CN114620960A - 一种赤泥制备建筑材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种赤泥制备建筑材料的方法，其工业化生产方法步骤包括：一、赤泥浆制备；二、赤泥砂浆制备；三、集料预处理；四、赤泥建筑材料制备；所制成的赤泥建筑材料性能满足C20‑C30水泥要求；本发明制备工艺简单，无需高温烘干、煅烧，降低了生产成本，有利于工业化生产和推广，通过专用分散剂充分利用赤泥中的水分使赤泥液相化，节省水资源，原材料成本低廉，赤泥作为氧化铝工业的生产废料，对于氧化铝厂来说是企业负担，急需处理，因此，材料获得容易且费用极低，赤泥制备建筑材料，可以消耗堆存的赤泥，降低环境污染，抗碱性能优秀，可用于赤泥废弃池封盖，可直接满足目前氧化铝企业封存赤泥实际需求。

Description

一种赤泥制备建筑材料的方法
技术领域
本发明涉及工业废料后处理技术领域，特别是指一种赤泥制备建筑材料的方法。
背景技术
赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的固体粉状废弃物，由于它的pH值很高又含有氟化物，故属有害废渣。赤泥附液含碱2~3g/L，pH 值可达12~14，赤泥对环境的污染以碱污染为主。目前全世界每年排放赤泥约7000 万吨，在我国仅五大氧化铝厂每年排出赤泥量就达700万吨，赤泥累积堆存量高达5000 万吨，而其利用率偏低，仅为15%左右，如此大量的赤泥堆存，不仅占用土地资源，也造成了环境污染，伴随着我国铝土矿品位越来越低，生产每吨氧化铝所产生的赤泥量也会越来越多，由于赤泥排放量大，大量的赤泥不能得到充分的利用，只能依靠堆场堆放，占用大量的土地，对环境造成污染，急需对赤泥进行多渠道、大数量的资源化利用。
我国赤泥的处理主要是筑坝堆存，赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱会向地下渗透，造成地下水体的污染和土壤污染。
现有技术中已有的利用赤泥配制建筑材料的技术中，一般会将赤泥烘干，再与矿粉混合、煅烧、冷却后得到混合料用于水泥制备，不仅工艺繁琐而且能耗成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效解决背景技术中提出的问题的一种赤泥制备建筑材料的方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种赤泥制备建筑材料的方法，所述方法如下：
（1）赤泥浆制备：称量含水量35-50%、ph值10-14的赤泥1600-1900份，称量分散剂40-60份加入赤泥并高速搅拌至液化，制取容重为1800-1850kg/m^3的赤泥浆液；
（2）赤泥砂浆制备：称量固化剂400-500份加入赤泥并以中速搅拌均匀，然后加入1000份天然河砂低速搅拌均匀制成赤泥砂浆；
（3）集料预处理：将水加入集料中并低速搅拌均匀闷料半小时，得到预处理集料；
（4）赤泥建筑材料制备：先称量100-130份预处理集料，再称量55-80份赤泥砂浆，加入抗裂纤维1份，混合并低速搅拌均匀制成赤泥砼。
进一步地，步骤（1）中所述的分散剂，质量份组分为：
反应釜底料：TPEG 300-400份，水200-300份，双氧水2-3份；
滴加料A：丙烯酸8-11份，二甲基二烯丙基氯化铵30-40份，丙烯酰胺2-3份，AMPS2-3份，水40-60份；
滴加料B：VC 0.5-1份，水80-120份，疏基丙酸1-1.5份。
进一步地，步骤（2）中所述的固化剂组分为微硅粉40份，粉煤灰100份，矿粉100份，水泥200份。
进一步地，步骤（3）中所述的预处理集料质量份组分为200-350份0-5mm小石，750-900份10-20mm中石，10-20份水。
进一步地，步骤（1）中所述液化状态为稠度在25s内。
进一步地，步骤（2）或（4）中所述赤泥砂浆为扩展度为290mm以上的砂浆。
进一步地，步骤（4）中所述赤泥砼为坍落度大于180mm，扩展度350mm以上。
进一步地，步骤（1）中所述的高速搅拌为转速900-1100转。
进一步地，步骤（2）中所述的中速搅拌为转速150-250转。
进一步地，步骤（2）、（3）、（4）中所述的低速搅拌为转速40-60转。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过使用分散剂充分利用赤泥中的水分使赤泥液相化，节省了水资源使用；
2、制备工艺简单无需高温烘干、煅烧，降低了生产成本，有利于工业化生产和推广；
3、原材料成本低廉，赤泥作为氧化铝工业的生产废料，对于氧化铝厂来说是企业负担，急需处理，因此，材料获得容易且费用极低；
4、赤泥制备建筑材料，可以消耗堆存的赤泥，降低环境污染；
5、性能达到C20-C30标准，应用范围广泛；
6、抗碱性能优秀，可用于赤泥废弃池封盖，可直接满足目前氧化铝企业封存赤泥实际需求；
7、废物利用，降低成本，最佳效果是在工业碱性环境中使用该建筑材料制成的建筑物，能够吸附环境中的二氧化碳，1吨建筑材料能够吸附6－8公斤二氧化碳，且吸附饱和后不会再释出，同时还不影响建筑材料建筑物的质量。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例：
（1）测量赤泥含水量35-50%、ph值10-14、容重为1800kg/m^3的赤泥1600-1900份，称量分散剂40-60份加入赤泥并转速1000转搅拌时间5分钟使界面力失衡让正电荷阳离子呈游离状态，制成赤泥浆，其中分散剂组分及制备方法为：
反应釜底料：TPEG 300-400份，水200-300份，双氧水2-3份；
滴加料A：丙烯酸8-11份，二甲基二烯丙基氯化铵30-40份，丙烯酰胺2-3份，AMPS2-3份，水40-60份；
滴加料B：VC 0.5-1份，水80-120份，疏基丙酸1-1.5份；
1）将原料按比例称取，丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、AMPS和水充分搅拌配制成滴加料A；VC、水和疏基丙酸充分搅拌配制成滴加料B
2）将TPEG、水加入到反应釜中，搅拌至全部溶解，加入双氧水，搅拌均匀，聚合温度控制在20～30℃，开始滴加A、B料；A料在2.5～3.5h内滴完，B料在3～4h内滴完，滴加完毕保温1～1.5h。
（2）称量固化剂400-500加入赤泥浆并转速200转搅拌5分钟以平衡界面力使加入的负电荷与正电荷形成稳定的流动胶体，根据需要固化剂可由微硅粉40份，粉煤灰100份，矿粉100份，水泥200份组成，再加入1000份天然河砂制成赤泥砂浆；
（3）测量集料含水量、各粒级筛分析并合成级配，进行连续级配，200-350份0-5mm小石，750-900份10-20mm中石，以获得合适的空隙率以及较小的比表面积利于工作性、抗碱抗渗和强度，称量10-20份的水加入集料中并以转速50转搅拌5分钟以降低碱吸附并排出孔隙中的气体，闷料半小时以消除表面水膜和孔中的气泡，得到预处理集料；
（4）先称量100-130份预处理集料并以转速50搅拌，再称量55-80份赤泥砂浆，可以根据赤泥砼的工作性、抗碱、抗渗和强度要求对胶浆的稠度和强度进行优化调整，赤泥砂浆起到包裹集料、填充空隙在凝结硬化前起到润滑作用并赋予拌合物工作性便于施工，在硬化后胶结集料成整体强度，加入抗裂纤维1份，混合并搅拌均匀，拌和成赤泥砼检查工作性，按正常施工顺序进行相应的工作面浇筑，硬化后进行相关的物理及力学性能检测。
实施例1：
C30赤泥制备建筑材料的方法，步骤为：
1.向50%含水量的赤泥1700份加入分散剂45份以转速1000转搅拌时间5分钟；
所述分散剂由以下质量份组分制成：
反应釜底料：TPEG 348份，水260份，双氧水2.6份；
滴加料A：丙烯酸10份，二甲基二烯丙基氯化铵35份，丙烯酰胺2份，amps3份，水50份；
滴加料B：VC0.8份，水100份，疏基丙酸1.2份；
1）将原料按比例称取，丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、AMPS和水充分搅拌配制成滴加料A；VC、水和疏基丙酸充分搅拌配制成滴加料B；
2）将TPEG、水加入到反应釜中，搅拌至全部溶解，加入双氧水，搅拌均匀，聚合温度控制在20～30℃，开始滴加A、B料；A料在2.5h内滴完，B料在3h内滴完，滴加完毕保温1h。
2.加入固化剂440份以转速200转搅拌5分钟，加入1000份天然河砂制成赤泥砂浆；
所述固化剂有以下质量份制成：
微硅粉40份，粉煤灰100份，矿粉100份，水泥200份；
3.将233份0-5mm小石，780份10-20mm中石，11份水混合搅拌均匀，得到预处理集料；
4.将72份赤泥砂浆，105份预处理集料，1份抗裂纤维混合搅拌，拌和成赤泥砼检查工作性，按正常施工顺序进行相应的工作面浇筑，硬化后进行相关的物理及力学性能检测。
实施例2：
C25赤泥制备建筑材料的方法，步骤为：
1.向50%含水量的赤泥1700份加入分散剂45份以转速1000转搅拌时间5分钟；
所述分散剂由以下质量份组分制成：
反应釜底料：TPEG 348份，水260份，双氧水2.6份；
滴加料A：丙烯酸10份，二甲基二烯丙基氯化铵35份，丙烯酰胺2份，amps3份，水50份；
滴加料B：VC0.8份，水100份，疏基丙酸1.2份；
1）将原料按比例称取，丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、AMPS和水充分搅拌配制成滴加料A；VC、水和疏基丙酸充分搅拌配制成滴加料B；
2）将TPEG、水加入到反应釜中，搅拌至全部溶解，加入双氧水，搅拌均匀，聚合温度控制在20～30℃，开始滴加A、B料；A料在2.5h内滴完，B料在3h内滴完，滴加完毕保温1h。
2.加入固化剂440份以转速200转搅拌5分钟，加入1000份天然河砂制成赤泥砂浆；
所述固化剂有以下质量份制成：
微硅粉40份，粉煤灰100份，矿粉100份，水泥200份；
3.将320份0-5mm小石，810份10-20mm中石，12份水混合搅拌均匀，得到预处理集料；
4.将60份赤泥砂浆，114份预处理集料，1份抗裂纤维混合搅拌，拌和成赤泥砼检查工作性，按正常施工顺序进行相应的工作面浇筑，硬化后进行相关的物理及力学性能检测。
实施例3:
C20赤泥制备建筑材料的方法，步骤为：
1.向50%含水量的赤泥1700份加入分散剂45份以转速1000转搅拌时间5分钟；
所述分散剂由以下质量份组分制成：
反应釜底料：TPEG 348份，水260份，双氧水2.6份；
滴加料A：丙烯酸10份，二甲基二烯丙基氯化铵35份，丙烯酰胺2份，amps3份，水50份；
滴加料B：VC0.8份，水100份，疏基丙酸1.2份；
1）将原料按比例称取，丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、AMPS和水充分搅拌配制成滴加料A；VC、水和疏基丙酸充分搅拌配制成滴加料B；
2）将TPEG、水加入到反应釜中，搅拌至全部溶解，加入双氧水，搅拌均匀，聚合温度控制在20～30℃，开始滴加A、B料；A料在2.5h内滴完，B料在3h内滴完，滴加完毕保温1h。
2.加入固化剂440份以转速200转搅拌5分钟，加入1000份天然河砂制成赤泥砂浆；
所述固化剂有以下质量份制成：
微硅粉40份，粉煤灰100份，矿粉100份，水泥200份；
3.将300份0-5mm小石，880份10-20mm中石，13份水混合搅拌均匀，得到预处理集料；
4.将55份赤泥砂浆，118份预处理集料，1份抗裂纤维混合搅拌，拌和成赤泥砼检查工作性，按正常施工顺序进行相应的工作面浇筑，硬化后进行相关的物理及力学性能检测。
本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

Claims (10)

1.一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述一种赤泥制备建筑材料的方法如下：
（1）赤泥浆制备：称量含水量35-50%、ph值10-14的赤泥1600-1900份，称量分散剂40-60份加入赤泥并高速搅拌至液化，制取容重为1800-1850kg/m^3的赤泥浆液；
（2）赤泥砂浆制备：称量固化剂400-500份加入赤泥并以中速搅拌均匀，然后加入900-1100份天然河砂低速搅拌均匀制成赤泥砂浆；
（3）集料预处理：将水加入集料中并低速搅拌均匀闷料半小时，得到预处理集料；
（4）赤泥建筑材料制备：先称量100-130份预处理集料，再称量55-80份赤泥砂浆，加入抗裂纤维0-1.5份，混合并低速搅拌均匀制成赤泥砼。
2.按照权利要求1所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的分散剂，质量份组分为：
反应釜底料：TPEG 300-400份，水200-300份，双氧水2-3份；
滴加料A：丙烯酸8-11份，二甲基二烯丙基氯化铵30-40份，丙烯酰胺2-3份，AMPS 2-3份，水40-60份；
滴加料B：VC 0.5-1份，水80-120份，疏基丙酸1-1.5份。
3.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的固化剂组分为微硅粉40份，粉煤灰100份，矿粉100份，水泥200份。
4.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的预处理集料质量份组分为200-350份0-5mm小石，750-900份10-20mm中石，10-20份水。
5.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的液化状态为稠度在25s内。
6.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）或（4）中的赤泥砂浆为扩展度为290mm以上的砂浆。
7.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的赤泥砼为坍落度大于180mm，扩展度350mm以上。
8.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的高速搅拌为转速900-1100转。
9.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的中速搅拌为转速150-250转。
10.按照权利要求1中所述的一种赤泥制备建筑材料的方法，其特征在于：所述步骤（2）、（3）、（4）中的低速搅拌为转速40-60转。
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