%A120323. 85% Ca027. 68% MgOO. 87 % Ti024. 71%K2OO. 88 % Na203. 75 %Lossl8. 30% Σ 98. 86，强碱性。煤矸石一本地区煤矿废弃物，经分析化学成分为=SiO2 42. 25% Fe20310. 39%Α120316· 15% CaOl. 62% MgOO. 22%Κ200. 6% Loss24. 09% Σ95.32
平地作业法在平地上堆ー层木柴30 kg，引燃木柴，在木柴铺盖范围内盖上煤矸石150kg，从底部鼓风。待煤矸石燃烧后，再在煤矸石上分多次盖上赤泥800 kg，继续鼓风，待赤泥表面出现火苗时又盖上一层煤矸石150 kg。待煤矸石燃烧后再按比例多次盖赤泥……如此反复。生产约7 8吨原料后熄火冷却，混合后取样分析结果为=SiO2 21. 46% Fe2038. 01%A120327. 56% Ca028. 70% MgOO. 90%K200. 91% Na203. 15 %Loss2. 21% Σ 97. 87，弱碱性。实施例2.改性拜耳法赤泥的生产，即赤泥-炉渣煅烧法。赤泥一宏大铝化工有限公司生产氧化铝所产出的拜耳法赤泥，经分析，化学成分为=SiO2 13. 10%, Fe203 5. 81%A120323. 85% Ca027. 68% MgOO. 87 % Ti024. 71% K2OO. 88 %
Na203. 75 %Lossl8. 30% Σ 98. 86，强碱性。 炉洛一本公司エ业锅炉用煤燃烧后排出的废物，经分析，化学成分为=SiO2 47. 27%Fe203 8. 45%A120319. 21% Ca02. 97% MgOO. 31 % TiO2L 02% Lossl7. 56% Σ96.79
土窑法用耐火砖或普通烧结砖做成ー个2. 5 M X2. 5 M的正方形简易窑炉，一方留有出料ロ，高1.2 M。也可砌成直径为2. 5 M的圆柱形且留一方出料ロ的窑炉。底部用烧结砖分布成炉桥形状支撑，并利于通风。砖上铺一层木柴30公斤，引燃木柴后其余操作同实施例1，到物料加至炉顶为止，生产约6 8吨后冷却混合取样分析，结果为=SiO221. 73%Fe203 7. 55%A120327. 92% Ca028. 81% MgOO. 91 % Ti025 . 01% K2OO. 89% Na203. 06%Lossl. 84% Σ 97. 72，弱碱性。实施例3.改性拜耳法赤泥在水泥混合材中的应用
取本发明实施例I改性拜耳法赤泥0. 5 kg，立窑水泥厂生产的熟料4. 25 kg，磷石膏
0.25 kg，混合后经500X500试验小磨磨成水泥样品，按国家标准方法检测结果如下表
SdiIJi ( Pa) f28d Sft (MPa) ΓI
权利要求
1.本发明一种改性拜耳法赤泥的生产方法，其特征是拜耳法赤泥与煤矸石或拜耳法赤泥与炉渣一起煅烧，改变拜耳法赤泥的强碱性，赤泥与煤矸石或赤泥与炉渣的重量百分比为75 % 85 % 25 % 15 %，总和以100%计，煅烧方法最简单的是堆烧，即在平地上堆一层引火料，然后盖一层煤矸石或炉渣，再盖一层赤泥，用鼓风机送风，当赤泥表面出现少许火苗时再盖一层煤矸石或炉渣，如此反复一层一层的加料进行煅烧，完成后的全部烧结物混合成为改性的拜耳法赤泥，为弱碱性固体烧结物，可用作混合材料加到水泥中。
2.根据权利要求I所述的一种改性拜耳法赤泥的生产方法，其特征在于煅烧的炉型可以是土窑或机立窑，煅烧温度600°C 800°C。
3.根据权利要求2所述的一种改性拜耳法赤泥的生产方法，其特征在于在机立窑中的煅烧方法是在机立窑中煅烧可分层加料也可以将赤泥和炉渣或煤矸石按比例混合加入窑内煅烧，由于机立窑保温性能良好，还可以减少炉渣或煤矸石的用量，并实现机械化连续生产，温度也易于控制，不易出现欠烧或过烧现象。
4.根据权利要求I所述的一种改性拜耳法赤泥的生产方法，其特征是引火料指的是废木材、枯草树叶。
5.按照权利要求I所述的一种改性拜耳法赤泥的应用，其特征在于用作混合材加到水泥中代替部分粉煤灰或其它材料，改性拜耳法赤泥占水泥总重量的百分比为8 % 10%。
6.根据权利要求5所述的一种改性拜耳法赤泥的应用，其特征是改性拜耳法赤泥在水泥中的加入量以放射性指标合格，并且不降低水泥强度为条件。
全文摘要
本发明公开了一种改性拜耳法赤泥的生产方法及其用途，属环保工业废渣的综合利用和建材工业技术范畴，是将拜耳法赤泥与煤矸石或拜耳法赤泥与炉渣一起煅烧，改变拜耳法赤泥的强碱性，煅烧后全部烧结物混合成改性拜耳法赤泥，用作混合材加到水泥中。本发明公开了这种拜耳法改性赤泥的制备方法和使用方法，为工业废渣煤矸石特别是拜耳法赤泥的综合利用开辟了一个新的途径。
文档编号C04B7/14GK102674719SQ201210170218
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者曾左桥, 肖建华, 郝俊峰, 龚强 申请人:贵州平坝创业环保科技开发有限责任公司, 贵州平坝宏大铝化工有限公司