一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)固體廢棄物綜合利用與新型生態(tài)建筑材料領域，具體涉及一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法。
【背景技術】
[0002]2005年我國赤泥的產生量為1000萬噸，2010年為3000萬噸，預計2015年產生量將達3500萬噸，累積堆存量將達到3億多噸。電解鋁、氧化鋁等相關產業(yè)的快速發(fā)展，導致赤泥堆積存量持續(xù)加大，造成地下水體、土壤污染、霧霾、放射性超標等嚴峻生態(tài)問題。遺憾的是，2010年赤泥的綜合利用率僅為當年產生量的4%，“十二五”末即2015年的利用率目標是達到20%，利用率低，堆存量大，實現目標的難度高，急需突破赤泥綠色高效高值化利用、尤其是規(guī)?；玫募夹g瓶頸。
[0003]隨著自然資源的逐漸枯竭，工業(yè)固體廢棄物資源的回收利用已成為當今生態(tài)文明建設的一大主題。赤泥無害化處理和綜合利用這個世界性難題的徹底解決已迫在眉睫。世界各國尤其是鋁土礦資源豐富的國家均投入了大量財力、人力等開展了赤泥的綜合利用研究，但不是技術不成熟、產品質量不穩(wěn)定，就是現有成熟技術的產品中赤泥的消納量很低，導致目前赤泥的實際利用率不高，利用量與產生量相比還遠遠不夠，很難徹底消除堆積如山的赤泥所造成的環(huán)境污染和安全隱患。因此，開展規(guī)?；{全量利用赤泥的新技術意義重大。
[0004]目前，赤泥的綜合利用研究主要是提取有價金屬、用于環(huán)境修復材料、工程塑料填料及生產燒結磚等方面，但也面臨著嚴峻的問題，如提取有價金屬成本高、用于環(huán)境修復會造成二次污染、生產燒結磚出現泛堿現象等。拜耳法赤泥中的赤鐵礦、褐鐵礦等含鐵礦物相含量一般都超過30%，但目前的赤泥選鐵多處于實驗室研究階段，且產生的尾渣多采用堆存或經烘干處理后制備建筑材料，致使在赤泥焙燒磁化階段形成的具有膠凝活性的礦物組分失去活性。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法。
[0006]基于上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案:
一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，包括以下步驟:
(1)赤泥選鐵:按干基重量份稱取赤泥50?70份、煤矸石10~30份、石灰石5?30份、焦炭粉10?20份，混勻；造粒，粒度為5?30 mm，干燥；在1050?1200 °C保溫2?4h，自然冷卻至室溫后，粉磨至200目以上；加水攪拌，制成濃度20 wt%~40 wt %的料楽；將料楽送入磁選機選鐵，磁感強度1600?2800 Gs；
(2)赤泥渣液分離:經過選鐵后的赤泥尾渣漿體過濾，分離后的赤泥尾渣輸送至攪拌機，濾液送入發(fā)泡機進行發(fā)泡； (3 )輕質墻材的成型:將水泥、粉煤灰、輕質骨料和水依次加入攪拌機，與攪拌機的赤泥尾渣混勻得到混合料漿，而后在攪拌下加入發(fā)泡好的泡沫，制得輕質墻材料漿;將制備好的輕質墻材料漿澆注到成型模具中，成型為輕質隔墻板、輕質砌塊或輕質保溫磚。
[0007]所述步驟(2)中，按干基重量份計:赤泥尾渣20?50份、水泥8?20份、粉煤灰15?40份、輕質骨料15?30份及水15?50份;泡沫與混合漿體的體積比為(0.2?0.5):1。
[0008]本發(fā)明一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，通過在赤泥中配入煤矸石、石灰石、焦炭粉后進行磁化焙燒，既將赤泥中不具有磁性的赤鐵礦、褐鐵礦等轉變?yōu)榇判缘慕饘勹F和Fe3O4,同時，煤矸石和石灰石的引入，在焙燒過程中又形成了具有膠凝活性的C3SX2S等物相，具備了水泥的凝結特性，選鐵尾渣復配一定量的水泥、粉煤灰、輕質骨料等用于制備新型輕質建材制品；選鐵濾液用于制備磁選料漿和發(fā)泡輕質建材的泡沫。從赤泥選鐵到制備輕質建材，主體原料采用赤泥、粉煤灰、煤矸石等工業(yè)固體廢棄物，生態(tài)環(huán)保;制備工藝簡單，可利用現有裝備進行生產，有效降低成本，且實現了赤泥的全量化、零排放綜合利用，具有重大實用價值和廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的工藝過程框圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。
[0011]實施例1:
一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，具體實施步驟如下:
(I)赤泥選鐵
按干基重量份稱取赤泥50份、煤矸石30份、石灰石10份、焦炭粉10份，在混合機中進行充分的均勻混合;加水、造粒，粒度為5?30 mm，干燥；1050°C焙燒2h，自然冷卻至室溫，粉磨至200目；加水攪拌制備20 wt%料漿;將配好的料漿送入磁選機選鐵，磁感強度1600GS。
[0012](2)赤泥渣液分離
經過焙燒磁選后的赤泥尾渣漿體過濾，過濾后的赤泥尾渣送至攪拌機，濾液導入濾液池回用，一部分送入發(fā)泡機進行發(fā)泡，一部分用于制備新的選鐵料漿。
[0013](3)輕質墻材料漿制備及成型
配制輕質墻材料漿，將水泥、粉煤灰、輕質骨料和水依次加入攪拌機，與攪拌機的赤泥尾渣混勻得到混合漿體，而后在攪拌下加入發(fā)泡好的泡沫，制得輕質墻材料漿，其中，按干基重量份計:赤泥尾渣20份、水泥15份、粉煤灰20份、輕質骨料(本實施例中使用的是粉煤灰陶粒，粒徑5-16 mm，堆積密度730 Kg/m3)15份，水30份，泡沫與混合漿體的體積比0.2:1;將制備好的輕質墻材料漿澆注到成型模具中，成型為輕質隔墻板，經蒸汽養(yǎng)護8h，碼垛。
[0014]經檢測，磁選精礦種總鐵含量達86.5%，回收率達82.4%。制備的板厚為90mm的實心輕質隔墻板面密度為88.5 kg/m2，抗壓強度27 MPa，抗折強度4.3 MPa，軟化系數0.92，放射性中外照射指數Ira為0.86、內照射指數Ir為0.93，綜合性能指標滿足國家標準GB/T23451 —2009《建筑用輕質隔墻條板》的要求。
[0015]實施例2:
一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，具體實施步驟如下:
(I)赤泥選鐵
按干基重量份稱取赤泥70份、煤矸石10份、石灰石5份、焦炭粉15份，在混合機中進行充分的均勻混合;加水、造粒，粒度為5?30 mm，干燥；1200°C焙燒4h，自然冷卻，粉磨至200目；加水制備成40 wt%料漿;將配好的料漿送入磁選機選鐵，磁感強度2800GS。
[0016](2)赤泥渣液分離
經過焙燒磁選后的赤泥尾渣漿體過濾，過濾后的赤泥尾渣輸送至攪拌機，濾液導入濾液池回用，一部分送入發(fā)泡機進行發(fā)泡，一部分用于制備新的選鐵料漿。
[0017](3)輕質墻材料漿制備及成型
配制輕質墻材料漿，將水泥、粉煤灰、輕質骨料和水依次加入攪拌機，與攪拌機的赤泥尾渣混勻得到混合漿體，而后在攪拌下加入發(fā)泡好的泡沫，制得輕質墻材料漿;其中，按干基重量份計:赤泥尾渣50份、水泥8份、粉煤灰15份、輕質骨料(本實施例中使用的是粉煤灰陶粒，粒徑5-16 mm，堆積密度730 Kg/m3)10份，水17份，泡沫與混合漿體的體積比0.5:1;將制備好的輕質墻材料漿澆注到成型模具中，成型為輕質砌塊，經蒸壓養(yǎng)護12h，碼垛。
[0018]經檢測，磁選精礦種總鐵含量達89.5%，回收率達91.3%。制備的輕質砌塊干密度等級則2，抗壓強度達7.3 MPa，吸水率17.6%，導熱系數為0.281 ff/(m.K)，綜合性能滿足國家標準GB/T 29062—2012《蒸壓泡沫混凝土磚和砌塊》的指標要求。
【主權項】
1.一種赤泥選鐵方法，其特征在于，包括以下步驟: 按干基重量份稱取赤泥50?70份、煤矸石10?30份、石灰石5?30份、焦炭粉10?20份，混勻;造粒，粒度為5?30 mm，干燥;在1050?1200 °C保溫2?4h，自然冷卻至室溫后，粉磨至200目以上；加水攪拌，制成濃度20 wt%~40 wt %的料楽；將料楽送入磁選機選鐵，磁感強度1600?2800 Gs02.—種權利要求1所述赤泥選鐵后的尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)赤泥渣液分離:經過選鐵后的赤泥尾渣漿體過濾，分離后的赤泥尾渣輸送至攪拌機，濾液送入發(fā)泡機進行發(fā)泡； (2)輕質墻材的成型:將水泥、粉煤灰、輕質骨料和水依次加入攪拌機，與攪拌機的赤泥尾渣混勻得到混合漿體，而后在攪拌下加入發(fā)泡好的泡沫，制得輕質墻材料漿;將制備好的輕質墻材料漿澆注到成型模具中，成型為輕質隔墻板、輕質砌塊或輕質保溫磚。3.根據權利要求2所述的赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，按干基重量份計:赤泥尾渣20?50份、水泥8?20份、粉煤灰15?40份、輕質骨料15?30份及水15?50份;泡沫與混合漿體的體積比為(0.2?0.5 ):1。
【專利摘要】一種赤泥選鐵及其尾渣基發(fā)泡輕質墻材的一體化制備方法，屬于工業(yè)固體廢棄物綜合利用與新型生態(tài)建筑材料領域。具體包括（1）赤泥選鐵，（2）赤泥渣液分離，（3）輕質墻材料漿制備及成型。本發(fā)明通過在赤泥中配入煤矸石、石灰石、焦炭粉后進行磁化焙燒，既將赤泥中不具有磁性的赤鐵礦、褐鐵礦等轉變?yōu)榇判缘慕饘勹F和Fe3O4，同時，煤矸石和石灰石的引入，在焙燒過程中又形成了具有膠凝活性的C3S、C2S等物相，具備了水泥的凝結特性，本發(fā)明生態(tài)環(huán)保、制備工藝簡單，可利用現有裝備進行生產，有效降低成本，且實現了赤泥的全量化、零排放綜合利用，具有重大實用價值和廣泛的應用前景。
【IPC分類】B09B3/00, C04B28/00, B09B5/00, C04B20/02
【公開號】CN105710105
【申請?zhí)枴緾N201610019848
【發(fā)明人】徐開東, 王繼娜, 牛季收, 馬先偉, 劉富玲, 朱凱, 楊歡, 李金剛
【申請人】河南城建學院