一种利用赤泥固废制备具有光催化功能水泥砂浆的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法，是取赤泥固体废弃物在500～600℃烧结2～5小时，过筛，制得0.12mm～0.15mm的颗粒状赤泥；然后与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合搅拌制得具有光催化功能的水泥砂浆。本发明专利技术利用了烧结赤泥中的Fe

A method of using solid waste red mud preparation with photocatalytic function of cement mortar

The invention discloses a method for using red mud solid waste preparation with photocatalysis function of cement mortar, from red mud solid waste in 500 ~ 600 DEG C sintered at 2 ~ 5 hours, sieving, granulated red mud to prepare 0.12mm ~ 0.15mm; then with cement, sand, polycarboxylate superplasticizer and water mixing cement the mortar was prepared with photocatalysis function. The present invention utilizes Fe in sintered red mud

【技术实现步骤摘要】
一种利用赤泥固废制备具有光催化功能水泥砂浆的方法
本专利技术属于水泥砂浆
具体涉及一种利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法。
技术介绍
赤泥是制铝工业中铝土矿提取氧化铝时产生的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝附带排放1.0～1.2吨赤泥。目前国际上对于赤泥大规模处置的方法主要是通过建设赤泥堆场，进行长期堆放。赤泥堆场的建设依据所处地理位置在山区可利用山谷深坑等地形建设；在平原地区可采用平地上堆出深坑建设；在临海地区采用管道直接输入深海中，使其自然沉积于海底等方法。这种方法占用大量土地，且赤泥中化学成分入渗土地，易造成土地碱化、沼泽化，地下水污染等生态环境问题。在目前资源紧缺、环境保护日益重要的当今社会，赤泥的回收利用及其综合治理已成为了焦点问题。赤泥的主要化学组成(质量百分数)是：SiO2(11.89％)，Al2O3(18.00％)，CaO(15.45％)，Fe2O3(35.98％)，MgO(0.421％)，MnO(0.142％)，TiO2(6.786％)，V2O5(0.101％)，Na2O(7.087％)，K2O(0.121％)，ZrO2(0.394％)，P2O5(0.186％)，SO3(0.387％)，Cr2O3(0.315％)，其他(2.72％)。赤泥固废资源化综合利用目前主要集中在以下领域：(1)金属元素的回收。赤泥中大量的铝、钛、钙、铁、钪等有价金属的回收再利用。(2)建筑材料应用领域。利用赤泥制备胶凝材料，路面基层材料、建材制品等。(3)环境修复领域。赤泥颗粒对水体中的贵金属离子和P、As等具有较好的吸附作用，可对污染水体进行净化；赤泥处理二氧化硫、硫化氢、氮氧化物等气体污染物。赤泥的规模化高附加值综合利用一直受到材料、环境以及产业界的关注。如专利CN102240551B以赤泥为原料，经过脱碱、酸化处理、沉淀、煅烧，制得可见光催化剂。所制备的光催化具有比表面积大、操作简单的特点。专利CN103537298B以不同产地的工业固体废弃物赤泥为原料，在化学激活剂的激发下，制备赤泥基聚合物光催化剂，实现对赤泥的完全利用，无三废排放，并应用于光催化分解水制氢反应，催化剂可循环使用。随着现代工业的发展，大量废气和交通工具排放中的挥发性有机物(VOC)和氮氧化物(NOx)对大气环境造成严重污染，对人体健康构成了严重的威胁，已成为必须面对和亟待解决的问题。尽管以光催化吸附、降解VOC和NOx成为改善大气质量的有效手段之一。但是，经对大量的专利及文献资料检索利用赤泥固体废弃物制备水泥砂浆以实现光催化净化大气中VOC和NOx的专利还未见报道。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术目的是提供一种利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法。本专利技术所述利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法，是将以拜耳法、烧结法或联合法获得的赤泥固体废弃物制备成颗粒状赤泥，然后与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合搅拌制得具有光催化功能的水泥砂浆；其特征在于：所述颗粒状赤泥的制备步骤是：(1)称取赤泥固体废弃物，在500～600℃烧结2～5小时；(2)将步骤(1)烧结后的赤泥固废进行粉碎，过100目～120目筛，使颗粒粒径为0.12mm～0.15mm，即获得颗粒状赤泥；所述颗粒状赤泥与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合的质量比是：200～300:100:100～500:0.2～0.3:30～50。上述利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法中：步骤(1)所述烧结赤泥固体废弃物的温度优选是550～600℃，时间优选是3～4小时。最优选是：烧结赤泥固体废弃物的温度为550℃，时间为3.5小时。上述利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法中：所述颗粒状赤泥与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合的质量比优选是：250～300:100:300:0.3:40～45。本专利技术所述方法制得的具有光催化功能的水泥砂浆及其在催化脱除挥发性有机物(VOC)、氮氧化物(NOx)，实现净化大气中的应用。利用本专利技术所述方法使水泥砂浆组分中添加了烧结处理后赤泥中的Fe2O3、TiO2、V2O5，具有吸收太阳光发生光催化作用，能够催化脱除挥发性有机物(VOC)、氧化氮氧化物(NOx)，起到净化大气的功能。本专利技术对于利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆中的常规组分水泥、砂和水的规格及用量没有特别要求，本领域技术人员还可以根据实际情况需要自行进行设定。本专利技术公开了一种利用赤泥固体废弃物制备具光催化净化大气的水泥砂浆的方法，利用所述水泥砂浆中添加的热处理后的赤泥中的Fe2O3、TiO2、V2O5具有的吸收太阳光发生光催化作用，实现了催化氧化VOC和NOx，起到净化大气的功能，可用于建筑物的立面抹面、水泥路面、公路隧道和车库等领域。本专利技术中使用的赤泥固体废弃物为来自铝业生产的固体废弃物，本方法的应用减少了赤泥对环境造成的污染，同时利用其中的Fe2O3、TiO2、V2O5光催化净化大气环境改善大气质量，为赤泥的高附加值规模化应用提供新方法，同时还具有重要社会效益和经济效益。总之，本专利技术的突出优点是：1.砂浆中以赤泥代替部分砂，实现固体废弃物资源化，达到可持续发展的目的；2.砂浆中含有Fe2O3、TiO2、V2O5光催化剂，具有净化大气环境的功能。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术所保护范围不限于此。此外应理解，在阅读了本专利技术讲述的内容后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动和修改，而等价形式的修改同样落于本申请权利要求所限定的范围。实施例1颗粒状赤泥的制备(1)称取赤泥固体废弃物100kg，在550℃烧结3.5小时；(2)将步骤(1)烧结后的赤泥固废进行粉碎，过100目～120目筛，使颗粒粒径为0.12mm～0.15mm，即获得颗粒状赤泥。实施例2利用赤泥制备光催化功能水泥砂浆，适用于工程抹面施工。以按实施例1方法制得的热处理赤泥为原料，具体原料配合比见表1。催化剂性能评价通过以下装置实现：反应器：密闭通风管道，中间装填2块水泥砂浆片，装置顶部安装紫外灯。以甲醛、苯、甲苯、一氧化氮为模拟气体污染物，每隔30min，分别采集进口和出口采样点空气样品，测试污染物浓度，求平均值，计算光催化剂对气体污染物的一次净化效率。气体流速为1.00L/min和2.00L/min，温度为室温，空气湿度为50±5％。光催化功能砂浆的催化效果评价见表7。表1：实施例3利用赤泥制备光催化功能水泥砂浆，适用于工程抹面施工。以按实施例1方法制得的热处理赤泥为原料，具体原料配合比见表2。光催化功能砂浆如实施例2中的方法测试，催化效果评价见表7。表2：实施例4利用赤泥制备光催化功能水泥砂浆，适用于工程抹面施工。以按实施例1方法制得的热处理赤泥为原料，具体原料配合比见表3。光催化功能砂浆如实施例2中的方法测试，催化效果评价见表7。表3：实施例5利用赤泥制备光催化功能水泥砂浆，适用于工程喷涂施工。以按实施例1方法制得的热处理赤泥为原料，具体原料配合比见表4。光催化功能砂浆如实施例2中的方法测试，催化效果评价见表7。表4：实施例6利用赤泥制备光催化功能水泥砂浆，适用于工程抹面施工。以按实施例1方法制得的热处理赤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法，是将以拜耳法、烧结法或联合法获得的赤泥固体废弃物制备成颗粒状赤泥，然后与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合搅拌制得具有光催化功能的水泥砂浆；其特征在于：所述颗粒状赤泥的制备步骤是：(1)称取赤泥固体废弃物，在500～600℃烧结2～5小时；(2)将步骤(1)烧结后的赤泥固废进行粉碎，过100目～120目筛，使颗粒粒径为0.12mm～0.15mm，即获得颗粒状赤泥；所述颗粒状赤泥与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合的质量比是：200～300:100:100～500:0.2～0.3:30～50。

【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥固体废弃物制备具有光催化功能水泥砂浆的方法，是将以拜耳法、烧结法或联合法获得的赤泥固体废弃物制备成颗粒状赤泥，然后与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合搅拌制得具有光催化功能的水泥砂浆；其特征在于：所述颗粒状赤泥的制备步骤是：(1)称取赤泥固体废弃物，在500～600℃烧结2～5小时；(2)将步骤(1)烧结后的赤泥固废进行粉碎，过100目～120目筛，使颗粒粒径为0.12mm～0.15mm，即获得颗粒状赤泥；所述颗粒状赤泥与水泥、砂子、聚羧酸减水剂和水混合的质量比是：200～300:100:100～500:0.2～0.3:30～50。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞来学，冯正义，唐新德，史红，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37