一种改性赤泥粉的生产方法及其应用与流程

本申请涉及固废物再利用领域，尤其涉及一种改性赤泥粉的生产方法及其应用。

背景技术：

1、赤泥，是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物，因其为赤红色泥浆状而得名，赤泥是氧化铝生产过程中产生的最大废弃物，也是氧化铝生产的最大污染源。而随着铝土业的不断发展，目前国内赤泥的排放量每年可以达到1500万吨以上，且随着新投产和老设备的增产改造，赤泥总质量有日益上升的趋势。目前的铝土生产企业处理赤泥的方式主要是将赤泥堆积或倾入深海，然而赤泥的存放不仅占用大量土地和农田、耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的剩余碱液能向地下渗透，造成地下水污染。此外堆场的赤泥会形成的粉尘到处飞扬，破环生态环境，造成严重污染。因此在土地资源日趋紧张、环境保护日趋重要的当今社会，赤泥的综合治理己成为人们所关注的焦点之一。由于生产方法和铝土矿品位的不同，每生产一吨的氧化铝大约要产生0.5吨-2.5吨的赤泥，且每吨赤泥还附带有3-4m3的含碱废液。

2、由于铝土矿的含量丰度不同，氧化铝生产所采取的方法也不同，赤泥依氧化铝生产方法的不同可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥三种，其中，利用拜耳法生产铝土矿的产量约占世界总产量的90％以上，拜耳法处理的是一水软铝石型和三水铝石型铝土矿。拜耳法生产采用的流程是先利用强碱naoh溶出高铝、高铁铝土矿，导致产生的赤泥中氧化铝、氧化铁和碱的含量偏高，因此拜耳法赤泥的主要成分为赤铁矿、铝硅酸钠水合物、钙霞石等。烧结法和联合法处理的是难溶的高硅、低铁、一水硬铝石型、高岭石型铝土矿，产生的赤泥ca0含量高，碱和铁含量较低；目前国内主要是以一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝，所得到的赤泥以烧结法和联合法赤泥，其主要成分为硅酸二钙及其水合物:国外则以拜耳法为主。

3、由于国内的平果铝土矿含有多种有价金属，而平果铝业公司和广西冶金研究院联合做了以平果铝土矿拜耳法赤泥为原料，以煤为还原剂，进行直接还原炼铁的试验研究，其工艺流程是将赤泥和煤混合、制团、干燥、然后进行还原焙烧，最后磁选制取海绵铁；目前赣州有色研究所等公司采用高梯度、高强度磁选机回收赤泥中的铁，并未取得应用，同时投资运行费用高，回收率低。上述赤泥应用技术开发很大程度上是受制于赤泥碱的问题、水分问题，因此一直得不到很好的利用。

4、由于赤泥具有黏度很大、含水率高、触变性能、很难干燥、时间长、利用难度很大的缺点；而在赤泥资源化利用方面，国内氧化铝行业相继开展了利用赤泥生产水泥、赤泥做免烧砖、烧结砖等新型墙体材料、利用赤泥做硅钙板保温材料、赤泥塑料填料、赤泥硅钙肥、赤泥用作路基材料以及赤泥中提取有价金属钪、钛、铁等方面的技术研究工作，也取得了一些进展，但除赤泥配料生产水泥外，其它技术均未实现赤泥的大规模利用。

5、随着塑料行业的发展，粉体填料的需求量进一步增加，其中重质碳酸钙是使用数量最大、应用面最广的塑料填充粉体，而这类矿物填料属于不可再生资源、资源紧缺，造成价格持续走高，因此利用固废作为填料具有广阔的市场空间；由于赤泥具有高碱性、早强性、热稳定性、阻燃性、抗老化性等优点，因此常被称为“亚粘土”，其颗粒较细、软质，且经干燥、粉磨、分级后的粉状物料为赤泥粉体，虽然该赤泥粉体富含多孔性颗粒，但是其与塑料制品原料中的橡塑并不具有良好的界面结合力，使得橡胶制品的力学性能变差，因此如何提供一种改性赤泥粉的生产方法，以提高赤泥粉体和橡塑的界面程度，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种改性赤泥粉的生产方法，以解决现有技术中通过赤泥制备出的赤泥粉体和橡塑的界面结合力较差的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种改性赤泥粉的生产方法，所述生产方法包括：

3、分离出赤泥浆料中的赤泥溢流料浆，并进行过滤，得到赤泥滤饼；

4、向所述赤泥滤饼中加入有机改性助剂，并进行混合搅拌，得到改性赤泥料浆；

5、对所述改性赤泥浆料进行过滤、烘干、粉磨和分级，得到改性赤泥粉。

6、可选的，所述有机改性助剂和所述赤泥滤饼的质量之比n满足：0＜n≤1.5％。

7、可选的，所述有机改性助剂和所述赤泥滤饼的质量之比n满足：0.5％≤n≤1.0％。

8、可选的，所述有机改性助剂包括含氢聚甲基硅氧烷和/或羟基封端聚二甲基硅氧烷。

9、可选的，所述混合搅拌的温度为40℃～90℃，所述混合搅拌的时间为0.2h～1h。

10、可选的，所述赤泥溢流料浆的粒径满足d50<8μm。

11、可选的，所述赤泥溢流料浆的粒径满足d90<50μm。

12、可选的，所述烘干的温度为60℃～150℃。

13、可选的，所述改性赤泥粉的粒径满足d50<100μm。

14、第二方面，本申请提供了一种改性赤泥粉的生产方法的应用，所述应用包括将第一方面所述的生产方法所得的改性赤泥粉代替部分矿物填料用于塑料填充粉体中。

15、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

16、本申请实施例提供的一种改性赤泥粉的生产方法，通过先将赤泥料浆分成底流料浆、溢流料浆，再采用赤泥溢流料浆为原料，并向该赤泥溢流料浆中加入有机改性助剂进行混合搅拌，从而完成改性并得到改性赤泥料浆,再对改性赤泥料浆进行过滤、低温烘干和粉磨分级，可以得到改性赤泥粉体，由于其采用了有机改性助剂中的有机基团对赤泥粉体进行改性，使得赤泥粉体中的多孔颗粒中有足够多的有机基团，而这些有机基团可以同塑料制品中的橡塑的分子基团之间连接，从而可以提高赤泥粉体与橡塑之间的界面结合强度，在实现对塑料制品的稳定填充的同时，可以利用赤泥粉体所具有的热稳定性能好、补强作用强、阻燃性能好的特点，有效的提高塑料制品的力学性能。

技术特征：

1.一种改性赤泥粉的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述有机改性助剂和所述赤泥滤饼的质量之比n满足：0＜n≤1.5％。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述有机改性助剂和所述赤泥滤饼的质量之比n满足：0.5％≤n≤1.0％。

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述有机改性助剂包括含氢聚甲基硅氧烷和/或羟基封端聚二甲基硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述混合搅拌的温度为40℃～90℃，所述混合搅拌的时间为0.2h～1h。

6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述赤泥溢流料浆的粒径满足d50<8μm。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述赤泥溢流料浆的粒径满足d90<50μm。

8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述烘干的温度为60℃～150℃。

9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述改性赤泥粉的粒径满足d50<100μm。

10.一种改性赤泥粉的生产方法的应用，其特征在于，所述应用包括将如权利要求1-9任一项所述的生产方法所得的改性赤泥粉代替部分矿物填料用于塑料填充粉体中。

技术总结
本申请涉及固废物再利用领域，尤其涉及一种改性赤泥粉的生产方法及其应用；所述生产方法包括：分离出赤泥浆料中的赤泥溢流料浆，并进行过滤，得到赤泥滤饼；向赤泥滤饼中加入有机改性助剂，并进行混合搅拌，得到改性赤泥料浆；对改性赤泥浆料进行过滤、烘干、粉磨和分级，得到改性赤泥粉；该方法采用了有机改性助剂中的有机基团对赤泥粉体进行改性，使得赤泥粉体中的多孔颗粒中有足够多的有机基团，而这些有机基团可以同塑料制品中的橡塑的分子基团之间连接，可以提高赤泥粉体与橡塑之间的界面结合强度，在实现对塑料制品的稳定填充的同时，利用赤泥粉体所具有的热稳定性能好、补强作用强、阻燃性能好的特点，有效的提高塑料制品的力学性能。

技术研发人员：高建阳,袁崇良,李颍,焦文杰,白怀磊,厉磊
受保护的技术使用者：中铝山东有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16