鋁工業廢渣制備免燒磚的力學性能研究

唐偉佳 倪紅軍 許 茜 呂帥帥 汪興興

（南通大學機械工程學院，江蘇南通226019）

鋁是全球產量最大的有色金屬，是重要的戰略資源。2018 年中國原鋁產量近 4 000 萬 t［1］，僅 2018年新產生的鋁工業廢渣（簡稱鋁渣）就多達數百萬t。據統計，我國每噸鋁的電解、熔鑄及廢鋁再生等會產生約30～250 kg的工業廢渣［2-4］。由于資源化利用技術還不成熟，堆積和填埋仍是我國處置鋁渣的主要方式，這不僅給生態環境造成了嚴重的污染，也極大地浪費了資源［5］。

目前，國內外學者對鋁渣的資源化利用開展了大量的研究工作，包括利用鋁渣代替水泥摻入混凝土［6］、以鋁渣為主要原料制備絕緣耐火磚［7］、采用酸溶法利用鋁渣生產無機絮凝劑［8］、利用鋁渣中含有少量單質鋁的特性制備蒸壓加氣混凝土砌塊［9］等等。但是，現有的資源化利用方法處置量小，未能有效利用大量堆存的鋁渣。而利用膠凝材料固化/穩定化技術制備免燒磚，具有處置量大、固化材料易得、成本低廉等優勢，是一種極佳的固廢處置方法［10］。因此，本研究擬以鋁工業廢渣為主要原材料，研究添加劑對免燒磚的重要力學性能指標——抗壓強度和抗折強度的影響，以期獲得一種較優的鋁渣免燒磚配合比，為鋁渣制備免燒磚的大規模應用提供理論依據。

1 試驗原料

（1）試驗所用鋁渣取自江蘇某再生鋁企業，為再生鋁熔煉過程中經高溫炒鋁而產生的廢渣，其主要化學成分和粒徑分布分別見表1、表2，XRD圖譜和SEM微觀形貌分別見圖1、圖2。

由表1和圖1可知，該鋁渣主要成分為Al2O3、AlN和Al，還含有少量的AlO（OH）和SiO2。……