(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911400336.6
(22)申请日 2019.12.30
(71)申请人 兴化市永泰铝业有限公司
地址 225761 江苏省泰州市兴化市钓鱼镇
兴盐公路工业集中区
(72)发明人 朱志伟
(74)专利代理机构 南京科知维创知识产权代理
有限责任公司 32270
代理人 陈丹
(51)Int.Cl.
C04B 28/00(2006.01)
C04B 20/02(2006.01)
C01C 1/02(2006.01)
C22B 21/00(2006.01)
C22B 7/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种以铝灰制备免烧砖的工艺，
其特征在于包括以下工序：工序一铝灰预处理、
工序二原料混合、工序三压制成型及工序四养
护；本发明方法通过对铝灰的前处理将有害元素
有效根除，最大限度地回收了铝灰中的有用成
到附加价值较高的重熔铝；水浸脱氨实现了氨气
的集中回收，这避免了铝灰堆放过程中带来的大
气污染；氟化物的固定避免了铝灰堆放过程中对
地下水及土壤的危害；脱氨固氟后得到的高铝料
废渣作为生产免烧砖的原料，实现了铝灰处理的
无害化、资源化和效益化；本发明方法制备免烧
砖的工艺过程简便，操作条件温和，投资少，生产
成本低，
同时制得的免烧砖性能优良。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 111153637 A 2020.05.15
C N 111153637
A
1.一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于包括以下工序：工序一铝灰预处理、工序二原料混合、工序三压制成型及工序四养护；
工序一铝灰预处理包括以下步骤：
S1：将收集得到的铝灰经球磨筛分、炒灰及冷却筛分工段，得到残灰； S2：将所述残灰进行水浸脱氨操作后，再加入固氟剂反应，反应完成后经离心脱水分离得到废渣； 工序二原料混合：原料按以下质量百分比研磨均匀进行混合：60%-80%的所述废渣，10%-20%的水泥及10%-20%的骨料添加剂；所述骨料添加剂为粒度小于10mm的碎石与废石粉、粉煤灰、煤矸石、硅石
粉中的一种或两种以上的混合；向混合后的原料中再加入水进行搅拌操作；
工序三压制成型：将混合均匀的物料进行压制成型得到初坯；
工序四养护：所述初坯在避光避水处进行自然养护；
所述初坯养护结束后，制得所述免烧砖。
2.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于，S1中，所述球磨筛分阶段得到铝片与一部分所述残灰，所述铝片为120目以上的粗颗粒，所述残灰为120目以下的细颗粒，所述铝片进行所述炒灰工段后，得到铝水与热铝灰，所述铝水经冷却回收得到重熔铝，所述热铝灰经所述冷却筛分工段得到另一部分所述残灰。
3.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于所述炒灰工段于回转炉中进行。
4.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于所述冷却筛分工段于冷却桶中进行，所述冷却桶的外部采用水喷淋式进行热交换冷却，所述冷却桶的外部由冷却产生的水蒸气采用蒸汽排放管集中排放；所述冷却桶后端设有球磨室，所述球磨室配备有独立传动系统的筛分机以供筛分。
5.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于所述固氟剂为Ca (OH)2。
6.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于所述水泥型号为325#或425#中的一种。
7.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于所述工序二原料混合通过全自动制砖生产线中的搅拌系统完成，所述工序三压制成型通过所述全自动制砖生产线中的成型系统达成。
8.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于工序二中所述水的用量为所述废渣、所述水泥及所述骨料添加剂质量总和的10%-20%。
9.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于工序三压制成型中所述免烧砖成型压力为8-25MPa。
10.如权利要求1所述的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于所述工序四养护中自然养护时间为10-28d。
权 利 要 求 书1/1页CN 111153637 A
以铝灰制备免烧砖的工艺
技术领域
[0001]本发明涉及固体废物综合利用领域，特别是涉及一种以铝灰制备免烧砖的工艺方法。
背景技术
[0002]铝及再生铝的生产环节中会有大量铝灰的产生，其为固体废渣且成份中含有氮化铝及氟化物等有毒有害物，堆放或处理不当时，将会污染水体、土壤和空气，对环境造成危害。国家颁布的《国家危险废物名录》（2016版），标明铝灰为危险废物。全世界每年产生的铝灰量现已达到500万吨以上，基于此，铝灰的无害化处置及资源化利用问题的解决迫在眉睫。
[0003]免烧砖，又称环保砖或轻质砖，为一大类在生产过程中无需经高温煅烧制造而成的绿节能环保型砖体，我国大多采用粉煤灰、矿渣等固定废物来进行免烧砖的生产。本发明采用固定废渣铝灰为原料制备免烧砖，既满足了资源节约、绿环保的社会宗旨，也实现了企业的可持续性发展。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其实现了废弃铝灰渣的回收利用，同时利用该方法生产的免烧砖性能较佳，降低了免烧砖的制造成本，达成了绿生产的目标。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，其特征在于包括以下工序：工序一铝灰预处理、工序二原料混合、工序三压制成型及工序四养护；
工序一铝灰预处理包括以下步骤：
S1：将收集得到的铝灰经球磨筛分、炒灰及冷却筛分工段，得到残灰；
S2：所述残灰进行水浸脱氨，水浸脱氨用于脱除残灰中的有害氮元素，回收得到的氨气可直接用于电解铝，或经过后续处理还能够得到有用的副产品；反应后再加入固氟剂反应，固氟反应用于将固定残灰溶液中的有害氟化物固定形成沉淀物，反应完成后经离心脱水分离得到废渣；
工序二原料混合：原料按以下质量百分比研磨均匀进行混合：60%-80%的所述废渣，10%-20%的水泥及10%-20%的骨料添加剂；所述骨料添加剂为粒度小于10mm的碎石与废石粉、粉煤灰、煤矸石、硅石粉中的一种或两种以上的混合；向混合后的原料中加入水后进行搅拌操作。
[0006]工序三压制成型：将混合均匀的物料进行压制成型得到初坯；
工序四养护：所述初坯在避光避水处进行自然养护；
所述初坯养护结束后，制得所述免烧砖。
[0007]根据本发明S1中，优选的，S1中，所述球磨筛分阶段得到铝片与一部分所述残灰，
所述铝片为120目以上的粗颗粒，所述残灰为120目以下的细颗粒，所述铝片进行所述炒灰工段后，得到铝水与热铝灰，所述铝水经冷却回收得到重熔铝，所述热铝灰经所述冷却筛分工段得到另一部分所述残灰。
[0008]进一步地，所述炒灰工段于回转炉中进行。
[0009]进一步地，所述冷却筛分工段于冷却桶中进行，所述冷却桶的外部采用水喷淋式进行热交换冷却，所述冷却桶的外部由冷却产生的水蒸气采用蒸汽排放管集中排放；所述冷却桶后端设有球磨室，所述球磨室配备有独立传动系统的筛分机以供筛分。
[0010]优选地，所述固氟剂为Ca(OH)2。
[0011]优选地，所述水泥型号为325#或425#中的一种。
[0012]进一步地，所述工序二原料混合通过全自动制砖生产线中的搅拌系统完成，所述工序三压制成型通过全自动制砖生产线中的成型系统达成。
[0013]进一步地，工序二中所述水的用量为所述废渣、所述水泥及所述骨料添加剂质量总和的10%-20%。
[0014]优选地，工序三压制成型中所述免烧砖成型压力为8-25MPa。
[0015]优选地，所述工序四养护中自然养护时间为10-28d。
[0016]本发明方法通过对铝灰的前处理将有害元素有效根除，最大限度地回收了铝灰中的有用成分，球磨筛分工段得到金属铝片，其经过处理得到附加价值较高的重熔铝；水浸脱氨实现了氨气的集中回收，回收得到的氨气可直接用于电解铝，或将氨气进行后续处理得到有用的副产品，副产品具体可以为稀氨水，这避免了铝灰堆放过程中带来的大气污染；氟化物的固定避免了铝灰堆放过程中对地下水及土壤的危害；脱氨固氟后得到的高铝料废渣作为生产免烧砖的原料，二次利用提高了利用率，实现了铝灰处理的无害化、资源化和效益化，且整体工艺无废水、固废的排放，避免了二次污染的存在；本发明方法制备免烧砖的工艺过程简便，操作条件温和，投资少，生产成本低，同时制得的免烧砖性能优良。
附图说明
[0017]图1为本发明以铝灰制备免烧砖的工艺的流程示意图。
具体实施方式
[0018]为使对本发明的目的及功能有进一步地了解，兹配合实施例详细说明如下。[0019]实施例1
请参见图1，本发明提供的一种以铝灰制备免烧砖的工艺，包括包括以下工序：工序一铝灰预处理、工序二原料混合、工序三压制成型及工序四养护。
[0020]工序一铝灰预处理包括以下步骤：
S1：将收集得到的铝灰经球磨筛分阶段得到铝片和一部分残灰，铝片进行炒灰工段后，得到铝水与热铝灰，铝水经冷却回收得到重熔铝，热铝灰经冷却筛分工段得到另一部分残灰。
[0021]S2：将残灰进行水浸脱氨，水浸脱氨即为向残灰中投放水及Na2CO3催化剂用于脱除残灰中的有害氮元素，回收得到的氨气可直接用于电解铝，或经过后续处理还能够得到有用的副产品，副产品具体可以为稀氨水；水浸脱氨后向溶液中再加入固氟剂Ca(OH)2进行反
应，固氟反应用于将固定残灰溶液中的有害氟化物固定形成了氟化钙沉淀，反应完成后经离心脱水分离得到废渣与废液，废渣用于作为生产免烧砖的原料，废液可通过循环水池返回水浸脱氨步骤循环利用。
[0022]工序二原料混合：原料按以下质量百分比研磨均匀进行混合：
67%的废渣，18%的425#水泥及15%的骨料添加剂；上述原料混合均匀后，向其中再加入水，用水量为原料总量的16%，投入后搅拌10min。
[0023]本实施例中加入的骨料添加剂的质量百分比具体为70%的粒度小于10mm的碎石与30%的粉煤灰。
[0024]工序三压制成型：将混合均匀的物料进行压制成型得到初坯，压制成型压力为22.3Mpa，保压时间为1min。
[0025]工序四养护：初坯在避光避水处进行自然养护，养护时间为8d。
[0026]初坯养护结束后，即制得免烧砖。
[0027]进一步地，本实施例中，球磨筛分工段于球磨机中进行，铝灰先进入球磨机原料仓中，经碾压及粉碎，金属铝延伸至片状，杂质被粉碎，经回转筛分得铝片及一部分残灰，120目以上的为铝片，120目以下的为残灰。
[0028]本实施例中，炒灰工段于回转炉中进行，回转炉操作时配置有旋转叉车，铝片装于半圆灰斗内，利用旋转叉车将半圆灰斗提起并伸入回转炉内旋转倒料，炉内通过燃烧油点燃升温，后续的炒灰通过燃烧部分金属铝片的热量，经过回转炉自身的旋转及旋转叉车带有的操作耙子的搅拌，使铝水从铝片中最大限度地分离出来，铝水从炉口倾入回转炉前放置的铝水槽，倾倒完成后，将另一半圆灰斗替代铝水槽放置于炉前，将剩余的热铝灰由炉口倒出，进行下一冷却筛分工段。
[0029]冷却筛分工段于冷却桶中进行，冷却桶的外部采用水喷淋式进行热交换冷却，冷却桶的外部由冷却产生的水蒸气采用蒸汽排放管集中排放，冷却桶后端设有简易的球磨室，球磨室配备有独立传动系统的筛分机以供筛分，筛分机筒身运转速度采用变频器调节，充分冷却筛分后，得到另一部分残灰。
[0030]工序二原料混合通过全自动制砖生产线中的搅拌系统完成，搅拌混合操作完成后，由全自动制砖生产线中配备的皮带输送机将搅拌好的物料送至全自动制砖生产线中的成型系统进行压制成型。
[0031]实施例2
与实施例1相比，其他实施方式一致，具体差异处如下：
工序二原料混合：原料按以下质量百分比研磨均匀进行混合：
72%的废渣，18%的425#水泥及10%的骨料添加剂；上述原料混合均匀后，向其中再加入水，用水量为原料总量的13%，投入后搅拌10min。
[0032]本实施例中加入的骨料添加剂的质量百分比具体为55%的粒度小于10mm的碎石与45%的粉煤灰。
[0033]工序三压制成型：将混合均匀的物料进行压制成型得到初坯，压制成型压力为22.3Mpa，保压时间为1min。
[0034]工序四养护：初坯在避光避水处进行自然养护，养护时间为6d。
[0035]初坯养护结束后，即制得免烧砖。
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