一种地聚合物稳定磷尾矿路面基层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种地聚合物稳定磷尾矿路面基层，其由6～20wt％的电石渣，15～24wt％的磷渣粉和粉煤灰中的一种或两种，60～70wt％的磷尾矿制备得到。本申请还提供了一种地聚合物稳定磷尾矿路面基层的制备方法。本申请路面基层通过电石渣主要成分Ca(OH)2溶解和电离形成碱性环境，为磷渣粉或粉煤灰中硅

【技术实现步骤摘要】
一种地聚合物稳定磷尾矿路面基层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工业固体废弃物再利用
，尤其涉及一种地聚合物稳定磷尾矿路面基层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的持续快速增长，工业发展过程中排放了日趋增多的固体废弃物，如水解电石生产乙炔后排放的电石渣、火力发电厂排出的粉煤灰、浮选磷矿产生的磷尾矿以及黄磷厂排出的磷渣等，其大多数以堆放的形式为主。然而固体废弃物的堆放存在一系列的环境污染和安全问题，包括土壤的退化、有害有机物、重金属的浸出，植被的破坏、堆放库溃坝等等。因此，实现对工业固体废弃物的资源化利用具有重要意义。
[0003]在磷尾矿综合利用研究中，已有通过煅烧
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碳化法、酸浸出法以及氨循环法等回收磷尾矿的有用元素。如在公开号为CN 111302376的中国专利公开了利用盐酸酸解高镁磷尾矿制备阻燃剂的方法，其通过循环酸解磷尾矿使得到氢氧化镁与有机阻燃剂复配，得到优异的复合阻燃剂；但是回收磷尾矿需要进行循环酸多道流程处理，生产成本偏高。另外用于化肥生产在一定程度上缓解了磷尾矿排放的压力，如公开号为CN 102161602 A的中国专利公开了一种利用萃余酸和高镁制备磷镁复合肥料的方法，其消耗了一定量的磷尾矿，并制备出磷镁复合肥，但所制得的肥料养分含量较低，农用施用效果较差，需要更深入的研究。目前，国家发政委等十五部门和单位联合印发了《关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见》，其中强调了积极推进砂源替代利用，支持废石尾矿综合利用。
[0004]现如今，中国大多数路面基层材料采用的是水泥或石灰作为粘结剂稳定粒料。然而普通硅酸盐水泥和石灰在生产过程会造成资源的消耗和二氧化碳的排放，不符合现在提倡的绿色低碳发展理念。地聚合物被称为碱活化铝硅酸盐材料，能代替水泥和石灰的新型粘合材料，其是在碱性条件下激发具有大量Al2O3、SiO2和CaO的玻璃相物质，产生无序的、具有四面体基质的交联硅酸铝粘结剂凝胶，这种凝胶具备早强高、粘结强度高和耐久性好等优势。
[0005]因此，研发代替水泥或石灰稳定粒料的固化剂，使其固化磷尾矿在道路工程中大量运用，既可以实现商业价值意义又达到可持续发展战略要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题在于提供一种电石渣、磷渣粉、粉煤灰地聚合物稳定磷尾矿路面基层，该路面基层可实现固废物的再利用，且使路面基层具有较好的力学性能和耐久性能。
[0007]有鉴于此，本申请提供了一种地聚合物稳定路面基层，按照质量百分比，由以下原料制备得到：
[0008]电石渣
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6～20wt％；
[0009]磷渣粉和粉煤灰中的一种或两种
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15～24wt％；
[0010]磷尾矿
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60～70wt％。
[0011]优选的，所述磷尾矿中包括白云石、石英和氟磷灰石；所述磷尾矿的密度为2.50～3.00g/cm3，磷尾矿的粒径为0.0mm～0.15mm。
[0012]优选的，所述电石渣的成分具体为：SiO2：3～5wt％，Al2O3：0.4～0.6wt％，CaO：70～75wt％，SO3：0.2～0.5wt％，Fe2O3：0.05～0.10wt％。
[0013]优选的，所述粉煤灰的成分具体为：SiO2：37～39wt％，Al2O3：19～21wt％，CaO：3～5wt％，SO3：1～3wt％，Fe2O3：17～19wt％，MgO：1～2wt％；所述磷渣粉的成分具体为：SiO2：39～41％，Al2O3：2～4％，CaO：45～47％，SO3：5～7％，Fe2O3：1.5～3.0％，P2O5：3～5％。
[0014]优选的，所述电石渣、磷渣粉、粉煤灰的含水量独立的≤1.0％，所述磷尾矿的含水量≤13％；所述电石渣的比表面积≥300m2/kg，所述磷渣粉的比表面积≥400m2/kg，所述粉煤灰的比表面积≥750m2/kg。
[0015]优选的，所述电石渣的含量为7.5～18wt％。
[0016]优选的，所述磷渣粉和粉煤灰中的一种或两种的含量为18～22.5wt％。
[0017]优选的，所述磷尾矿的含量为62～70wt％。
[0018]本申请还提供了所述的地聚合物稳定磷尾矿路面基层的制备方法，包括以下步骤：
[0019]按照原料配比将磷渣粉和粉煤灰中的一种或两种、电石渣和磷尾矿混合，再加入水，得到混合料；
[0020]将所述混合料依次进行摊铺、碾压成型和养护，得到地聚合物稳定磷尾矿路面基层。
[0021]优选的，所述混合料中含水量为14.0～18.0wt％，所述摊铺的松铺系数为1.30～1.40。
[0022]本申请提供了一种地聚合物稳定磷尾矿路面基层，其由6～20wt％的电石渣，15～24wt％的磷渣粉和粉煤灰中的一种或两种，60～70wt％的磷尾矿制备得到。本申请提供的地聚合物稳定磷尾矿路面基层通过电石渣的主要成分Ca(OH)2溶解和电离形成碱性环境，为磷渣粉和/或粉煤灰中硅
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氧键的断裂提供条件，以及重新组合生成水化硅酸钙(C
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S
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H)和水化铝酸钙(C
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A
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H)等地聚合物凝胶，这些地聚合物凝胶在磷尾矿颗粒之间胶结，继而固化和相互嵌锁成具有机械强度的刚性基体，筑成路面基层的力学性能和耐久性能。本专利技术提供的地聚合物稳定磷尾矿路面基层提高了磷尾矿的利用率，电石渣、磷渣粉和粉煤灰等原材料的应用实现了固废物的再利用，减少固化剂的使用，降低了工程成本，施工简单，环境危害小，可广泛适用于道路工程的修筑。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的电石渣、磷渣粉、粉煤灰地聚合物稳定磷尾矿路面基层不同龄期的无侧限抗压强度柱形图；
[0024]图2是本专利技术的电石渣、磷渣粉、粉煤灰地聚合物稳定磷尾矿路面基层的28d劈裂强度和28d回弹模量试验结果柱形图；
[0025]图3是本专利技术磷尾矿掺量为60％时地聚合物稳定磷尾矿路面基层不同龄期的无侧限抗压柱形曲线图；
[0026]图4是在扫描电镜下观测到的养护28d后电石渣、磷渣粉、粉煤灰地聚合物稳定磷尾矿路面基层中C
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S
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H、C
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S
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A
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H的形貌照片。
具体实施方式
[0027]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0028]鉴于现有技术中固废堆放以及路面基层固化剂的问题，本申请提供了一种电石渣、磷渣粉、粉煤灰地聚合物稳定磷尾矿的路面基层，其中的磷尾矿主要以是白云石的形式存在，并含有少量的石英和磷灰石，其具有较大的颗粒强度，保证了路面基层的部分强度，水解电石生产乙炔后排放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地聚合物稳定路面基层，按照质量百分比，由以下原料制备得到：电石渣
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6～20wt％；磷渣粉和粉煤灰中的一种或两种
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15～24wt％；磷尾矿
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60～70wt％。2.根据权利要求1所述的路面基层，其特征在于，所述磷尾矿中包括白云石、石英和氟磷灰石；所述磷尾矿的密度为2.50～3.00g/cm3，磷尾矿的粒径为0.0mm～0.15mm。3.根据权利要求1所述的路面基层，其特征在于，所述电石渣的成分具体为：SiO2：3～5wt％，Al2O3：0.4～0.6wt％，CaO：70～75wt％，SO3：0.2～0.5wt％，Fe2O3：0.05～0.10wt％。4.根据权利要求1所述的路面基层，其特征在于，所述粉煤灰的成分具体为：SiO2：37～39wt％，Al2O3：19～21wt％，CaO：3～5wt％，SO3：1～3wt％，Fe2O3：17～19wt％，MgO：1～2wt％；所述磷渣粉的成分具体为：SiO2：39～41％，Al2O3：2～4％，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑秋，刘族东，张庆刚，温元波，王佳才，赵青林，周尚群，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：