赤泥在水泥生料应用中碱含量的控制.pdf

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1、兰Q12生篁!!塑f簋簋至!!塑】江亘建堑瘗旦班塞赤泥在水泥生料应用中碱含量的控制一江望一江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏南京211103摘要：本文由赤泥的概念、运用现状展开，描述了赤泥作为工业废弃物可以有变废为宝的价值和潜力，并且搜集了国内外对于赤泥的应用现状，尤其对于赤泥中碱含量过高而影响其作为水泥生料的效率问题，进行了深人的讨论，并得出相应的处理措施。关键词：赤泥碱水泥生料1关于赤泥赤泥又称红泥，是氧化铝生产过程中(铝土矿在强碱中浸出氧化铝)排放出的工业废渣，由于铝土矿中铁的含量较高，导致其产生的废渣与红色的泥土相似，所以称其为赤泥。而

2、根据氧化铝生产工序的不同，赤泥又可以分为烧结法赤泥和拜耳法赤泥两类。由于我国的铝土矿是一水硬铝石型，且其中低品位的占到80％以上，因此中国常用的赤泥生产工艺为烧结法，赤泥也就主要为烧结法赤泥(占赤泥总排放量的90％)，烧结法赤泥也是我们此次研究的重点。赤泥主要含有Fe、si、ca，A1、Ti、Na，K等元素外，还含有少量的V、sc、Ga、Cr、Zr、Nh、Ta、n等稀土元素等。1．1研究综合利用赤泥的原因(1)产量大：一般情况下，生产lt的氧化铝，伴随着就会产生0．5～2．0t的赤泥。目前世界上年产赤泥约7千万吨，累积存量达到2亿吨。随着我国氧

3、化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，预计到2015年，赤泥累计堆存量将达到3．5亿吨。如此巨大的数量，在处理过程中不但消耗了大量的能源、资源、人力和物力。如果不加以利用，而是采用堆积的方式，占用大量土地之余，更会对环境造成不可估量的影响。(2)污染严重：赤泥的堆放小仅占用大量土地和农田，耗费了较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的剩余碱液能像地下渗透，造成土壤碱化、沼泽化，污染地表地下水源，贮灰场中的赤泥由于风蚀扬尘会影响大气能见度，在潮湿空气中对建筑物表面有侵蚀性破坏生态环境等恶性后果。(3)可利用：由

4、于赤泥含有的各类氧化物以及金属元素，使其可以运用在如微品玻璃生产、陶瓷生产、道路基层建设等领域，尤其是其中大量的氧化钙和氧化硅是水泥生产的主要原料，所以在水泥(如生料、掺合料、碱矿渣激发水泥)和混凝土生产行业有着非常广阔的运用前景。这也是本文着重研究的方向。2赤泥作为水泥生料的应用及存在的问题2．1应用方式用作生料：普通硅酸盐水泥是用量最大的建筑材料之一。我国又是每年生产水泥最多的国家。为了生产水泥，每年都要消耗大量的黏土，碳酸钙，二氧化硅。烧结法赤泥氧化钙含量高，适合制造建筑材料。我国借助国内赤泥高钙、高硅而低铁的特点，利用赤泥烧制水泥成为一

5、条可喜的废渣利用途径。中国在1963年开始用它作为普通水泥的生料。以赤泥、石灰石、矾土为原料，在1300qE条件下成功烧制出满足P-042．5强度要求的硫铝酸盐水泥，并测其水泥净浆1d、3d、28d龄期的抗压强度分别为42MPa、50MPa、65MPa，抗折强度分别为8．0MPa、8．5MPa、12．5MPa。普通水泥生料和掺加3．5％赤泥水泥生料烧成水泥的性能：在1450。C下烧成，对两种水泥进行了化学分析和微观分析表明赤泥的掺加对水泥微观结构无影响。赤泥的掺加对水泥的易磨性、水泥凝结时间、抗压强度和膨胀性无不利影响。原理：由于赤泥的主要化学

6、成分为二氧化硅，氧化钙，氧化铝和氧化铁，与硅酸盐水泥的生料比较接近，可将其同适量石灰石、砂岩等混合制备水泥生料。从物相上来看，赤泥含有大量的B一硅酸二钙，是水泥的主要物相之一，在生产水泥熟料时能起晶种的作用。赤泥的添加对降低能耗，提高水泥的早期强度、抗折强度和提高抗硫酸盐侵蚀能力·4·有一定的贡献。2．2赤泥应用中存在的问题(1)赤泥的成分易产生波动：受氧化铝生产工艺和铝土矿组成的影响以及随时间推移赤泥会与水、空气以及自身的一些成分发生化学反应，使其化学成分发生一些变化；(2)赤泥的高碱性：泥在溶出时经碱液浸泡，使得赤泥中残留一定量KOH、Na

7、OH等可溶性强碱。另外，赤泥颗粒表面吸附的离子类型对其pH也有一定的影响。其中，在烧结法赤泥中含碱R20(即Na20+K20)一般在2，5％～3，0％范围内，碱的主要成因来源于熟料烧结过程生产的碱不溶性三元化合物(Na20·CaO·SiO，)和熟料溶出、赤泥分离过程中发生的二次反应生成的含碱化合物即含水铝硅酸钠(Na20·A120j·Si02·nH20)，此外，赤泥颗粒网状结构发达，吸附少量碱化合物和进入晶格孑L穴Na+构成的物理性质结合。这些碱含量都是水泥熟料中的有害成分，其高低直接影响赤泥的配料比、熟料烧成、能耗、水泥产品质量及设备产能等，

8、严重制约着赤泥利用率的提高，而且使赤泥标号下降，引起建筑物变形、开裂。因此。如何有效的降低赤泥中的碱含量是现目前国内外赤泥应用行业中最为棘手也是最广泛