【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及固廢資源化利用，尤其涉及一種利用固堿赤泥制備的地聚物材料及方法。
技術介紹
1、赤泥是從鋁土礦中采用拜耳法、燒結法或聯合法等方法制備氧化鋁而產生的工業固體廢棄物，一般每制備1t氧化鋁要排放出約1.5t的赤泥，使得隨著氧化鋁產量的逐漸遞增，赤泥排放量也增加，造成大量赤泥固體廢棄物長期維持著較高的堆存量，因此，赤泥資源化利用受到了本領域技術人員的廣泛關注。
2、地聚物材料是由sio4和alo4四面體三維凝膠網狀結構組成的鋁硅酸鹽凝膠材料，其具有良好的機械性能，耐高溫，耐酸性，高比表面積和高孔隙率等特性，使得在建筑材料領域被廣泛應用，例如：專利號為201910950345.6公開了將其原料粉煤灰和活性工業固體廢料(高爐渣、鋼渣和/或赤泥)經堿激發(堿性激發劑：水玻璃)制備地聚物材料，破碎篩分后作為粗骨料。再例如：專利申請號為202010520411.9公開了將工業固體廢棄物(粉煤灰、鋼渣和/或赤泥)烘干-粉磨成粉體顆粒，再與無機凝膠材料、反光材料、耐磨填料等充分混合均勻，在添加氫氧化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀和/或硫酸鉀作為激發劑激發下制備成基于地聚物材料的道路標線涂料。再例如：專利號為202310037457.9公開了利用包括非晶態鋁硅酸鹽和堿激發劑制備而成，非晶態鋁硅酸鹽包括復合粉煤灰、礦渣、磷渣、鋼渣、鎳渣、錳鐵渣、煤矸石、鋰渣中的至少一種原料提供；復合粉煤灰包括第一粉煤灰和含鈣固廢；含鈣固廢包括第二粉煤灰、渣土、赤泥中的至少一種；堿激發劑包括堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、堿金屬偏鋁酸鹽、堿土金屬硅酸
3、可見，現有技術中已經有大量利用赤泥作為原料制備地聚物材料的技術方案，并且將制備的地聚物材料廣泛應用于建筑材料領域，實現了赤泥在地聚物材料領域的資源化利用。但是，赤泥的主要成分為caco3、fe2o3、(mg,al)6(si,al)4o10(oh)8、(mg,fe)6(si,al)4o10(oh)8及mg3mn2si3alo10(oh)10等以si、al含量為主的鹽，將其單獨進行粉磨，極易產生團聚現象，造成粉磨效果不佳，致使制備而成的地聚物材料性能較差；同時，赤泥屬于工業固體廢棄物，其內外照射指數較高，通常都大于1.5，不滿足國家標準允許的小于1的范疇，導致赤泥在建筑材料領域的添加量不宜過高，繼而影響的赤泥堆存量的消納。
技術實現思路
1、基于上述技術問題，本專利技術創造提供了一種利用固堿赤泥制備的地聚物材料及方法，利用固氮赤泥作為地聚物材料的主要原料，結合磷石膏、燃煤爐渣、煤矸石、激發劑等材料的添加，不僅改善了地聚物材料的活性指數，使得活性指數(28d)＞95％，而且使得以赤泥為主要原料制備的地聚物材料的內照射指數≤0.6，外照射指數≤0.8，同時，還降低了赤泥粉磨過程難度，避免了赤泥粉磨過程發生團聚現象，降低了赤泥為原料經粉磨制備地聚物材料的難度，增強了地聚物材料的流動性。
2、具體技術方案為：
3、本專利技術創造的目的之一在于提供利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，包括：取燃煤爐渣、煤矸石、磷石膏、激發劑與固堿赤泥混合成混合料，再將混合料粉磨至比表面積≥480㎡/kg，即得地聚物材料；其中，所述磷石膏與所述激發劑質量和為所述混合料質量的10％，且所述激發劑用量≥所述磷石膏用量；所述燃煤爐渣占所述混合料質量≥10％，所述煤矸石占所述混合料質量≥20％，余量為固堿赤泥，且所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比＜6:1；所述固堿赤泥是將赤泥利用回轉窯煅燒處理所得的。
4、經過將赤泥利用回轉窯煅燒，實現了固堿抑堿作用，使得赤泥中的堿含量得到固化而不易析出，并添加燃煤爐渣、煤矸石、磷石膏與固堿赤泥構建地聚物材料組成體系，引入激發劑并經粉磨而激發了組成體系的整體活性，使得地聚物材料能夠滿足復合摻合料的性能要求，增強了地聚物材料的活性，降低了放射性指數，提高了赤泥等固廢資源化利用的安全性。
5、為了能夠保障地聚物材料的整體28d活性指數達到95％以上，并且放射性指數得到降低，優選，所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比為(4.8-11)：3。更優選，所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比為4.8：1。
6、為了保障激發劑對地聚物材料組成體系的激活效果，提高地聚物材料28d活性指數，降低內照指數和外照指數，繼而提高赤泥應用安全性，優選，所述激發劑是利用氫氧化鉀、硅酸鈉、水泥、聚羧酸減水劑混合而成，所述氫氧化鉀與所述硅酸鈉的質量相等，所述水泥與所述聚羧酸減水劑質量相等，且所述氫氧化鉀與所述水泥質量比為(1-2)：(3-4)。更優選，所述氫氧化鉀與所述水泥質量比為1：4或3:7或2:3。
7、本專利技術創造所述水泥包括但不僅限于p·o32.5或p·o42.5。例如：還可以采用p·o52.5，p·c32.5，ca-50等。
8、本專利技術創造所述煤矸石為采煤過程排放的固體廢棄物或者洗煤過程排放的固體廢棄物。
9、為了能夠增強赤泥的固堿抑堿效果，繼而保障地聚物材料的活性指數達到95％以上，優選，所述煅燒是在溫度為1000-1200℃下處理30-60min。更優選，所述煅燒是在溫度為1100℃下處理45min。
10、本專利技術創造的目的之二還提供上述方法制備的地聚物材料，其28d活性指數達到95％以上，并且內照指數≤0.6，外照指數≤0.8，極大程度提高了赤泥為原料制備地聚物材料的應用安全性。
11、與現有技術相比，本專利技術創造的技術效果體現在：
12、將赤泥經煅燒后配入磷石膏、燃煤爐渣、煤矸石等構建成地聚物材料組成體系，利用添加激發劑粉磨方式制備成地聚物材料，使得組成體系整體活性得到激發，并且結合燃煤爐渣、磷石膏、煤矸石、固堿赤泥和激發劑的用量控制，使得地聚物材料的活性指數(28d)達到95％以上，同時內照指數下降至0.6以下，外照指數下降至0.8以下，增強了地聚物材料應用的安全性。
13、本專利技術創造制備工藝簡單，制備成本低，并且嚴格控制各原料成分的加入量，結合對激發劑原料成分的選取與配制，提高了活性激發效果，降低了粉磨難度，避免了對各種原料單獨粉磨而造成團聚現象，改善了地聚物材料的流動性，保障了地聚物材料品質，縮短了地聚物材料制備周期。
14、在本專利技術創造中所采用的赤泥可以選用燒結法、聯合法或拜耳法生產氧化鋁而產生的赤泥，能夠降低赤泥處理難度，提高赤泥利用附加值。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，包括：取燃煤爐渣、煤矸石、磷石膏、激發劑與固堿赤泥混合成混合料，再將混合料粉磨至比表面積≥480㎡/kg，即得地聚物材料；其中，所述磷石膏與所述激發劑質量和為所述混合料質量的10％，且所述激發劑用量≥所述磷石膏用量；所述燃煤爐渣占所述混合料質量≥10％，所述煤矸石占所述混合料質量≥20％，余量為固堿赤泥，且所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比＜6:1；所述固堿赤泥是將赤泥利用回轉窯煅燒處理所得的。
2.如權利要求1所述利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比為(4.8-11)：3。
3.如權利要求1或2所述利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比為4.8：1。
4.如權利要求1所述利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，所述激發劑是利用氫氧化鉀、硅酸鈉、水泥、聚羧酸減水劑混合而成，所述氫氧化鉀與所述硅酸鈉的質量相等，所述水泥與所述聚羧酸減水劑質量相等，且所述氫氧化鉀與所述水泥質量比為(1-2)：(3-4)。
...【技術特征摘要】
1.一種利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，包括：取燃煤爐渣、煤矸石、磷石膏、激發劑與固堿赤泥混合成混合料，再將混合料粉磨至比表面積≥480㎡/kg，即得地聚物材料；其中，所述磷石膏與所述激發劑質量和為所述混合料質量的10％，且所述激發劑用量≥所述磷石膏用量；所述燃煤爐渣占所述混合料質量≥10％，所述煤矸石占所述混合料質量≥20％，余量為固堿赤泥，且所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比＜6:1；所述固堿赤泥是將赤泥利用回轉窯煅燒處理所得的。
2.如權利要求1所述利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比為(4.8-11)：3。
3.如權利要求1或2所述利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，所述固堿赤泥與所述燃煤爐渣質量比為4.8：1。
4.如權利要求1所述利用固堿赤泥制備地聚物材料的方法，其特征在于，所述激發劑是利用氫氧化鉀、硅酸鈉、水泥、聚羧酸減水劑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王君，蒙正炎，劉恒波，楊貴翔，賈韶輝，
申請(專利權)人：貴州省建筑材料科學研究設計院有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。