由铝土矿残渣生产无机聚合物的制作方法

本发明涉及由铝土矿残渣生产无机聚合物。

背景技术：

1、拜耳法的副产物往往会产生处置问题，因为不能容易地回收或再利用副产物，从而必须将副产物储存在例如存贮池中，从而占用宝贵的土地空间并影响环境。红泥也称为铝土矿尾渣、红色浆、铝土矿残渣或氧化铝精炼厂残渣，是通过拜耳法由铝土矿生产氧化铝时的残留副产物。红泥包含固体和金属氧化物的混合物，包含大量提供红色的氧化铁。据估计，使用拜耳法生产每吨氧化铝，会产生大约1至2吨红泥。使铝土矿残渣重新有价值通常是通过将铝土矿残渣用作碱活化中的成分以生产无机聚合物（也称为碱活化的材料和地聚合物）来进行的。这些常规方法需要高剪切混合和/或加热以能够生产无机聚合物。此外，常规方法在使无机聚合物保持适当的强度性能以具有有用的应用时可包含的铝土矿残渣的量有限。因此，需要改进由铝土矿残渣生产无机聚合物。

技术实现思路

1、本公开内容的实施方案提供了一种用于生产无机聚合物的方法，所述无机聚合物可以成形或形成为建筑组件如砖块或其他砌块。该方法通常包括在真空的封闭环境中混合铝土矿残渣、碱金属盐和水的步骤。已发现真空可以以使铝土矿残渣更具反应性的方式改善铝氧化物和硅氧化物的溶解度。这进而有利于产生用于建筑组件的强无机聚合物。

2、在本发明的第一方面，提供了一种用于生产无机聚合物的方法，其包括：在封闭环境中提供铝土矿残渣、碱金属盐和水以获得混合物；以及在小于70 kpa的压力下将混合物混合以获得无机聚合物。

3、在第一方面的一个实施方案中，该方法可以例如进一步包括固化无机聚合物。

4、在第一方面的一个实施方案中，该方法可以例如进一步包括将无机聚合物挤出成预定形状。

5、在第一方面的一个实施方案中，该方法可以例如进一步包括将无机聚合物模制成预定形状，以及任选地进一步干燥无机聚合物。

6、在第一方面的一个实施方案中，铝土矿残渣可以例如是干燥的铝土矿残渣，并且水以占混合物的10至30重量%的浓度提供。

7、在第一方面的一个实施方案中，铝土矿残渣可以例如是包含水的湿铝土矿残渣，其中提供至多15重量%的额外水以使得混合物中水的浓度为10至30重量%。

8、在第一方面的一个实施方案中，铝土矿残渣可以例如以占混合物的50至90重量%的浓度提供。

9、在第一方面的一个实施方案中，干燥的铝土矿残渣可以例如包含以重量百分比计25%至55%的铁氧化物、10%至25%的铝氧化物、5%至25%的硅氧化物、2%至10%的钠氧化物、2%至20%的钙氧化物、5%至15%的钛氧化物、10%至15%的碳和有机物质、以及小于1%的水。

10、在第一方面的一个实施方案中，湿铝土矿残渣可以例如包含以重量百分比计25%至55%的铁氧化物、10%至25%的铝氧化物、5%至25%的硅氧化物、2%至10%的钠氧化物、2%至20%的钙氧化物、5%至15%的钛氧化物、10%至15%的碳和有机物质、以及15%至30%的水。

11、在第一方面的一个实施方案中，碱金属盐可以例如以占混合物的2至20重量%的浓度提供。

12、在第一方面的一个实施方案中，碱金属盐可以例如是氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠和铝酸钠中的一种或多种。

13、在第一方面的一个实施方案中，提供步骤可以例如进一步包括提供铝硅酸盐补充剂，所述铝硅酸盐补充剂包含sio2和al2o3。

14、在第一方面的一个实施方案中，铝硅酸盐补充剂可以例如是飞灰、粘土、砂和冶金炉渣中的一种或多种。在一些实施方案中，铝硅酸盐补充剂是砂。

15、在第一方面的一个实施方案中，铝硅酸盐补充剂可以例如以占混合物的至多40重量%的浓度提供。

16、在第一方面的一个实施方案中，提供步骤可以例如进一步包括提供超增塑剂。

17、在第一方面的一个实施方案中，超增塑剂可以例如以占混合物的至多3重量%的浓度提供。

18、在第一方面的一个实施方案中，提供步骤可以例如进一步包括提供钙盐和/或镁盐。

19、在第一方面的一个实施方案中，钙盐和/或镁盐可以例如以至多20重量%的浓度提供。

20、在第一方面的一个实施方案中，提供步骤可以例如进一步包括提供骨料。

21、针对本发明特定方面所述的所有技术实施细节和优点，不言而喻地在作出必要修改后适用于本发明的所有其他方面。

22、在阅读本公开内容后，与本改进有关的许多其他特征及其组合对于本领域技术人员而言是明显的。

1.一种用于生产无机聚合物的方法，其包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括固化无机聚合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将无机聚合物挤出成预定形状。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将无机聚合物模制成预定形状。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括固化无机聚合物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，铝土矿残渣是干燥的铝土矿残渣，并且水以占混合物的10至30重量%的浓度提供。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，铝土矿残渣是包含水的湿铝土矿残渣；并且其中提供至多15重量%的额外水以使得混合物中水的浓度为10至30重量%。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，铝土矿残渣以占混合物的50至90重量%的浓度提供。

9.根据权利要求6或8所述的方法，其中，干燥的铝土矿残渣包含以重量百分比计25%至55%的铁氧化物、10%至25%的铝氧化物、5%至25%的硅氧化物、2%至10%的钠氧化物、2%至20%的钙氧化物、5%至15%的钛氧化物、10%至15%的碳和有机物质、以及小于1%的水。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其中，湿铝土矿残渣包含以重量百分比计25%至55%的铁氧化物、10%至25%的铝氧化物、5%至25%的硅氧化物、2%至10%的钠氧化物、2%至20%的钙氧化物、5%至15%的钛氧化物、10%至15%的碳和有机物质、以及15%至30%的水。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，碱金属盐以占混合物的2至20重量%的浓度提供。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，碱金属盐是氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠和铝酸钠中的一种或多种。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，提供步骤进一步包括提供铝硅酸盐补充剂。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述铝硅酸盐补充剂包含sio2和al2o3。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述铝硅酸盐补充剂是飞灰、底灰、粘土、砂、冶金浮渣和冶金炉渣中的一种或多种。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述铝硅酸盐补充剂以占混合物的至多40重量%的浓度提供。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中，铝硅酸盐是砂，并且提供步骤进一步包括提供骨料。

18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括制备混凝土或砂浆。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，提供步骤进一步包括提供超增塑剂。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述超增塑剂以占混合物的至多3重量%的浓度提供。

21.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，提供步骤进一步包括提供钙盐和/或镁盐。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，钙盐和/或镁盐以至多20重量%的浓度提供。