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CN110698171A - 一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法 - Google Patents

一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法 Download PDF

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李升�
岳云龙
尹立卿
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Abstract

本发明公开了一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法。本发明中的烧结砖包含下述原料：赤泥50‑90份、废玻璃10‑50份、粘结剂0.5‑3份、水5‑25份。本专利的制备工艺流程为原料处理、配料、混合搅拌、造粒、压制成型、烘干、烧成。煅烧过程使用辊道窑，经过排烟段、预烧段、烧结段、急冷段、缓冷段和快冷段烧结。本发明公开所述的赤泥烧结砖的性能：抗压强度16‑29MPa，抗折强度6‑10MPa。这种烧结不但充分利用了赤泥废料，减轻其对环境的危害，而且制备的烧结砖具有价格廉价、化学性能稳定、抗压抗折强度高、制备工艺简单的特点，适合大规模产业化生产，具有较好的经济、社会和环境效益。

Description

一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法
技术领域
本发明涉及一种使用辊道窑烧制赤泥烧结砖的制备工艺，属于烧结砖制造工艺方法领域。
背景技术
赤泥是制铝工业过程中产生的废料。随着我国铝产业的快速崛起，赤泥的产生量也与日俱增。我国作为第四大铝生产国，自四十年代建成第一个铝厂以来至今已排放的赤泥超过了4亿吨。尽管目前每年排放的赤泥高达数百万吨，但赤泥的综合利用率才仅仅只有4%，导致大量未利用的赤泥长期堆放占用土地，浪费宝贵的土地资源。同时，赤泥中包含大量的碱、重金属和其他潜在的污染物，对土地造成了极大的危害，也直接危害到了人们的健康。
随着建筑业的高速发展，我国每年都要消耗约7500亿块烧结砖(折合成标准砖)，如此大量的烧结砖如果全部用黏土来制备, 将会大量的良田被毁。因此, 随着节能减排政策的实施，我国政府已于2010年始禁止生产和使用黏土实心烧结砖。节能环保、促进各种工业废渣制砖的利用已经成为节能减排的重要任务。而利用赤泥制砖不仅能缓解黏土等其他资源的禁止使用的压力，而且能够有效地消耗掉堆存的赤泥，降低赤泥对于环境的危害，实现赤泥中的有用成分的利用。
发明内容
一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法，其步骤包含：
(1)原料处理：将收集的废玻璃放入稀盐酸溶液中清洗1-4h；同时，赤泥进行风干，每隔30min-150min翻动一次，风干1-4d；
(2)配料：将赤泥和废玻璃使用球磨机研磨到200目以下的粉末，然后按照固定配方进行配料；
(3)混合搅拌：将配置好的原材料分别密封加入行星式球磨机中，然后加入适量水，混合20min-40min，然后烘干；
(4)造粒：将粘结剂0.5-3份、水5-25份加入烘干的混合均匀的原材料中，使用造粒机制成粒径约为0.1-0.3mm的微粒；
(5)压制成型：将造粒机制备的微粒在压力机中使用10MPa-25MPa的压力进行压制成砖坯，压制时间为1min-3min；
(6)烘干：压制成型的砖坯放入烘干炉中烘干，烘干温度为60-120℃，时间为24-72h；
(7)烧成：将烘干之后的砖坯放入辊道窑进行煅烧，分别经过排烟段、预烧段、烧结段、急冷段、缓冷段和快冷段。
优选的，上述的赤泥烧结砖的特征在于，配料质量百分比的组成成分：赤泥60-90份、废玻璃10-40份。
优选的，上述的赤泥烧结砖的特征在于，所述的赤泥为烧结法赤泥或拜耳法赤泥中的至少一种。
优选的，上述的赤泥烧结砖的特征在于，所述的废玻璃为普通的平板玻璃、钢化玻璃和CRT玻璃等中的至少一种。
优选的，上述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的排烟段通过时间为12-20min，使用的温度为50-350℃。
优选的，上述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的预烧段通过时间为4-8min，使用的温度为300-720℃。
优选的，上述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的烧成段通过时间为6-25min，使用的温度为870-1150℃。
优选的，上述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的急冷段通过时间为10-15min，使用的温度为830-600℃。
优选的，上述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的缓冷段通过时间为6-10min，使用的温度为700-400℃。
优选的，上述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的快冷段通过时间为10-15min，使用的温度为小于500℃。
本发明能够解决铝生产工业产生的大量的赤泥以及各种废弃玻璃和玻璃生产工厂各个环节产生的废玻璃问题，既能避免使用黏土或其他矿物也能有效实现废弃材料的使用。同时，本发明中使用的烧结温度较低，能够完整适用于已有的辊道窑烧结制度和设备，节省改造或者新建窑炉的成本。烧制后得到的产品能够达到国家标准《烧结普通砖（GBT5101-2017）》的要求。
附图说明
图1是本发明中的辊道窑整体结构图，其中包含排烟段、预烧段、烧结段、急冷段、缓冷段和快冷段。
具体实施方式
实施例1
一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法，其步骤包含：
(1)原料处理：将收集的废玻璃放入稀盐酸溶液中清洗2h；同时，赤泥进行风干，每隔150min翻动一次，风干4d；
(2)配料：将赤泥和废玻璃使用球磨机研磨到200目以下的粉末，然后按照赤泥90份、废玻璃10份进行配料；
(3)混合搅拌：将配置好的原材料密封加入行星式球磨机中混合30min，然后烘干；
(4)造粒：将粘结剂0.5份、水溶液5份加入烘干的混合均匀的原材料中，使用造粒机制成粒径约为0.3mm的微粒；
(5)压制成型：将造粒机制备的微粒在压力机中使用10MPa的压力进行压制成砖坯，压制时间为2min；
(6)烘干：压制成型的砖坯放入烘干炉中烘干，烘干温度为120℃，时间为24h；
(7)烧成：将处理之后的砖坯放入辊道窑进行煅烧，分别经过排烟段烧结时间10min，使用的温度为300-320℃；预烧段10min，使用的温度为600-650℃；烧结段烧结时间30min，使用的温度为850-870℃；急冷段烧结时间10min，使用的温度为600-620℃；缓冷段烧结时间10 min，使用的温度为420-450℃和快冷段烧结时间18min，使用的温度为300℃。
最后得到的砖块，抗压强度达到17MPa，抗折强度7MPa，属于MU5级别的砖，密度为1.86g/cm3。
实施例2
一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法，其步骤包含：
(1)原料处理：将收集的废玻璃放入稀盐酸溶液中清洗2.5h；同时，赤泥进行风干，每隔120min翻动一次，风干4d；
(2)配料：将赤泥和废玻璃使用球磨机研磨到200目以下的粉末，然后按照赤泥83份、废玻璃17份、进行配料；
(3)混合搅拌：将配置好的原材料密封加入行星式球磨机中混合30min，然后烘干；
(4)造粒：将粘结剂0.5份、水溶液8份加入烘干的混合均匀的原材料中，使用造粒机制成粒径约为0.1mm的微粒；
(5)压制成型：将造粒机制备的微粒在压力机中使用10MPa的压力进行压制成砖坯，压制时间为1.5min；
(6)烘干：压制成型的砖坯放入烘干炉中烘干，烘干温度为100℃，时间为30h；
(7)烧成：将处理之后的砖坯放入辊道窑进行煅烧，分别经过排烟段烧结时间12min，使用的温度为300-330℃；预烧段8min，使用的温度为630-680℃；烧结段烧结时间25 min，使用的温度为880-920℃；急冷段烧结时间10min，使用的温度为600-610℃；缓冷段烧结时间8min，使用的温度为420-450℃和快冷段烧结时间18min，使用的温度为280℃。
最后得到的砖块，抗压强度达到20MPa，抗折强度7MPa，属于MU5级别的砖，密度为1.89g/cm3。
实施例3
一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法，其步骤包含：
(1)原料处理：将收集的废玻璃放入稀盐酸溶液中清洗2.5h；同时，赤泥进行风干，每隔120min翻动一次，风干3d；
(2)配料：将赤泥和废玻璃使用球磨机研磨到200目以下的粉末，然后按照赤泥75份、废玻璃25份进行配料；
(3)混合搅拌：将配置好的原材料密封加入行星式球磨机中混合20min，然后烘干；
(4)造粒：将粘结剂2份、水溶液15份加入烘干的混合均匀的原材料中，使用造粒机制成粒径约为0.1mm的微粒；
(5)压制成型：将造粒机制备的微粒在压力机中使用15MPa的压力进行压制成砖坯，压制时间为1min；
(6)烘干：压制成型的砖坯放入烘干炉中烘干，烘干温度为80℃，时间为42h；
(7)烧成：将处理之后的砖坯放入辊道窑进行煅烧，分别经过排烟段烧结时间12min，使用的温度为320-350℃；预烧段8min，使用的温度为600-650℃；烧结段烧结时间20min，使用的温度为980-1000℃；急冷段烧结时间10min，使用的温度为650-700℃；缓冷段烧结时间10min，使用的温度为450-480℃和快冷段烧结时间12min，使用的温度为350℃。
最后得到的砖块，抗压强度达到23MPa，抗折强度9MPa，属于MU5级别的砖，密度为1.95g/cm3。
上述的实施例仅为本发明过程中较为优秀的技术方案，而不应该视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案。

Claims (10)

1.一种利用辊道窑制备赤泥烧结砖的方法，其步骤包含：
(1) 原料处理：将收集的废玻璃放入稀盐酸溶液中清洗1-4h；同时，赤泥进行风干，每隔30min-150min翻动一次，风干1-4d；
(2) 配料：将赤泥和废玻璃使用球磨机研磨到200目以下的粉末，然后按照固定配方进行配料；
(3) 混合搅拌：将配置好的原材料分别密封加入行星式球磨机中，混合20min-40min，然后烘干；
(4) 造粒：将粘结剂0.5-3份、水5-25份加入烘干的混合均匀的原材料中，使用造粒机制成粒径约为0.1-0.3mm的微粒；
(5) 压制成型：将造粒机制备的微粒在压力机中使用10MPa-25MPa的压力进行压制成砖坯，压制时间为1min-3min；
(6) 烘干：压制成型的砖坯放入烘干炉中烘干，烘干温度为60-120℃，时间为24-72h；
(7) 烧成：将烘干之后的砖坯放入辊道窑进行煅烧，分别经过排烟段、预烧段、烧结段、急冷段、缓冷段和快冷段。
2.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖的特征在于，配料质量百分比的组成成分：赤泥50-90份、废玻璃10-50份。
3.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖的特征在于，所述的赤泥为烧结法赤泥或拜耳法赤泥或混联法赤泥中的至少一种。
4.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖的特征在于，所述的废玻璃为CRT玻璃、窗玻璃、瓶罐玻璃、工厂玻璃废料等玻璃中的至少一种。
5.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的排烟段通过时间为10-20min，使用的温度为30-350℃。
6.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的预烧段通过时间为4-10min，使用的温度为300-750℃。
7.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的烧成段通过时间为6-30min，使用的温度为850-1150℃。
8.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的急冷段通过时间为5-15min，使用的温度为850-600℃。
9.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的缓冷段通过时间为6-10min，使用的温度为700-400℃。
10.如权利要求1中所述的赤泥烧结砖烧制工艺的特征在于步骤（7）中的快冷段通过时间为10-20min，使用的温度为小于500℃。
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