本发明属于固体废物综合利用和陶瓷材料生产领域，具体地，本发明涉及一种工业固体废弃物的利用方法，具体而言是利用赤泥制备轻质墙面砖的方法。
背景技术：
赤泥是一种氧化铝工业的废渣。在我国，每年产生赤泥量将近6000万吨，而赤泥利用率仅为4％左右。赤泥的堆存占用了大面积的土地，赤泥所含碱不仅会对地下水及土壤造成严重的污染，赤泥微粉也会对大气环境造成严重污染。因此，如何安全有效地处置利用赤泥，是亟需解决的难题。
对于赤泥在陶瓷砖生产中的应用，众多科研工作者与陶瓷厂家进行了积极的研究：中国专利申请cn102850040a公布了一种利用赤泥生产建筑陶瓷的方法，所述方法公布了两种应用赤泥制备陶瓷砖的配方，其中赤泥掺量分别为15％和30％；中国专利申请cn103342465a公布了一种利用赤泥和粉煤灰复合制备玻璃陶瓷的方法，其赤泥掺量可达到40-55％；中国专利申请cn102584339a公布了一种以赤泥为原材料的棕色陶瓷色料的制备方法，其掺量为50％。
轻质陶瓷墙面砖由于其容重小，具有部分保温功能，已有望替代传统陶瓷墙面砖，具有广阔的市场前景。中国专利申请cn102249694a公开了一种利用陶瓷厂固体废弃物制备陶瓷砖的生产方法，其产品容重＜1g/cm3，断裂模数在3mpa左右；中国专利申请cn101875556a公开了一种轻质陶瓷砖的生产方法，所述方法使用的原料包括：膨胀玻璃微珠、黏土、沸石、硅藻土、长石、石英；烧成温度在1150-1250℃之间，其制备所得产品容重在0.8-1.3g/cm3，断裂模数在7-10mpa之间。目前方法制备所得轻质陶瓷砖强度过低，不能适应于日常使用，这些都使得轻质陶瓷砖的大规模产业化受到了限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种以赤泥为主要原料制备轻质墙面砖的方法，该方法通过粉煤灰与硅酸钠溶液处理渣的复配实现了陶瓷砖的轻质化，从而达到了赤泥的高附加值利用的目的，采用赤泥制得了容重在1.3-1.6g/cm3，断裂模数大于20mpa 的轻质陶瓷砖产品。
为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
1)助剂的制备：在硅酸钠溶液中加入ca(oh)2或cao，在水热反应釜中反应后经过滤得到所需助剂材料，按照钙硅摩尔比为0.8-2.0加入物料；
2)物料混合：将步骤1)中所得助剂、赤泥及配料混合，所述配料包括黏土类原料和长石类原料；其中赤泥组分包括sio28-25wt％，al2o315-30wt％，fe2o315-35wt％，na2o4-10wt％，其余为水以及其他的杂质，如cao、tio2、mgo等杂质。
3)粉料制备：将步骤2)中所得混合物球磨，喷雾干燥，陈腐后得到固体粉料；
4)坯体压制：将步骤3)中所得粉料压制成坯体；
5)烧成：将步骤4)中所得坯体经上釉，烧成，磨边切削后即可得到轻质墙面砖。
优选地，步骤1)中硅酸钠溶液为铝土矿经过脱硅过程所得，也可是粉煤灰、煤矸石溶液预脱硅得到的溶液。
优选地，步骤1)中所述水热反应温度为80-250℃，反应时间为0.5-10h。
优选地，步骤2)中所采用黏土类原料包括高岭土、叶腊石、膨润土、伊利石、灼烧高岭土中的一种或多种，所述长石类原料包括钾长石、钠长石、钙长石、滑石、透辉石中的一种或多种。
优选地，步骤2)中原料配比为：赤泥20-60％、助剂5-40％、高岭土0-30％、叶腊石0-40％、煅烧高岭土0-15％、膨润土0-10％、伊利石0-15％、透辉石0-30％、钾长石0-15％、钠长石0-15％、钙长石0-15％、滑石0-15％。
本发明具有如下的优点和特点：
1、本发明通过赤泥、硅酸钠溶液处理渣制备了符合国标的产品，工艺流程与当下企业采用流程匹配性高，可广泛应用。
2、本发明制备所得的墙面砖容重在1.3-1.6g/cm3之间、断裂模数远大于国标规定，其性能优异，远超当前市场同类产品。
具体实施方式
下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如下实施例中，凡未提及的参数均可以采用本领域常用参数，如烧结过程的温度可以采用常规烧制参数，其不影响本发明得到的墙面砖的最终性能。
实施例1
本实例采用山东淄博某厂赤泥，其主要成分为20.61％的sio2、27.76％的al2o3、31.01％的fe2o3和7.92％的na2o。在粉煤灰脱硅所得硅酸钠溶液中加入cao，在水热反应釜中反应得到助剂材料，反应条件为：250℃，反应时间0.5h。使用坯体配方为：40％赤泥、5％助剂、35％叶腊石、5％膨润土、5％钠长石和10％钾长石，配料后球磨，喷雾干燥，陈腐后得到粉料压成。成型后坯体经烧成、切削磨边后得到墙面砖产品，其容重为1.58g/cm3，断裂模数为20.42mpa。
实施例2
本实例采用山东淄博某厂赤泥，其主要成分为20.61％的sio2、27.76％的al2o3、31.01％的fe2o3和7.92％的na2o。在铝土矿脱硅所得硅酸钠溶液中加入ca(oh)2，在水热反应釜中反应得到助剂材料，反应条件为：80℃，反应时间10h。使用坯体配方为：60％赤泥、10％膨润土、20％透辉石、10％叶腊石，配料后球磨，喷雾干燥，陈腐后得到粉料压成。成型后坯体经烧成、切削磨边后得到墙面砖产品，其容重为1.60g/cm3，断裂模数为27.23mpa。
实施例3
本实例采用山东淄博赤泥，其主要成分为20.61％的sio2、27.76％的al2o3、31.01％的fe2o3和7.92％的na2o。在煤矸石脱硅所得硅酸钠溶液中加入ca(oh)2，在水热反应釜中反应得到助剂材料，反应条件为：95℃，反应时间5h。使用坯体配方为：30％赤泥、30％高岭土、40％助剂材料；配料后球磨，喷雾干燥，陈腐后得到粉料压成。成型后坯体经烧成、切削磨边后得到墙面砖产品，其容重为1.33g/cm3，断裂模数为30.24mpa。
实施例4
本实例采用山东淄博某厂赤泥，其主要成分为20.61％的sio2、27.76％的al2o3、31.01％的fe2o3和7.92％的na2o。在铝土矿脱硅所得硅酸钠溶液中加入ca(oh)2，在水热反应釜中反应得到助剂材料，反应条件为：95℃，反应时间5h。使用坯体配方为：40％赤泥、30％叶腊石、5％膨润土、10％助剂材料、15％钙长石；配料后球磨，喷雾干燥，陈腐后得到粉料压成。成型后坯体经烧成、切削磨边后得到墙面砖产品，其容重为1.55g/cm3，断裂模数为28.16mpa。
实施例5
本实例采用河南某厂赤泥，其主要成分为18.46％的sio2、21.49％的al2o3、22.13％ 的fe2o3和10.46％的na2o。在铝土矿脱硅所得硅酸钠溶液中加入ca(oh)2，在水热反应釜中反应得到助剂材料，反应条件为：180℃，反应时间3h。使用坯体配方为：30％赤泥、25％叶腊石、2％膨润土、13％助剂材料、20％透辉石、煅烧高岭土10％；配料后球磨，喷雾干燥，陈腐后得到粉料压成。成型后坯体经烧成、切削磨边后得到墙面砖产品，其容重为1.42g/cm3，断裂模数为20.85mpa。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。