赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的方法

1.本技术涉及加气砖的技术领域，尤其涉及一种赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的方法。


背景技术：

2.赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，因含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，故被称为赤泥。因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大约每生产1吨氧化铝要排放1.0～1.8吨赤泥。随着赤泥的堆存量越来越大以及对环境造成的污染越来越严重，最大限度地资源化利用赤泥已刻不容缓。
3.赤泥是一种不溶性残渣，可分为烧结法赤泥、拜尔法赤泥和联合法赤泥，主要成分为 sio2、al2o3、cao、fe2o3等。赤泥矿物成分复杂，采用多种方法对其进行分析，概括来说主要有：偏光显微镜、扫描显微镜、差热分析仪、x衍射、化学全分析、红外吸收光谱和穆斯堡尔谱法等七种方法进行测定，其结果是赤泥的主要矿物为文石和方解石，含量为 60％～65％，其次是蛋白石、三水铝石、针铁矿，含量最少的是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和火碱。赤泥矿物成分复杂，且不符合天然土的矿物组合。在这些矿石中，文石、方解石和菱铁矿，既是骨架，又有一定的胶结作用；而针铁矿、三水铝石、蛋白石、水玻璃起胶结作用和填充作用。赤泥的颗粒直径0.088～0.25mm，比重2.7～2.9g，容重0.8～ 1.0g/cm3，熔点1200～1250℃。赤泥的ph值很高，其中：浸出液的ph值为12.1～13.0，氟化物含量11.5mg
·
l-1
～26.7mg
·
l-1
；赤泥的ph值为10.29～11.83，氟化物含量4.89mg
·
l-1
～ 8.6mg
·
l-1
。
4.由于赤泥结合的化学碱难以脱除且含量大，又含有氟、铝及其他多种杂质，对于赤泥的无害化利用一直以来难以进行。世界各国专家对赤泥的综合利用进行了大量的科学研究，但此类研究进展不大。因此，赤泥废渣的处理和综合利用成为一个世界性的大难题。而对赤泥的销纳主要采取的是海底或陆地堆放处置的方法，但随着铝工业的发展，生产氧化铝排出的赤泥量也日益增加，堆存处置所带来的一系列问题随之而出，造成了严重的环境问题。
5.氧化铝厂大都将赤泥输到堆场，筑坝湿法堆存，靠自然沉降分离使部分碱液回收利用。另一种方法是将赤泥干燥脱水后堆存，部分企业采用干法堆存，虽然减少了堆存量及可增加堆存的高度，但处理成本增加，并仍需占用土地，同时南方雨水充足，也容易造成土地碱化及水的污染。
6.赤泥在堆放过程中除了占用大量土地外，还由于赤泥中的化学成分入渗土地易造成土地碱化、地下水污染，人们长期摄取这些物质，必然会影响身体健康。赤泥中含有的主要污染物为碱、氟化物、钠及铝等，其含量较高，超过了中国国家规定的排放标准(《有色金属工业固体废物污染控制标准》)。
7.由于赤泥中含有大量的强碱性化学物质，极高的ph值决定了赤泥对生物和金属、硅质材料的强烈腐蚀性。高碱度的污水渗入地下或进入地表水，使水体ph值升高，以致超出
国家规定的相应标准，同时由于ph值的高低常常影响水中化合物的毒性，因此还会造成更为严重的水污染。堆存量不断增大的赤泥所造成的越来越严重的环境污染，已使赤泥综合利用成为炼铝工业一项急需解决的难题。
8.由于赤泥中含有sio2、al2o3、cao、fe2o3等及其亚黏土特性，可以将其用于水泥、砖、陶瓷、混凝土、路面材料、微量玻璃及塑料等原料。赤泥具有良好的吸附性能，经水洗、酸洗及焙烧活化等处理后，可以制备出性能良好的无机吸附材料，可用于吸附水中的 cd
2+
、hg
2+
、pb
2+
、ni
2+
、cu
2+
等重金属离子，同时也可用于有机废水的脱色、cod 去除及放射性废水的处理。赤泥中含有大量铝、铁及硅酸盐，因此可用于制备聚合氯化铝、铁絮凝剂及新型聚硅酸盐类无机高分子絮凝剂。赤泥中含有大量的固硫成分如fe2o3、 al2o3、cao、mgo及na2o等，比表面积大，可用于代替石灰乳湿法脱硫。赤泥中含有大量的钙、硅、钾、磷元素，同时还含有数十种农作物所必需的微量元素及一定的碱度。赤泥经脱水后，在高温下烘干活化并磨细后，即可配制成硅钙农用肥。对于酸性土壤有一定的调节作用，可作为基肥改良土壤；对缺钙、硅、钾、磷及相应微量元素的土地有一定的增产作用。
9.从甘蔗提取的蔗汁除含有较多的蔗糖份外，还有各种无机物和有机非糖杂质。这些非糖份的存在，影响到蔗糖的提取和产品的质量。因此，甘蔗糖厂对于压榨甘蔗的蔗汁，必须进行澄清处理，即向蔗汁中添加石灰乳等作为澄清剂，使某些非糖份沉淀分离，获得清汁送去蒸煮制成糖品，而蔗汁澄清后的沉淀物，经过过滤机脱水后成为滤泥排出。
10.糖厂滤泥的组成因澄清方法不同而异。因为，为了提高澄清效果，澄清作业除加入石灰乳外，还通入co2或so2因此,根据所用的澄清剂不同,澄清方法分别称为石灰法、碳酸法和亚流酸法等。各类方法排出的滤泥除含大量水分外，还有纤维、糖、蜡质蛋白质有机酸和铁、钾、磷以及钙的化合物等。
11.对于糖厂的滤泥如何利用和处理，虽然根据组成不同而有多种途径，至今仍然是堆放或倒海为主，利用这种有用的资源的很少由于碳酸法制糖的滤泥量大，每处理100吨甘蔗可产生5吨滤泥，一般中型或大型糖厂年产滤泥达5～10万吨。这些滤泥的堆放，除占用大量土地外，还因其含有多种有机物和糖类物质极易发霉、发臭，滋生苍蝇，污染空气，影响卫生，甚至淤塞河道，污染水体。
12.综上所述，赤泥和糖厂的滤泥作为废弃物进行处理污染环境。


技术实现要素：

13.本技术提供了一种赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的方法，用于解决现有技术中的赤泥和制糖滤泥污染环境的问题。
14.为解决上述问题，本技术提供了一种赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的方法，包括以下步骤：s10准备生产加气砖所需的原材料；s20把步骤s10中的原材料进行配料；s30把步骤 s30的配料投入浇注机制备浆料，并将浆料浇注到模具中；s40将浇注的浆料膨胀稠化。
15.进一步地，在步骤s30中还包括，在浇注前向浆料中加入铝粉悬浮液。
16.进一步地，在步骤s30中，搅拌速率在70r/min～80r/min之间，温度在30℃～40℃之间，浇筑前0.5min～1min加入铝粉悬浮液。
17.进一步地，在步骤s10中，原材料包括烘干赤泥、烘干制糖滤泥、水泥、石膏、铝粉、三乙醇胺和水。
18.进一步地，烘干赤泥和烘干制糖滤泥的水份均低于10％，烘干赤泥和烘干制糖滤泥的粒径均大于等于200目。
19.进一步地，步骤s10中的赤泥的成分质量百分比为：sio2在30％～45％之间，cao在 30％～50％之间，al2o3在5％～7％之间，fe2o3在7％～10％之间，naoh在4％～6％之间，na2o 在2％～4％之间，赤泥的整体ph值为9～10。
20.进一步地，在步骤s10中制糖滤泥为碳酸法制糖的滤泥，滤泥经过煅烧处理后成分质量百分比为：cao在60％～70％之间，p2o5在5％～10％之间，k2o在5％～10％之间，mgo在2％～3％之间，sio2在10％～20％之间。
21.进一步地，煅烧通过生物燃料竖窑进行，生物燃料竖窑包括：窑体本体，窑体本体包括进料口、出料口和进风口，进料口设置在窑体本体的顶部，出料口和进风口均设置在窑体本体的底部；缓降组件，缓降组件设置在窑体本体的内部，用于进料口引入的具有生物燃料的滤泥在其内燃烧并减缓滤泥的下降。
22.进一步地，原材料的配方的质量百分含量为：水泥为10％，制糖滤泥在20％～40％之间，赤泥在50％～60％之间，石膏在3％～5％之间，铝粉在6％～8％之间，三乙醇胺在0％～5％之间，水在0.6％～0.65％。
23.进一步地，浇筑温度在30℃～40℃之间，原材料中还可以包括粉煤灰。
24.本技术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：
25.本技术的技术方案，通过赤泥和制糖滤泥结合制加气砖，可以实现赤泥和制糖滤泥的再次利用，避免了赤泥和制糖滤泥直接排入环境中污染环境，赤泥和制糖滤泥制成的浆料膨胀稠化的方式，使得通过赤泥和制糖滤泥制成的加气砖可以膨胀稠化减轻了普通砖的质量。本技术有效地解决了现有技术中的赤泥和制糖滤泥直接排入环境中造成的环境污染的问题。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1示出了本技术的实施例的加气砖的工艺流程示意图；
29.图2示出了图1的加气砖的工艺中的生物燃料竖窑的结构示意图；
30.图3示出了图2的生物燃料竖窑的俯视示意图；
31.图4示出了图2的生物燃料竖窑的窑体本体的内部结构示意图。
32.其中，上述附图包括以下附图标记：
33.10、窑体本体；11、出料口；12、进风口；20、缓降组件；21、第一缓降弧形环；22、第二缓降弧形环；30、上料结构；40、卷扬机；50、翻斗料车；60、钟帽结构。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.如图1至图4所示，本实施例的一种赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的方法，包括以下步骤： s10准备生产加气砖所需的原材料。s20把步骤s10中的原材料进行配料。s30把步骤s30 的配料投入浇注机制备浆料，并将浆料浇注到模具中。s40将浇注的浆料膨胀稠化。
36.本实施例的技术方案，通过赤泥和制糖滤泥结合制加气砖，可以实现赤泥和制糖滤泥的再次利用，避免了赤泥和制糖滤泥直接排入环境中污染环境，赤泥和制糖滤泥制成的浆料膨胀稠化的方式，使得通过赤泥和制糖滤泥制成的加气砖可以膨胀稠化减轻了普通砖的质量。本实施例有效地解决了现有技术中的赤泥和制糖滤泥直接排入环境中造成的环境污染的问题。
37.在本实施例的技术方案中，在步骤s30中还包括，在浇注前向浆料中加入铝粉悬浮液。这样容易形成气孔，本实施例中加入铝粉可以发生如下的化学反应：2al+3ca(oh)2+6h
20→ꢀ
3cao
·
al2o3
·
6h20+3h2↑
原材料中含有ca(oh)2，铝粉与碱性溶液发生反应产生氢气，这些氢气却很少溶于水(在t＝20℃时，1l水仅溶解氢气0.0189l)，而且随着温度的升高体积增大，因此，必然使混合料浆发生膨胀。
38.在本实施例的技术方案中，在步骤s30中，搅拌速率在70r/min～80r/min之间，温度在30℃～40℃之间，浇筑前0.5min～1min加入铝粉悬浮液。上述的操作搅拌的效果较好，较均匀，铝粉投放时间较长，对混合浆料发生膨胀不利。
39.如图1所示，在本实施例的技术方案中，在步骤s10中，原材料包括烘干赤泥、烘干制糖滤泥、水泥、石膏、铝粉、三乙醇胺和水。上述的原材料减少了环境污染，支撑的加气砖质量较好，重量较轻，适用范围较广。
40.在本实施例的技术方案中，烘干赤泥和烘干制糖滤泥的水份均低于10％，烘干赤泥和烘干制糖滤泥的粒径均大于等于200目。这样的加气砖质量较好，如果粒径较小，各个粒径结合不牢，机械强度较低，容易损坏。
41.在本实施例的技术方案中，步骤s10中的赤泥的成分质量百分比为：sio2在30％～45％之间，cao在30％～50％之间，al2o3在5％～7％之间，fe2o3在7％～10％之间，naoh在4％～6％之间，na2o在2％～4％之间，赤泥的整体ph值为9～10。这样的配比做出的加气砖的机械强度较高。
42.在本实施例的技术方案中，在步骤s10中制糖滤泥为碳酸法制糖的滤泥，滤泥经过煅烧处理后成分质量百分比为：cao在60％～70％之间，p2o5在5％～10％之间，k2o在5％～10％之间，mgo在2％～3％之间，sio2在10％～20％之间。这样的配比做出的加气砖的机械强度较高。
43.如图2至图4所示，在本实施例的技术方案中，煅烧通过生物燃料竖窑进行，生物燃料竖窑包括：窑体本体10和缓降组件20。窑体本体10包括进料口、出料口11和进风口12，进料口设置在窑体本体10的顶部，出料口和进风口均设置在窑体本体10的底部。缓降组件20设置在窑体本体10的内部，用于进料口引入的具有生物燃料的滤泥在其内燃烧并减缓滤泥的下降。
44.本实施例的技术方案，滤泥或者需要煅烧的原材料通过进料口进入窑体本体，在
窑体本体内通过缓降组件，缓降组件能够减缓被煅烧的原材料的下降速度，这样使得煅烧的原材料在窑体本体内的时间较长，进而保证了煅烧的原材料的预热、燃烧以及冷却的时间，使得煅烧的原材料燃烧的效果更好，采用生物燃料燃烧还能够大大地减少碳排放。本实施例有效地解决了现有技术中的煅烧的原材料造成的环境污染的问题。
45.如图4所示，在本实施例的技术方案中，缓降组件20包括第一缓降弧形环21，第一缓降弧形环21安装在窑体本体10上，第一缓降弧形环21的中部具有过孔，第一缓降弧形环21朝向窑体本体10的顶部为下凹形。第一缓降弧形环21的上表面为下凹的弧形，这样大大地降低了煅烧的原材料的下降速度，下凹的弧形较之倾斜向下的平面在下落的时候速度缓冲更好。需要说明的是，第一缓降弧形环21可以为封闭的弧形环，也可以为间隔的多个第一分缓降弧形环组成。
46.如图4所示，在本实施例的技术方案中，过窑体本体10的中心轴线切割第一缓降弧形环 21的轮廓线的数学模型为：y＝ax2，x为横坐标，y为纵坐标，a为大于0.001小于0.9的常数。上述结构保证了第一缓降弧形环21的上表面的弧形满足要求，第一缓降弧形环21的上表面太陡会导致煅烧的原材料的下降速度较快，预热、燃烧等不充分，第一缓降弧形环21的上表面太平缓会导致煅烧的原材料在下降的过程中容易积聚。
47.在本实施例的技术方案中(图中未示出)，第一缓降弧形环21的上弧形面具有多个凸起。多个凸起的设置一方面使得煅烧的原材料的表面积容易增大，另一方面还能进一步减缓煅烧的原材料的下降速度，并且不容易形成煅烧的原材料在第一缓降弧形环21的上表面形成积聚。需要说明的是，多个凸起也是弧形面的凸起，这样使得赤泥不会卡死在第一缓降弧形环 21上造成煅烧的原材料的积聚。
48.如图4所示，在本实施例的技术方案中，缓降组件20还包括第二缓降弧形环22，第二缓降弧形环22的中轴线与窑体本体10的中轴线相重合，第二缓降弧形环22的上表面为下凹的弧形，第二缓降弧形环22的上弧面的中部至缓降弧形环的上弧面的边缘的高度逐渐降低，第一缓降弧形环21在沿窑体本体10的中轴线的投影和第二缓降弧形环22在沿窑体本体10的中轴线的投影相重合。上述结构不但延长了煅烧的原材料在窑体本体10内的移动轨迹，而且延长了煅烧的原材料在窑体本体10内的停留时间，这对预热、煅烧效果有很大的提高。煅烧的原材料在第一缓降弧形环21上移动，然后在重力的作用下降落到第二缓降弧形环22上。需要说明的是，待煅烧的原材料在到达第一缓降弧形环21上的时候，还要通过窑体本体10内的均布器，这样使得待煅烧的原材料更加均匀的进入第一缓降弧形环21。第一缓降弧形环21在沿窑体本体10的中轴线的投影和第二缓降弧形环22在沿窑体本体10的中轴线的投影相重合，这样不会出现待煅烧的原材料直接从第一缓降弧形环21上掉落至窑体本体10的底部的情况发生。另外，通过进风口的风速和风压也能够对待煅烧的原材料的降落速度进行部分的调节。
49.如图4所示，在本实施例的技术方案中，第一缓降弧形环21在沿窑体本体10的中轴线的投影和第二缓降弧形环22在沿窑体本体10的中轴线的投影相重合的面积，占第一缓降弧形环 21在沿窑体本体10的中轴线的投影的面积的1/5至4/5之间。上述结构使得待煅烧的原材料在窑体本体10内的时间和速度能够达到更优值。需要说明的是，第一缓降弧形环21和与之对应的第二缓降弧形环22之间的垂直距离可以调整，第一缓降弧形环21和窑体本体10通过紧固件相连，第二缓降弧形环22通过紧固件连接在设置在窑体本体10的中心柱
上。第一缓降弧形环 21和第二缓降弧形环22之间的重叠面积也是可以调整的。第二缓降弧形环22的上弧面具有凸起，过窑体本体10的中轴线的横截面切割的第二缓降弧形环22的上表面的数学模型为双曲线。
50.如图4所示，在本实施例的技术方案中，第一缓降弧形环21沿窑体本体10的中轴线的高度方向布置多个，第二缓降弧形环22为与第一缓降弧形环21一一对应设置地多个。上述结构进一步延长了待煅烧的原材料在窑体本体10内的移动轨迹，延长了赤泥在窑体本体10内的停留时间。
51.在本实施例的技术方案中，原材料的配方的质量百分含量为：水泥为10％，制糖滤泥在 20％～40％之间，赤泥在50％～60％之间，石膏在3％～5％之间，铝粉在6％～8％之间，三乙醇胺在0％～5％之间，水在0.6％～0.65％。
52.在本实施例的技术方案中，浇筑温度在30℃～40℃之间，原材料中还可以包括粉煤灰。这样的加气砖的机械强度更好。
53.通过上述可知，本实施例的赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的方法包括以下步骤：s10 备料；准备生产加气砖所需的原材料，包括：烘干赤泥、烘干制糖滤泥、水泥、石膏、铝粉、三乙醇胺、水等。其中，烘干赤泥与烘干制糖滤泥的水份需低于10％，粒径需过200 目。s20配料；把上述制备好、贮存待用的各种原料，按一定的要求进行计量，并暂存于各配套的容器内，然后按生产工艺要求的顺序，依次向搅拌设备进行加料，以便进行浇注作业。s30浇筑；把上述配料工序经计量后暂存的各物料按工艺顺序投入到浇注车中，经浇注机搅拌后，制成达到生产工艺所规定的时间、温度、稠度要求的混合料浆，然后浇注到模具中。其中，搅拌速率为70～80r/min，温度为30～40℃，浇筑前0.5～1min前加入铝粉悬浮液。铝粉极易与碱溶液相互作用，反应如下:2al+3ca(oh)2+6h
20→ꢀ
3cao
·
al2o3
·
6h20+3h2↑
，最终生成a1(oh)3与h2。铝粉与碱性饱和溶液发生反应产生氢气，这些氢气却很少溶于水(在t＝20℃时，1l水仅溶解氢气0.0189l)，而且随着温度的升高体积增大，因此，必然使混合料浆发生膨胀。s40静停养护；浇注完成后的混合料浆继续发气膨胀稠化，最终完成坯体在模具内长高硬化，使加气混凝土坯体达到一定的切割强度，方便切割加工。静停养护的温度为50～60℃，养护时间为1～1.5h。s50切割；对加气混凝土胚体进行分割和外观加工，使之达到加气混凝土产品外观尺寸的要求。s60蒸压养护；加气混凝土胚在适当的温度和压力的饱和蒸汽养护下，等待胚体完成硬化。s70 出釜；胚体硬化完成后进行加气混凝土制品出釜、吊运、掰分、检验、包装等。
54.本实施例的赤泥与制糖滤泥结合制加气砖的工艺方法在建筑材料领域和环境保护领域的应用。
55.与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
56.本实施例利用赤泥与制糖滤泥结合制加气砖，创新性地把赤泥和制糖滤泥结合起来资源化利用，生产一共满足现代建筑需求的蒸压加气混凝土砌块，也称加气砖。本实施例提供的加气砖工艺方法简单，原料成本采用冶金工业和制糖工艺的废弃物，成本低廉，并且原料不需要经过复杂的处理，操作简单，为后续的制砖工艺提供了极大的方便。
57.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在
涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
58.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。