一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法技术

本发明专利技术涉及一种常温制备混凝土的方法，将铝土矿浮选渣作为原料掺合到混凝土的制备中，同时加入铝硅酸钠与之配合，实现了对混凝土制备原料的廉价替换。常温混凝土的强度等级可提高1‑2级，抗渗能力至少提高了一个等级，抗拉强度和抗压强度的比值明显提高，可达0.1以上，实现了对混凝土的重要改性。本发明专利技术实现了对铝土矿浮选渣的资源化再利用，同时降低了混凝土的应用成本，减小了环境压力，具有显著的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法
本专利技术属于固体废弃物应用以及建筑工程领域，具体涉及一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法。
技术介绍
铝土矿是一种以三水铝石、一水铝石为主要矿物组成的矿石的统称，是生产金属铝的最佳原料，也是制造人造刚玉、矾土水泥、耐火材料的重要原料。在铝土矿制铝浮选工艺中，会产生大量浮选尾矿渣(铝土矿浮选渣)，其中含有氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝等成分，大量的废渣常年堆积，既占去大量土地，又污染环境，同时造成了资源浪费，因此有必要对其进行回收和再利用。CN108349747A公开了一种从铝土矿残留物回收磁铁矿的方法，包括：降低所述铝土矿残留物的pH以形成经处理的铝土矿残留物，干燥所述经处理的铝土矿残留物，将固体碳源加入并混合到所述经处理的铝土矿残留物中以生成混合物，在还原反应器中将所述混合物加热到至少800℃的还原温度以产生经还原的铝土矿残留物，其中在所述经处理的铝土矿残留物中存在的大部分Fe2O3已经转化为Fe2O3，使所述经还原的铝土矿残留物经过粒子分离步骤，和经过还原的铝土矿残留物分离成富铁部分和贫铁部分。CN104893706B公开了一种利用铝土矿废矿渣制备高密度高强度的陶粒砂，其主要制备工艺为：原料选择、焙烧、粉碎、配料、制粒、烘干和烧结，选择广西平果铝土矿废弃的铝土矿浮选渣和贵州铝土矿为主原料，对广西铝土矿浮选渣先经过除铁处理再进行焙烧，降低铝土矿中的铁含量高，从而适合用于陶粒砂的生产需要。得到了体积密度为1.87g/cm3，球度圆度为0.9，抗86MPa的破碎率为7.22-7.78％的陶粒砂，满足了中深油、气深井支撑剂的性能要求。CN103421960A公开了一种铝土矿选尾矿高效回收铝铁同步制备高硅酸渣的方法，将铝土矿尾矿干燥、粉磨，加入浓硫酸混合均匀并制成球体，然后加热焙烧，在焙烧的过程中不断地加入浓硫酸，将焙烧完毕后的铝土矿尾矿球体加洗液浸出，过滤后得到的滤液为酸浸初液，滤饼经过洗涤、过滤得到的滤渣为高硅酸渣，得到的洗液作为下次焙烧后的铝土矿尾矿球体的浸出液使用；将酸浸初液用粉磨尾矿中和，过滤后得到的滤液即为含硫酸铝、硫酸铁溶液。该方法通过酸浸实现了硅的富集和除杂，便于酸浸渣回收硅或制备硅酸盐产品。CN105668680A公开了一种利用磁铁矿和铝土矿矿渣原位修复地下水中汞污染的方法，将天然磁铁矿矿渣、天然铝土矿矿渣进行破碎、过筛备用；将沙子经晾干、过筛后备用；在地下水污染羽的下游、垂直于地下水流动的方向开挖沟槽，将混合均匀的反应墙填充材料置于沟槽中，均匀压实即得可渗透反应墙。磁铁矿和铝土矿能够有效去除地下水中的汞，同时也使得酸性汞污染地下水在流经反应墙后，pH值趋于中性。用地下水对负载了汞的活性材料进行脱附，结果表明磁铁矿和铝土矿混合材料作为汞修复材料的稳定性和安全性好，不会对地下水造成二次污染。CN104495856A公开了一种利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑的方法。包括以下步骤：a、将铝土矿酸解矿渣、氟化铵和硫酸溶液放入的反应器中，并将反应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气体接收器相连；b、加热反应器内物质至沸腾，将产生的气体通过气体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应50-60min；c、将步骤b中气体接收器中所得的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加热，在105-110℃下，保温25-35min，获得白炭黑。上述方法均实现了对铝土矿渣的二次利用，具有较好的经济效益。目前，随着我国经济的快速增长，建筑工程领域得到蓬勃发展，将铝土矿浮选渣大规模应用于建工领域，成为了资源化利用铝土矿浮选渣的新思路。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，利用铝土矿浮选渣实现了对混凝土制备原料的廉价替换，同时加入铝硅酸钠与之配合，提高了混凝土的性能，同时降低了混凝土的应用成本，减小了环境压力，具有显著的经济效益和社会效益。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，所述方法为：向制备混凝土的原料中掺入铝土矿浮选渣和铝硅酸钠，制备混凝土。铝土矿浮选渣中含有大量膨润土、伊利石、叶腊石、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等成分，上述成分是经过粉碎球磨工艺后形成超细颗粒，形态介于凝胶材料和细颗粒料之间，作为混凝土的原料掺合后，能够有效降低成本，提高混凝土的抗压强度和极限拉伸值。铝土矿浮选渣应用于混凝土的制备过程中时，上述成分磨细后形成的颗粒极易与水泥，尤其是硅酸盐水泥的有效成分发生聚合，使得作为凝胶材料的物料中形成了较大的空隙，进而影响了混凝土的力学性能和应用性能。为了消除这种现象，本专利技术加入了铝硅酸钠，利用其良好的表面润湿和抗结性能消除了聚合现象，提升混合的均匀度，也大幅度地降低原料自身的团聚现象。作为优选的技术方案，所述掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法包括以下步骤：(1)将粗骨料、细骨料、水泥和水按比例混合后进行搅拌，得到混合料浆；(2)将铝硅酸钠和铝土矿浮选渣加入步骤(1)中得到的混合料浆中，继续进行搅拌，得到混合物料；(3)向步骤(2)得到混合物料中加入添加剂，继续搅拌，得到混凝土混合料；(4)将步骤(3)所得混凝土混合料制成块状体，自然干燥固化，得到成品混凝土。本专利技术所述混凝土的制备在本领域常用的搅拌机中进行，例如可以是水泥胶砂搅拌机等，但非仅限于此。本专利技术步骤(1)所述混凝土原料(粗骨料、细骨料、水泥和水)的配比可按照本领域常规的配比进行，本申请对其不做特殊限定。具体的，可参照以下标准进行：《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55–2011)、《混凝土结构施工质量验收规范》(GB50204–2015)以及《混凝土质量控制标准》(GB50164–2011)，但非仅限于此，本领域常规的混凝土原料配比均适用于本专利技术。根据本专利技术，步骤(1)所述搅拌的时间为3-8min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min或8min，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，步骤(2)所述铝土矿浮选渣在加入前进行研磨，研磨后的粒度为200目以下，上述粒径范围内的铝土矿浮选渣颗粒形态介于骨料和凝胶材料的之间，能够更好的提升混凝土的的应用性能。根据本专利技术，步骤(2)所述铝土矿浮选渣的加入量为混合物料质量的5-85％，例如可以是5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或85％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，步骤(2)所述铝土矿浮选渣的加入量优选为混合物料质量的20-50％，将铝土矿浮选渣的加入量控制在上述范围内，所得成品混凝土性能更佳。根据本专利技术，步骤(2)所述铝硅酸钠的加入量为混合物料质量的3-10％，例如可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，步骤(2)所述搅拌的时间为2-6min，例如可以是2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min或6min，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，所述方法为：向制备混凝土的原料中掺入铝土矿浮选渣和铝硅酸钠，制备混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，所述方法为：向制备混凝土的原料中掺入铝土矿浮选渣和铝硅酸钠，制备混凝土。2.如权利要求1所述的掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将粗骨料、细骨料、水泥和水按比例混合后进行搅拌，得到混合料浆；(2)将铝硅酸钠和铝土矿浮选渣加入步骤(1)中得到的混合料浆中，继续进行搅拌，得到混合物料；(3)向步骤(2)得到混合物料中加入添加剂，继续搅拌，得到混凝土混合料；(4)将步骤(3)所得混凝土混合料制成块状体，自然干燥固化，得到成品混凝土。3.如权利要求1或2所述的掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，所述混凝土的制备在水泥胶砂搅拌机中进行。4.如权利要求2所述的掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，步骤(1)所述粗骨料为石子，所述细骨料为砂。5.如权利要求2所述的掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌的时间为3-8min。6.如权利要求2所述的掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，步骤(2)所述铝土矿浮选渣粒度为200目以下。7.如权利要求2所述的掺合铝土矿浮选渣制备混凝土的方法，其特征在于，步骤(2)所述铝土矿浮选...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文婧，惠建斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11