在烧结砖中应用赤泥的研究

科技纵横ｉｉ　　ｒＥ　ａ　ｃＥ　ｉ　ＴＥ　Ｃｉ　Ｍ　Ｏ［ｏｉｉ　在烧结砖中应用赤泥的研究　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｓ　ＣＩ　Ｅ　Ｎ　Ｃ　Ｅ　Ｉ　Ｔ　Ｅ　Ｃ　Ｈ　Ｎ　Ｏ　Ｌ　Ｏ　Ｇ　Ｙ　表１　赤泥的主要化学成分　产地　山东铝业公司　广西平果　％　ｏ２　Ｋ２０　Ｏ．８　５．４５　ＳｉＯ２　２２．６　３２．６８　Ａｌ２ｏ３　１２．５　３２．６８　Ｆｅ２０３　１５．８　１２．１Ｏ　Ｃａ０　４２．７　１４．５１　ＭｇＯ　１．４　Ｎａ２０　４．１　４．Ｏ２　ＳＯ３　Ｌｏｓｓ　９．４６　贵阳铝厂　郑州铝厂　中州铝厂　拜尔法　２３．ｏ０　２１－３７　１８．６１　２４．８８　１４．１７　８．５Ｏ　８．１Ｏ　１９．５５　６．ＯＯ　５．ｏ０　１２－３８　１５．９６　４２．１０　３８．４０　４２－３　２２．６４　１．７Ｏ　１．４８　０．３４　２．８３　４．４７　１．４１　Ｏ－２Ｏ　１．１８　３－２７　３．１５　１－２Ｏ　４．１Ｏ　Ｏ．７３　７．Ｏ１　７．５Ｏ　２．１１　１Ｏ．７５　含量很高，并且含有方解石、白云石，按“常规”，ＣａＯ　大于１０％会发生“石灰爆裂”，不宜作砖。其实不然，　因为它颗粒很细，小于０．５ｍｍ，并且均匀地分布在赤　泥中，在９５０～１０５０￣Ｃ时，能与粘土矿物、绿泥石、云　母、石英等发生反应，生成硅酸钙，从而使烧结砖有　足够的强度，但烧结范围比较窄，一般为３０～５０℃，　温度过高，砖体会出现熔化。（３）赤泥中Ｎａ２０含量　比较高。Ｋ２０、Ｎａ　Ｏ在焙烧时主要起助熔剂的作用，　并赋予烧结砖强度，还能降低砖坯的成型水分。但　含量过高，会引起焙烧过程较早玻璃化．增大焙烧　收缩，促使“黑心”形成。（４）赤泥ｐＨ值高，如果在焙　烧时不生成稳定的钠铝黄长石，将会造成二次碱污　染。　２赤泥在烧结砖中的应用　如前所述，】００％的赤泥烧出来的砖．收缩变形　太大，因此要配人煤矸石、页岩、粘土、粉煤灰等。　（１）河南利用拜尔法排出的赤泥．掺人煤矸石　进行了大量的试验研究工作，分别以赤泥９０％、　８０％、７０％、６０％，配人煤矸石１０％、２０％、３０％、４０％　制成烧结砖，抗压强度均在１０ＭＰａ以上，见表２。赤　泥中所配的煤矸石为高钙煤矸石．ＣａＯ含量为　１４．９５％，见表３。其主要矿物组成为：石墨、仅一石英、　高岭石、方解石、钙长石等。煤矸石的配人，使混合　料中有了骨架填充料石英，调整了粒度级配、矿物　组成和化学成分，满足了成型、干燥、焙烧的各种条　件，从而使赤泥资源化，取代粘土烧砖成为可能。　从表２可以看出：（１）赤泥配人量最高可以达　到９０％；（２）煤矸石的配人量最少可以到１０％．粒度　可以粗到４０目（０．４５ｍｍ）；（３）烧结温度以ＩＯ００￣Ｃ为　宜，保温时间以２ｈ为宜　按赤泥７５％，煤矸石２５％，煤矸石细度为１００目　（０．１５ｍｍ），干压成型，压力１０～１５ＭＰａ，烧结温度为　ＩＯ００￣Ｃ，保温时间１２０ｍｉｎ制得的赤泥烧结砖．其主　要矿物相为钠铝黄长石、钙铁榴石和赤铁矿（图３），　表２赤泥烧结砖正交试验结果　赤泥配　煤矸石　煤矸石　成烧结砖　入量配入　细度／　型压　烧结温　保温时　抗压强　／％　量／％　目　力／ＭＰａ　度／￣Ｃ　间／ｍｉｎ　度／ＭＰａ　９０　１０　８０　ｌＯ　９５０　１２０　１９．７　９０　１０　１ｏ０　２０　１Ｏ５Ｏ　１ｏ０　３６３．　９０　１０　１２０　１５　１１ｏ０　８０　５９．９　９０　１０　４０　５　１Ｏｏ０　６０　１４．９　８０　２０　８０　１５　１Ｏｏ０　１ｏ０　２３．Ｏ　８０　２０　１ｏ０　５　１１ｏ０　１２０　８６．５　８０　２０　１２０　１０　１０５０　６０　２９．６　８０　２０　４０　２０　９５０　８０　１８－３　７０　３０　８０　２０　１１ｏ０　６０　１７．５　７０　３０　１ｏ０　１０　１Ｏｏ０　８０　１６－２　７０　３０　１２０　５　９５０　１ｏ０　１１．８　７０　３０　０４　１５　１０５０　１２０　２３．Ｏ　６０　４０　８０　５　１０５０　８０　１９．７　６０　４０　１ｏ０　１５　９５０　６０　１８．８　６０　４０　１２０　２０　１Ｏ００　１２０　１９．９　６０　４０　４０　１０　１１ｏ０　８０　４０．０　表３高钙煤矸石的化学成分　％　ｌ　ＳｉＯ　Ａｌ　Ｆ　Ｏ３　ＣａＯ　ｌ　ＭｇＯ　ｌ　Ｌｏｓｓ　　ｌ４７．９８　１２．２１　４．９３　１４．９５　ｆ　１．７１　Ｉ　１８．２２　Ｊ　其主要物理性能见表４。　表４赤泥烧结砖的主要物理性能测试结果　项目　测试结果　密度／（ｇ，ｃｍ’　１．３５　抗压强度／ＭＰａ　２２．Ｏ　烧成收缩率／％　１－３３　吸水率／％　１８　泛霜　无　石灰爆裂　无　抗冻性　强度损失７％：质量损失３％　碱溶出（３０ｄ）　蒸馏水浸泡，ｐＨ值无明显改变　维普资讯 http://www.cqvip.com

▲赤　●钠　●拜　图３赤泥烧结砖的ＸＲＤ分析　（２）广西利用平果铝业公司拜尔法排出的赤泥　７０％，配入３０％的粘土（表５），经混料　塑性成型　烘干　焙烧所得的赤泥烧结砖，抗压强度可以达到　２２．８ＭＰａ（表６）。　表５平果赤泥烧结砖中所配粘土的化学分析结果％　Ｉ　ＳｉＯ　Ａｌ２０　Ｆｅ２０　Ｃａ０　ＴｉＯ　Ｎａ２０　Ｌｏｓｓ　ｆ　６４．８１　２５．５１　Ｏ．６ｏ　Ｏ．２７　１．８３　０．１４　６．８４　表６平果赤泥烧结砖温度与抗压强度和吸水率的关系　烧结温度／℃　８ｏｏ　８５０　９ｏｏ　９５Ｏ　１Ｏｏ０　１０５０　ｌ１ｏｏ　抗压强度／ＭＰａ　５．４　８．５　１２．６　１５．９　１７．５　２０．４　２２－８　吸水率／％　３０．２　２８．５　２７．８２　２３．４７　２２．２９　１７．７３　１４．２　（３）贵州利用贵阳铝厂用烧结法排放的赤泥　１５％，配入３５％的粉煤灰、５０％的页岩，经１０５０￣Ｃ焙　烧．赤泥烧结砖的强度达到２０ＭＰａ。试验发现：①用　３５％～８５％的页岩，掺入６５％～１５％的粉煤灰，其制品　抗压强度随焙烧温度的提高而增大，但制品会出现　裂纹，而当配入１０％～１５％赤泥后，裂纹没有了，但　烧结温度降低了，不能超过１０５０￣Ｃ。超过１０５０￣Ｃ，制　品抗压强度会降低。②以页岩占５０％，粉煤灰＋赤泥　占５０％，其中粉煤灰：赤泥＝３：ｌ，经混合、成型、焙烧，　制品的各项性能指标都很理想。　３启示　科技纵横ｉｉｉｉ　Ｎ　Ｃ［ｉ　Ｔ［ｉＨ　Ｎ　０［０ｉ　Ｙ　赤泥，ＣａＯ含量为２２．６４％，所用的煤矸石，ＣａＯ含量　为１４．９５％，按赤泥７５％、煤矸石２５％配料，其混合料　中ＣａＯ的含量为２１．１２％，即含ＣａＣＯ　３７．７１％。　ＣａＣＯ　含量如此高的原料，生产出来的烧结砖却不　会发生石灰爆裂，其关键就是粒度细。因为粒度细　小的ＣａＣＯ３，即方解石，在７００～８００ｃ【＝时分解成ＣａＯ，　此时ＣａＯ的反应活性特别强，当温度升至９００ｃ【＝时．　便与其周围的细小石英颗粒以及粘土或页岩中的　铝硅酸钙矿物之间发生固相反应，生成钙黄长石、　假硅灰石等含ＣａＯ的矿物。钙黄长石，其主要成分　为：ＣａＡ１２Ｓｉ２０８或Ｃａ２ＡＩ（Ａ１Ｓｉ０７），或ＣａＯ・Ａ１２０３・２ＳｉＯ２，　其中ＣａＯ＝２０．１％，Ａ１２０３＝３６．７％，ＳｉＯ２＝４３．２％。假硅灰　石，主要成分为：ＣａＳｉＯ　或ＣａＯ・ＳｉＯ　，其中ＣａＯ＝　４８－３％，ＳｉＯ　＝５１．７％。由于钙黄长石、假硅灰石的生　成，高活性的游离ＣａＯ已不存在，自然不会发生石　灰爆裂，所以用德、英两种文字出版的《砖瓦工业手　册》中说，含ＣａＣＯ３　３０％～５０％的原料，仍可制砖。　上述反应的先决条件是两种反应物的颗粒必　须相互接触，而大于ｌｍｍ的方解石或石灰石颗粒，　分解成ＣａＯ后，形成一个ＣａＯ大于１ｍｍ　的集中　点，不能与周围的石英、粘土矿发生固相反应，于是　封闭于烧结砖中，出窑后，吸收空气中的水分，生成　Ｃａ（ＯＨ）　，结晶体大，体积膨大１．９８倍，于是发生石　灰爆裂。　４结语　我国是世界第四大氧化铝生产国，通过大量的　试验研究．证明赤泥可以作烧结砖的原料，而且掺　入量大，效果好，为赤泥的资源化找到了一条可行　的路子，也为烧结砖的生产提供了一种新原料，符　合国家墙改政策，符合循环经济的理念，应大力倡　导，积极推广，为节能减排做新贡献。　参考文献　［１］于滟．１４种废渣在页岩烧结砖中的应用［Ｊ］．砖瓦世界，２００７（２）　［２］王晓峰，等．利用拜尔法赤泥制备烧结砖［Ｊ］．新型建筑材料，２００７　（７）　［３］冯向鹏，等．赤泥大掺量用于胶凝材料的研究［Ｊ］．矿产综合利用，　２００７（４）　［４］汪文凌．利用工业废弃物赤泥制造烧结砖的研究［Ｊ］．砖瓦，２００６　（７）　［５］黄平辉，等．粉煤灰、赤泥、页岩烧结砖的研究［Ｊ］．砖瓦，１９９９（６）　［６］湛轩业，等．高钙质工业废料用于烧结砖的试验研究［Ｊ］．砖瓦，　２００５（２，３）　『７］于滟．如何消除高钙砂页岩烧结砖石灰爆裂『Ｊ］．砖瓦，２００５（１２）