一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法技术

本发明专利技术公开了一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：通过电解锰渣和赤泥无害化处理后，与铝矾土共同加入去离子水，进行均质除腐得到陶瓷砖生料，再加入去离子水后压制得到陶瓷砖坯体，将陶瓷砖坯体烘干后高温煅烧得到建筑陶瓷砖成品。本发明专利技术采用上述方法的一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，无害化处理的残渣掺量可达56％，并且制备的建筑陶瓷砖抗压强度较大，实现了在不影响陶瓷砖性能的情况下，大幅度提高了残渣利用率的目的，大大降低生产成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法


[0001]本专利技术涉及建筑陶瓷砖制备
，特别是涉及一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法。

技术介绍

[0002]电解锰渣是生产金属锰过程中产生的酸性渣，平均每生产1吨金属锰约产生10
‑
12吨电解锰渣。电解锰渣中不仅含有大量的氨氮物质和可溶性锰离子，还含有及Cr
3+
、Cu
2+
、Ni
2+
、Zn
2+
等重金属。其中，氨氮物质和锰离子为电解锰渣主要的危害物。目前，电解锰渣的主要储存方式为渣场堆放，电解锰渣的堆存不仅占用大量土地，而且在堆存过程中氨氮物质和可溶性锰离子的浸出对土壤、地下水以及生态系统造成不可逆的影响。因此电解锰渣的无害化处理与资源化利用是学术界关注的焦点。
[0003]赤泥是生产氧化铝过程中产生的碱性渣，平均每生产1吨氧化铝约产生1
‑
2.5吨赤泥。赤泥中含有大量的碱性钠，其PH值大约为9
‑
10。除此之外，赤泥中也含有Cr
3+
、Cu
2+
、Ni
2+
等重金属。其中，赤泥的中的碱性物质为主要的污染源。目前，赤泥的主要储存方法仍是露天堆存，大量的赤泥堆存浪费土地资源，污染周围环境。因此，赤泥的脱碱与资源化利用也是急需解决的问题。
[0004]陶瓷砖作为铺设地面和墙壁的陶瓷制品，在建筑行业中的需求量持续增加。因此，对用于制备陶瓷砖的原料也有巨大的需求量。传统陶瓷砖主要以粘土、石英、长石等不可再生的天然资源作为制备原料。随着矿产资源的开发，这些天然资源逐渐枯竭，因此急需寻找高附值的可替代原料。电解锰渣和赤泥化学组成中含有大量的氧化硅与氧化铝，可作为陶瓷砖的硅源和铝源，除此之外还含有少量Na2O、K2O、MgO可作为烧结助剂，因此电解锰渣和赤泥可作为建筑陶瓷砖的制备原料，这不仅解决两种工业固废堆存处置带来的环境问题，也可大幅提高其利用价值。但是未经处理的电解锰渣制备的建材存在氨氮物质和锰离子浸出的潜在危险。而未经处理的赤泥制备的建材会出现返碱及“泛霜”现象。以往电解锰渣的无害化处理方式主要采用碱性物质、化学试剂、电场转化等方法处理电解锰渣的氨氮物质的锰离子。赤泥的无害化处理方式主要采用酸性物质、酸性气体、化学试剂等方法对赤泥中的碱性物质进行处理。这些方法有效实现了电解锰渣和赤泥的无害化处理，但是处理成本高，且没有实现资源化利用，导致无法工业化。
[0005]本专利技术对电解锰渣和赤泥应用于建筑陶瓷砖大量研究。针对电解锰渣和赤泥的相互无害化处理，建筑陶瓷砖的制备方法进行探究，得到电解锰渣与赤泥相互处理的适宜条件，并将其利用于建筑陶瓷砖，为电解锰渣和赤泥的无害化处理及资源化利用提供一种新的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，以解决上述电解锰渣和赤泥分开进行无害化处理造成处理成本较高和资源化利用较低的问
题，本专利技术利用两者混合进行无害化处理并制备了抗压强度较高、密度较高的陶瓷砖。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
[0008](1)将电解锰渣和赤泥分别烘干后，研磨，加入去离子水中，用恒速搅拌器搅拌，搅拌结束后抽滤得滤饼，滤饼经烘干后研磨，得到无害化处理后的残渣，即得A品，其中电解锰渣和赤泥的重量比为0.5
‑
1.5:1；
[0009](2)分别称取A品和铝矾土置于烧杯中，加入去离子水均质化，均质结束后烘干得陶瓷砖生料，即得B品，其中A品和铝矾土的重量比为50
‑
60:40
‑
50；
[0010](3)再往B品中加入去离子水后，压成陶瓷砖坯体，即得C品；
[0011](4)将C品干燥后，于高温炉中进行煅烧，高温炉以5℃/min的升温速率升至1000
‑
1200℃后保温0.5
‑
2.5小时进行煅烧，煅烧结束后随炉冷却至室温，即得建筑陶瓷砖成品。
[0012]优选的，所述步骤(1)中：电解锰渣和赤泥烘干后，并研磨至粒径小于200目，电解锰渣和赤泥与去离子水的固液比为1.0
‑
1.8g:1mL，用恒速搅拌器在400r/min的条件下搅拌320分钟，搅拌结束后抽滤得滤饼，滤饼经烘干后研磨，研磨粒径小于200目，得到无害化处理后的残渣，即得A品。
[0013]优选的，所述步骤(1)中：电解锰渣和赤泥烘干后，并研磨至粒径小于200目，电解锰渣:赤泥的重量比为1:1，电解锰渣和赤泥与去离子水的固液比为1.4g:1mL，用恒速搅拌器在400r/min的条件下搅拌320分钟，搅拌结束后抽滤得滤饼，滤饼经烘干后研磨，研磨粒径小于200目，得到无害化处理后的残渣，即得A品。
[0014]优选的，所述步骤(2)中：分别称取A品50
‑
60g和铝矾土40
‑
50g置于烧杯中，加入12g去离子水均质化6小时，均质结束后烘干后，研磨至粒径小于200目，得陶瓷砖生料，即得B品。
[0015]优选的，所述步骤(2)中：分别称取A品56g和铝矾土44g置于烧杯中，加入12g去离子水均质化6小时，均质结束后烘干后，研磨至粒径小于200目，得陶瓷砖生料，即得B品。
[0016]优选的，所述步骤(3)中：按照质量比往B品中加入12％去离子水后，压成陶瓷砖坯体，即得C品。
[0017]优选的，所述步骤(3)中：陶瓷砖坯体的压制强度为20Mpa，压制时间为1min。
[0018]优选的，所述步骤(4)中：C品干燥温度为80℃，干燥时间为24h。
[0019]优选的，所述步骤(4)中：高温炉以5℃/min的升温速率升至1150℃后保温1小时进行煅烧。
[0020]因此，本专利技术采用上述结构的一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，具有以下有益效果：
[0021](1)电解锰渣与赤泥相互无害化处理后，将电解锰渣中的氨氮有效去除，固化锰离子，同时脱除赤泥的碱性，有效避免了氨氮物质、锰离子以及碱性物质对环境危害，除此之外，两种废渣的相互处理还有效节约处理成本。
[0022](2)无害化处理的残渣与铝矾土按照配比混合制成陶瓷砖坯体，将陶瓷砖坯体烧结以后，其抗压强度较优，能达138MPa，可以在建筑陶瓷砖中应用。建筑陶瓷砖是指用于建筑工程的陶瓷砖制品，利用无害化处理后的残渣制备的建筑陶瓷砖具有较高的强度和密度以及较低的吸水率等优点。
[0023](3)在保证建筑陶瓷砖抗压强度的条件下，无害化处理的残渣掺量可达56％，在不影响陶瓷砖性能的情况下，大幅度提高了残渣的利用率。
[0024](4)本专利技术利用固体废弃物作为原料成分，大大降低了生产成本。除此之外，废渣中的氧化钠、氧化铁等氧化物在烧结过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将电解锰渣和赤泥分别烘干后，研磨，加入去离子水中，用恒速搅拌器搅拌，搅拌结束后抽滤得滤饼，滤饼经烘干后研磨，得到无害化处理后的残渣，即得A品，其中电解锰渣和赤泥的重量比为0.5
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1.5:1；(2)分别称取A品和铝矾土置于烧杯中，加入去离子水均质化，均质结束后烘干得陶瓷砖生料，即得B品，其中A品和铝矾土的重量比为50
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60:40
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50；(3)再往B品中加入去离子水后，压成陶瓷砖坯体，即得C品；(4)将C品干燥后，于高温炉中进行煅烧，高温炉以5℃/min的升温速率升至1000
‑
1200℃后保温0.5
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2.5小时进行煅烧，煅烧结束后随炉冷却至室温，即得建筑陶瓷砖成品。2.根据权利要求1所述的一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，其特征在于：所述步骤(1)中：电解锰渣和赤泥烘干后，并研磨至粒径小于200目，电解锰渣和赤泥与去离子水的固液比为1.0
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1.8g:1mL，用恒速搅拌器在400r/min的条件下搅拌320分钟，搅拌结束后抽滤得滤饼，滤饼经烘干后研磨，研磨粒径小于200目，得到无害化处理后的残渣，即得A品。3.根据权利要求2所述的一种电解锰渣与赤泥协同处理后制备建筑陶瓷砖的方法，其特征在于：所述步骤(1)中：电解锰渣和赤泥烘干后，并研磨至粒径小于200目，电解锰渣:赤泥的重量比为1:1，电解锰渣和赤泥与去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煜，张静，陈前林，李瑞，杨俊杰，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：