【摘 要】
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随着我国工业的不断发展,氧化铝的需求日益增多,促使氧化铝的生产技术也不断成熟。而伴随氧化铝产出量翻倍的同时,其工业副产物赤泥也随之成倍增加,已成为排放量最大的工业固体废弃物之一。赤泥的堆积不仅占用土地污染土壤,而且粉尘飞扬污染空气,赤泥浆液下渗到地里污染水源,其中重金属和放射性均对动植物和人体有害。因此,赤泥的处理与利用成为亟待解决的难题。本文针对当前大量工业固废赤泥急需处理与利用的现状,基于赤泥
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随着我国工业的不断发展,氧化铝的需求日益增多,促使氧化铝的生产技术也不断成熟。而伴随氧化铝产出量翻倍的同时,其工业副产物赤泥也随之成倍增加,已成为排放量最大的工业固体废弃物之一。赤泥的堆积不仅占用土地污染土壤,而且粉尘飞扬污染空气,赤泥浆液下渗到地里污染水源,其中重金属和放射性均对动植物和人体有害。因此,赤泥的处理与利用成为亟待解决的难题。本文针对当前大量工业固废赤泥急需处理与利用的现状,基于赤泥资源化利用的技术需求,提出以铝厂赤泥和粉煤灰为主要原料,钢渣作为骨料,加入水泥和自主研发外加剂CS-1制备赤泥环保免烧砖的技术路线。本文主要从以下几个方面进行了探究:(1)系统研究了赤泥、粉煤灰、生石灰、矿渣微粉、钢渣、外加剂等掺量对赤泥环保免烧砖力学性能的影响,设计正交试验确定了最佳配比。(2)研究了最佳成型压力、陈化时间、养护制度、养护时间等制备工艺参数。(3)对工业化生产的一批赤泥环保免烧砖制品进行了性能检测。(4)通过SEM、XRD等微观分析方法分析相关作用机理。本文通过对以上几个方面内容的探究,获得了良好的实验结果和数据规律,能够为赤泥固废制备环保免烧砖提供研究基础和技术参考。具体结论如下:(1)确定了赤泥与粉煤灰的最佳配比为6:4,掺入适量生石灰、矿渣微粉、钢渣可以在一定范围内提高试样的性能,但超出范围后会使试样力学性能下降。(2)通过设计正交试验得出适用于工业生产最佳配方为赤泥:粉煤灰:钢渣:水泥:外加剂=30:20:30:10:1。(3)实验室最佳成型压力为40 MPa,工业上可选择30 MPa。陈化时间2 h,养护时间28 d。工业上对制品进行养护时应保持水分的充足。(4)工业生产了一批赤泥环保免烧砖,其性能检测可达到相关标准,抗压强度为26.40 MPa,抗折强度为1.77 MPa,软化系数为0.87。对使用原料及外加剂最佳配比制得的试样进行各方面性能检测,力学性能有明显提高,无泛霜现象。内放射性为1.186,外放射性为1.320,可适用于部分装饰装修材料。赤泥超标重金属铬和砷在赤泥环保免烧砖中含量分别为0.39 mg/L和0.0017 mg/L,远低于国家标准5 mg/L。满足实际生产需求,可以进行生产。(5)对制备的赤泥环保免烧砖试样进行XRD、SEM等表征分析,发现制品中生成了凝胶,使得制品内部结构更加密实,因而强度越高,性能越好。自主研发外加剂CS-1对于降低制品的放射性和重金属浸出含量有一定效果。
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