一种以赤泥砷污染土壤为主材的免烧砖的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以赤泥砷污染土壤为主材的免烧砖，属资源综合利用及新型建材技术领域。
【背景技术】
[0002]赤泥亦称红泥，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。铝土矿中铝含量高的，采用拜尔法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥；铝土矿中铝含量低的，用烧结法或用烧结法和拜尔法联合炼铝，所产生的赤泥分别称为烧结法赤泥或联合法赤泥
1、赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产I吨氧化铝，附带产生1.0?2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。
[0003]目前国内对赤泥的再利用主要集中在:(I)生产建筑材料，如使用赤泥制水泥、生产免烧砖和陶瓷釉面砖等多种砖、也可作为建筑装饰材料和作耐磨耐腐蚀材料(2)环保材料:赤泥经活化后可作为吸附材料，吸附水体中的重金属，也可作为絮凝剂以及脱硫试剂。但因其产生量较大，含水率高、碱性较强等特点，导致赤泥的综合利用进展不大。
[0004]砷(As)是亲S元素，在地壳中以硫砷矿(雌黄As2S3，雄黄As4S4，砷硫铁矿FeAsS)存在或者伴生于Cu、Pb、Zn等硫化物。由于As在许多行业的广为应用，通过开采、加工、使用、废弃等过程使其大量残留到土壤中，造成世界范围内土壤中As污染普遍存在。据统计，目前世界上有19个国家发生较大区域的砷污染。随着工农业的发展和含砷化学物质的不断应用，砷污染已成为一个世界性的严重问题。土壤、大气和水体中的砷污染也正危胁着作物生产和人类的健康。我国遭受工业固体废弃物和城市生活垃圾危害的耕地已达1000万公顷，至少2000万公顷土壤面积受到重金属污染，每年损失粮食超过12000万吨，直接经济损失超过200亿元，而重金属污染中又以砷污染作为严重。砷污染土壤治理目前迫在眉睫。而红壤作为典型土壤类型，在我国分布较为广泛，由于具有风化程度深，质地较粘重，红壤重金属修复难度较大，目前没有适合的土壤修复技术。
[0005]目前常用的土壤修复技术主要有以下几种:(I)钝化技术:重金属污染土壤的钝化修复技术是通过向污染土壤添加一种或多种活性物质，降低重金属在土壤中可移动性和生物有效性，达到修复污染物目的。常用的钝化剂有磷酸盐化合物、无机矿物、赤泥、有机堆肥等。(2)电动修复:利用插入土壤中的两个电极，在污染区内施加电场，则水溶性的或者吸附在土壤颗粒层的重金属就将根据自身所带电荷的不同，向相应电极方向移动，通过在电极区收集重金属，从而达到重金属修复去除目的。(3)植物修复技术:植物修复是利用植物的新陈代谢作用来固定、提取、和挥发重金属。由于不会引起土壤地下水的二次污染，这种修复技术被称为绿色修复技术。(4)土壤淋洗:土壤是一种复杂的有机一无机综合体，重金属以离子交换、吸附、沉淀和络合作用等多种方式与土壤组分发生各种反应，土壤淋洗是通过逆转这些反应过程，把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中。
[0006]但目前针对砷污染红壤，由于污染范围较大(特别是农田土壤以及矿区周边土壤)，一直找不到合适的经济有效的处理方法，部分地区采用安全填埋方式，未能从根本上消除环境安全隐患，本方法考虑利用赤泥的强碱性以及高铁、高硅、高铝含量，达到重金属的钝化稳定目的，因此方法提出将赤泥与污染土壤混合，利用赤泥特性对土壤中的重金属进行固定，同时将赤泥以及污染土壤合理有效利用，一方面达到废弃物的再利用，另一方面达到污染土壤修复目的，该方法目前还未见报道。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是目前针对砷污染红壤没有经济有效的处理方法，未能从根本上消除环境安全隐患。
[0008]本发明的目的在于提供一种以赤泥砷污染土壤为主材的免烧砖的配方，在综合利用赤泥的同时，将砷污染土壤合理有效利用，解决土壤重金属污染问题；所述免烧砖以赤泥、砷污染红壤、骨料为主要原料制备得到，赤泥的质量百分比为35%-55%:砷污染红壤30%-40%:骨料的质量百分比为8%-15%。
[0009]所述赤泥为拜耳法、烧结法和联合法之一或混合氧化铝生产过程中产生的工业废渣；砷污染土壤(如砒霜厂场区内污染红壤)。
[0010]所述骨料为冶金工业固体废弃物(有色金属如铜、铅、锌等及黑色金属冶炼炉渣)及煤渣中的一种或者多种任意混合物。
[0011]本发明所述免烧砖的制备方法为常规免烧砖的制备方法:经混料、静压成型、养护等工艺过程后得到免烧砖。
[0012]按监测项目取样，进行产品性能监测，同时进行浸出毒性实验检测，确保重金属溶出低于国家标准。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下特点:
(I)与其他赤泥生产免烧砖相比，可以不需要加任何的有价原料，原料为废渣以及污染土壤，做到废物再利用。
[0014](2)在处理大宗工业固废赤泥的同时，也提出了一条技术可行的污染土壤的处置方式，充分利用赤泥的物理化学性质，在做到资源化的同时，也实施了污染土壤的安全处置，真正做到废渣资源化以及绿色化。
[0015](3)本方案处置的污染土壤，经重金属浸出毒性检测满足国家相应标准，工艺简单，经济可行，可作为一种污染土壤的安全处置方式推广。
[0016]本方案结合我国氧化铝赤泥产量大，利用率低以及重金属污染土壤难于处理的实际情况，充分利用赤泥、以及砷的物理化学特性，在有效解决了污染土壤难于处置的问题的同时，也做到了赤泥、污染土壤的资源化利用，其产品性能符合建筑用标转质量要求，也符合相应环保处置相关要求，为后续的赤泥以及污染土壤的资源化利用开辟了一条新的途径。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0018]实施例1
本实施例所述免烧砖以赤泥、砷污染红壤、骨料为主要原料制备得到，赤泥的质量百分比为45%:砷污染红壤40%:骨料(铜冶炼渣)的质量百分比为15%。原料赤泥来自云南文山某氧化铝厂，砷污染土壤来自文山某矿区周边，骨料来自江西某铜冶炼厂。
[0019]本实施例所述免烧砖的制备方法具体包括以下步骤:
(I)砷污染土壤的预备处理:将砷污染红壤经自然风干并除去草根、石块等杂物，研磨破碎后，过20目尼龙筛，然后将筛余物再进行破碎，使得粒度大于20目的以上砷污染红壤比例小于15%。
[0020](2)原料混合:将按质量混配后的赤泥、砷污染土壤以及相应的骨料充分搅拌，混合料:水质量比为100:20的比例在搅拌的同时加水，搅拌时间为10~16分钟。
[0021](3)混合后的物料经强制给料装模、压制成型，生坯经过自动码垛进行码坯，再由从拖车送入蒸养釜蒸汽养护，维持正常养护温度170°C，养护5~7小时得到免烧砖。