烧结法赤泥烧制水泥熟料的研究

烧结法赤泥烧制水泥熟料的研究

作者：赵杰 章林 王乃文 苏同兴

来源：《城市建设理论研究》2013年第02期

[摘要] 赤泥可用作水泥的钙质原料，本文通过改性等特殊处理，采用提碱后的赤泥，研究得出赤泥加入生料中烧制熟料时最佳比例在15%左右。 [关键词]赤泥烧制水泥熟料研究

[Abstract] red mud can be used as a calcium cement raw materials, this paper through the the modified special treatment, the use of red mud after mentioning alkali studies red mud Join fired clinker raw meal 15%or so.

[Key words] red mud firing cement clinker research

中图分类号： D912.6文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

赤泥亦称红泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，根据工艺不同分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥。一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生 1.0～2.0吨赤泥。 据统计，全世界每年产生的赤泥约6000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上，累积赤泥堆存量高达5000万吨，而其利用率仅为15%左右。由于赤泥化学结合碱难以脱除且含量大，又含有氟、铝及其他多种杂质等原因，赤泥废渣的处置和综合利用成为一个世界性的大难题。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，不但对土壤、生态造成污染破坏，而且淋溶水下渗也严重威胁地下水安全，因此对环境造成了严重的污染。

赤泥中主要成分以SiO2、CaO为主，占50%以上，可用作水泥的钙质原料，本文结合烧结法赤泥成分与性质，通过改性等特殊处理，进行了赤泥烧制水泥熟料的研究。 1 试验 1.1 试验原料

本项目研究所用的赤泥为山东某铝厂原遗留烧结法赤泥，分析其物理化学性质和矿物组成如下：

采样烧结法赤泥呈粉状或固结为块状，颜色为灰色或暗红色，随着含铁量不同而发生变化，为弱胶凝性的碱性钙质材料，pH值约为12，提碱后赤泥的pH值约为9～10。赤泥具有较

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大内表面积，比表面积为64.09～186.9m2/g，空隙比为2.53～2.95，粒径为0.075～0.005mm的粒组大约占90%左右。比重2.84～2.87g/m3，其化学成分见表1。 表1试验用赤泥的化学组成

粉煤灰为原料以石灰石烧结法的熔渣赤泥进行X射线分析，结果如图1所示。 图1赤泥X射线衍射图

由图1可以看出，赤泥中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、Ca3Al2Si2O8(OH)4、γ-C2S、FeO、FeS和Na2S矿物质，还可能含有少量的CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3、β-C2S等物质。 1.2 试验方法

赤泥中主要成分以SiO2、CaO为主，占50%以上，高温烧结形成C2S等矿物组分，可用作水泥的钙质原料，其中含有的Fe2O3是较好的铁质原料。

赤泥中含有少量的TiO2（烧成熟料后含0.5%左右），能与各熟料矿物形成固溶体，特别是对β-C2S起稳定作用，可提高水泥强度。但若TiO2量过高（超过1%），则减少水泥中的阿利特（C3S），从而影响水泥强度。究其原因，由于赤泥是一种强碱性物质，直接使用赤泥烧制熟料，易使水泥熟料的碱含量超标，致使其强度指标降低；可见，必须将其改性处理后才能用于熟料烧制，主要就是提碱。

本项目研究采用提碱后的赤泥，其pH值为9～10.在山东某立窑水泥厂进行试验。赤泥分别按0%（基准配比）、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%质量分数掺入生料，烧制熟料后测试其28d强度，找出其最佳加入比例，并对最佳比例下生料及熟料的化学成分及水泥质量进行了分析。 2 结果分析

生料中不同加入比例烧制熟料后，其抗折强度和抗压强度影响曲线见图2。 图2生料中赤泥加入量对水泥28d强度的影响曲线 由图2可知，在生料中加入赤泥的最佳比例为15%左右。 使用赤泥前后的试验用生料熟料的化学分析见表2。 表2使用赤泥前后生料及熟料的化学分析（%） 通过以上配比用熟料磨制水泥的质量数据分析见表3。

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表3水泥质量数据分析 3 研究结论

（1）经试验，赤泥加入生料中烧制熟料时最佳比例在15%左右。

（2）在此比例下，采用赤泥配料后熟料标准稠度用水量减少0.7%，凝结时间无变化，熟料小磨粉磨时间减少3min，熟料易磨性好于原配料，熟料物理性能的这些变化可能与TiO2的增加、为了重金属离子解毒加入的还原剂FeSO4及加入固氟催化剂有关。 （3）熟料强度比原孰料强度略高。 参考文献：

【1】姜平国，王鸿振.从赤泥中浸出钛的研究.中国有色冶金 综合利用与环保.2008.4(2),52-54.

【2】邱贤荣，齐砚勇.赤泥在水泥中的合理利用. 水泥技术.2011(6),103-105. 【3】任根宽. 用改性赤泥为原料制备水泥. 化工环保. 2008(6),526-530.

【4】周文献，谢友均，刘宝举.赤泥对粉煤灰激发作用的试验研究. 混凝土. 2002(1),37-40.