含赤泥的高压砖组成物、高压砖制作方法及高压砖技术

一种含赤泥的高压砖组成物，包含赤泥、无机粉体及碱活化液，所述碱活化液包括碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐，及水，所述无机粉体包含高炉矿渣，且以所述赤泥及无机粉体粉的重量百分比为100wt％计，所述赤泥的含量介于50至80wt％，所述碱活化液的二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比值介于0.8至1.5，二氧化硅与氧化铝的摩尔比值介于50至100，且所述高压砖组成物的碱活化液的重量百分比介于5至15wt％。此外，本发明专利技术还提供一种由所述的高压砖组成物制成的高压砖，及制作所述高压砖的高压砖制作方法。

【技术实现步骤摘要】
含赤泥的高压砖组成物、高压砖制作方法及高压砖
本专利技术涉及一种高压砖组成物、高压砖制作方法及高压砖，特别是涉及一种含赤泥的高压砖组成物、高压砖制作方法及高压砖。
技术介绍
赤泥是氧化铝工业生产过程排放的强碱性固体废弃物，一般平均每生产1吨氧化铝，大约会附带产生1.0～2.0吨赤泥。赤泥由于组成复杂且具有高碱性，资源化利用难。因此，长久以来，废弃的外排赤泥大多是以堆存方式为主，不仅污染事故频发，且对环境安全有诺大的影响。因此，赤泥的处置与赤泥的资源化再生利用一直是相关业者积极努力开发的方向。由于赤泥含有类似硅酸盐水泥熟料的矿物成分，因此，目前可较大量消耗赤泥的用途为利用赤泥作为生产建筑材料的其中一种原料，不仅可有效解决赤泥堆存的问题，还可将废弃物资源再利用。例如，专利公布号第CN104844141A号公开一种基于赤泥原料的免蒸砖及其制备方法，由其公开内容可知主要以赤泥为主要原料，以石灰、石膏、高炉矿渣微粉为补料，以水玻璃为碱性激发剂而得的一种可常温固化，免烧结、免蒸汽的免蒸砖。而由CN104844141A说明书可知，当赤泥的含量为70％时，其28天平均抗压强度最大可达约23.67MPa。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于制备具有高抗压强度的高压砖的高压砖组成物。本专利技术高压砖组成物，包含：赤泥、无机粉体及碱活化液。所述碱活化液包括碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐，及水。所述无机粉体包含高炉矿渣。其中，以所述赤泥及无机粉体粉的重量百分比为100wt％计，所述赤泥的含量介于50至80wt％，所述碱活化液的二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比值介于0.8至1.5，二氧化硅与氧化铝的摩尔比值介于50至100，且所述高压砖组成物的液体的重量百分比介于5至15wt％。较佳地，本专利技术所述含赤泥的高压砖组成物，其中，每千克的赤泥含有所述碱金属原子的摩尔数介于2摩尔至8摩尔。较佳地，本专利技术所述含赤泥的高压砖组成物，其中，所述无机粉体还包含粉煤灰、电石渣，或前述其中一组合。较佳地，本专利技术所述含赤泥的高压砖组成物，其中，所述赤泥及无机粉体的重量和与所述碱活化液重量的比例介于1:0.1至1:0.15。较佳地，本专利技术所述含赤泥的高压砖组成物，还包含骨料，所述骨料选自天然的河砂、石粒、钢渣或人造骨材，且所述骨料的重量不大于无机粉体粉重量的4倍。本专利技术的另一目的在于提供一种含赤泥的高压砖制作方法。本专利技术含赤泥的高压砖制作方法，包含：提供一如前所述的高压砖组成物，将赤泥与所述无机粉体混拌，得到第一预混物。将所述第一预混物，与所述碱活化液进行混拌，得到第二预混物。将所述第二预混物置入一压砖机压锭成型，得到成型砖。将所述成型砖进行高压蒸汽养护，而制得高压砖，其中，所述高压蒸汽养护是在压力介于1至2MPa、温度介于180至215℃，且蒸养时间至少3小时的条件下进行。较佳地，本专利技术所述含赤泥的高压砖制作方法，其中，所述碱活化液是利用喷雾方式与所述赤泥混合，而得到粉粒状的所述第二预混物。较佳地，本专利技术所述含赤泥的高压砖制作方法，其中，所述赤泥是经过干燥及破碎的前处理后而得。本专利技术的另一目的在于提供一种具有高抗压强度的高压砖。其中，所述高压砖是由前述含赤泥的高压砖制作方法所制得，且所述高压砖的抗压强度大于20MPa。本专利技术的有益效果在于：提供一种可含有高比例赤泥的高压砖组成物，利用高压砖组成物中各组分比例的调控及碱活化组成的选择，而可用于制备得到具有高抗压强度的高压砖。附图说明图1是说明本专利技术实施例高压砖的制作方法的文字流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术高压砖的一实施例，是利用将一含有赤泥的高压砖组成物，经由高压及蒸养后而制得。所述高压砖组成物包含赤泥、无机粉体及碱活化液。其中，所述赤泥是指一般氧化铝工业生产过程排放的固体废弃物。要说明的是，由于赤泥的含水率约20至25％且含有较大量的黏土矿物，容易造成假性结块，若直接使用不易分散且容易聚集，而使得所述第一预混物有分散不均的问题。因此，较佳地，所述高压砖组成物的赤泥是先经过干燥及预粉碎的前处理而得。所述无机粉体包含高炉矿渣，且所述无机粉体可再选择性的进一步包含粉煤灰、黏土、其它炉渣(电石渣)、熔渣、火山灰、黏土，或前述的其中一组合，且所述高炉矿渣为粉状的高炉矿渣粉。其中，以所述赤泥及无机粉体的重量百分比为100wt％计，所述赤泥的含量介于50至80wt％。所述碱活化液包括碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐，及水。其中，所述碱金属氢氧化物可选自氢氧化纳及/或氢氧化钾，所述碱金属铝酸盐可选自铝酸钠及/或铝酸钾，所述碱金属硅酸盐可选自硅酸钠及/或硅酸钾。其中，所述碱活化液的二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比值(SiO2/M2O，M为碱金属元素)介于0.8至1.5，二氧化硅与氧化铝的摩尔比值(SiO2/Al2O3)介于50至100。且所述高压砖组成物的液体的重量百分比介于5至15wt％。于一些实施例中，每千克的赤泥含有所述碱金属原子的摩尔数介于2摩尔至8摩尔。于一些实施例中，所述赤泥及无机粉体的重量和与所述碱活化液重量的比例介于1:0.1至1:0.15。于一些实施例中，所述高压砖组成物还可进一步包含骨料。所述骨料可选自天然的河砂、石粒、钢渣或人造骨材，且可依据需求而具有不同粗细。且当所述高压砖组成物包含骨料时，所述骨料的重量不大于无机粉体粉重量的4倍。参阅图1，所述实施例的高压砖的制作方法，包含步骤21至24。首先进行所述步骤21，将所述高压砖组成物的赤泥与无机粉体进行混拌后，得到第一预混物。接着，进行步骤22，将所述第一预混物与所述碱活化液进行混拌，得到成粉粒状的第二预混物。然后，进行步骤23，将所述第二预混物置入一压砖机压锭成型，得到成型砖。其中，较佳地，所述压砖机是于压力100至200kgf/cm2的条件下进行压锭，而得到所述成型砖。最后，进行步骤24，将所述成型砖进行高压蒸汽养护，即可得到所述高压砖。详细的说，该步骤24是先将所述成形砖自压砖机取出，并于室温静置反应干燥至少8小时后，再将经过静置干燥后的所述成型砖进行高压蒸汽养护，即可得到所述高压砖。其中，所述高压蒸汽养护是在压力介于1至2MPa、温度介于180至215℃，且持温及持压时间至少3小时的条件下进行。由于本专利技术所述高压砖组成物的水含量为来自碱活化液，而碱活化液相较粉体类(赤泥及无机粉体)的比例较低，因此，与碱活化液混拌后得到的所述第二预混物为成粉粒状。故，当后续配合利用高压方式令所述第二预混物成型时，颗粒(粉粒)与碱液会因受压使得局部温度上升加速反应，而脱水胶结成型。此外，重要的是本案的碱活化液进一步添加碱金属铝酸盐，借由碱金属铝酸盐的添加可以使无机粉体表面的氢氧基(至OH)更易反应完全，使得成型的胶结材料结构更完整进而增强其强度，而使得产品的耐久性增加。因此，所制成的高压砖的抗压强度可大于20MPa。并可依照实际需求制作需要的强度。于一些实施例中，为了可令所述第一预混物与所述碱活化液可更混拌均匀，所述碱活化液可利用喷雾方式与所述第一预混物进行混拌，以有利于提升混拌均匀性。前述制作方法，当所述高压砖组成物进一步包含骨料时，是将所述骨料与赤泥与无机粉体同时进行混拌，而得到所述第一预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含赤泥的高压砖组成物，其特征在于：包含：赤泥、无机粉体及碱活化液，所述碱活化液包括碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐，及水，所述无机粉体包含高炉矿渣，且以所述赤泥及无机粉体粉的重量百分比为100wt％计，所述赤泥的含量介于50至80wt％，所述碱活化液的二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比值介于0.8至1.5，二氧化硅与氧化铝的摩尔比值介于50至100，且所述高压砖组成物的碱活化液的重量百分比介于5至15wt％。

【技术特征摘要】
1.一种含赤泥的高压砖组成物，其特征在于：包含：赤泥、无机粉体及碱活化液，所述碱活化液包括碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐，及水，所述无机粉体包含高炉矿渣，且以所述赤泥及无机粉体粉的重量百分比为100wt％计，所述赤泥的含量介于50至80wt％，所述碱活化液的二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比值介于0.8至1.5，二氧化硅与氧化铝的摩尔比值介于50至100，且所述高压砖组成物的碱活化液的重量百分比介于5至15wt％。2.根据权利要求1所述含赤泥的高压砖组成物，其特征在于：每千克的赤泥含有所述碱金属原子的摩尔数介于3摩尔至8摩尔。3.根据权利要求1所述含赤泥的高压砖组成物，其特征在于：所述无机粉体还包含粉煤灰、电石渣，或前述其中一组合。4.根据权利要求1所述含赤泥的高压砖组成物，其特征在于：所述赤泥及无机粉体的重量和与所述碱活化液重量的比例介于1:0.1至1:0.15。5.根据权利要求4所述含赤泥的高压砖组成物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑大伟，李韦皞，
申请(专利权)人：江苏瑜工环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32