一种赤泥基复合掺合料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种赤泥基复合掺合料及其制备方法。所述复合掺合料以重量份数计，包括如下组分：赤泥10份

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥基复合掺合料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工业固废资源化处理
，具体为一种赤泥基超细复合掺合料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国工业化的进程，铝土矿资源的开采量和使用量大幅攀升，在生产氧化铝的过程中，固体废弃物量也逐年增加，而赤泥是氧化铝生产过程中的工业副产物，每生产1吨氧化铝，随之排放的赤泥平均可达1～2.5吨。由于氧化铝的生产方法以碱法为主，提炼氧化铝后的赤泥残渣具有极强碱性，加之其组成复杂，资源化利用的局限性较大，目前我国赤泥利用率仅为4％左右，堆存量达到11.8亿吨。
[0003]赤泥作为生产氧化铝过程中排放的固体废物，按工艺的区别主要分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥，相较于拜耳法赤泥，烧结法赤泥(S
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RM)含有一定的C2S(硅酸二钙)，活性较高，但由于含碱量均较高，颜色较深甚至偏红，导致其利用率一直较低，大量堆存，造成了土地资源的占用及污染。
[0004]CN103193403A公布了一种高活性赤泥基混凝土掺合料的制备方法，将混料在球磨机中粉磨至比表面积≥600m2/kg，然后将其在600
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800℃温度进行煅烧处理。但是上述专利在大规模资源化利用赤泥的时候，除了需要达到粉磨到相应比表面积要求之外，还需要进行600℃的高温煅烧，制备时间长，能耗和碳排放量不能有效的降低，无法大规模推广。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题之一，本专利技术提供一种赤泥基复合掺合料，该掺合料利用赤泥和潜在活性较高的矿粉、粉煤灰等之间的协同效应，结合合适的矿物调节剂，通过联合粉磨工艺制备得到，无需高温焙烧，即可达到I类复合掺合料的性能要求，提高经济效益和环保效益。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面提供一种赤泥基复合掺合料，以重量份数计，包括如下组分：赤泥10份
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30份，矿粉20份
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35份，粉煤灰30份
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60份，矿物调节剂5份
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10份；
[0008]其中，所述复合掺合料的细度为45μm筛余量不超过所筛物料总质量的12％。
[0009]本专利技术提供的赤泥基复合掺合料其细度、流动度比、活性指数和胶砂抗压强度增长比等均达到I类复合掺合料的性能要求。
[0010]本专利技术所述赤泥基复合掺合料中，所述赤泥10份
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30份，可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份或30份。
[0011]本专利技术所述赤泥基复合掺合料中，所述矿粉20份
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35份，可以是22份、25份、28份、30份、32份或35份。
[0012]本专利技术所述赤泥基复合掺合料中，所述粉煤灰30份
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60份，可以是30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份。
[0013]本专利技术所述赤泥基复合掺合料中，所述矿物调节剂5份
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10份，可以是5份、6份、7份、8份、9份或10份。
[0014]在一些实施方案中，所述复合掺合料的流动度比不低于105％。
[0015]在一些实施方案中，所述复合掺合料的7天活性指数不低于80％，28天活性指数不低于90％。
[0016]在一些实施方案中，所述复合掺合料的胶砂抗压强度增长比不低于95％。
[0017]在一些优选实施方案中，以重量份数计，所述复合掺合料包括：赤泥10份
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20份，矿粉20份
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25份，粉煤灰45份
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60份，矿物调节剂5份
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10份。
[0018]在一些实施方案中，所述赤泥选自烧结法赤泥、拜耳法赤泥或联合法赤泥中的一种或多种。在一些具体实施方案中，所述赤泥选自烧结法赤泥。在一些具体实施方案中，所述赤泥的比表面积≥400m2/kg。
[0019]在一些实施方案中，所述矿粉为S95标准矿粉或S105级矿粉。
[0020]在一些实施方案中，所述粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰。
[0021]在一些实施方案中，所述矿物调节剂选自脱硫石膏、工业副产石膏和石灰中的一种或多种。在一些具体实施方案中，所述脱硫石膏的比表面积≥300m2/kg。在一些具体实施方案中，所述石灰为生石灰。
[0022]本专利技术的第二方面提供第一方面所述赤泥基矿物掺合料的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)将所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与任选的助磨剂混合，得到混合料；
[0024](2)将所述混合料粉磨至比表面积≥500m2/kg，得到赤泥基复合掺合料。
[0025]赤泥的主要晶相组成是方解石、文石、钙钛矿、赤铁矿、三羟铝石、加藤石以及β
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C2S等，单独粉磨赤泥极易产生团聚效应，粉磨效果不佳，对性能提升不明显。通过将赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂等原料先混合后，再共同粉磨，即联合粉磨工艺，将赤泥等固废颗粒之间进行颗粒整形，使得赤泥、矿粉、粉煤灰等颗粒相互改性、活性组分暴露出来，极大程度避免了因为颗粒团聚效应造成负面影响。本专利技术的制备方法不需经过高温焙烧，工艺简单，还可大幅提高复合掺合料的活性指数和流动度比，使复合掺合料的性能满足或者远超I类复合掺合料的性能要求。另外，联合粉磨过程中还可以加入助磨剂，使得普通联合粉磨达到最佳性能效果的粉磨时间大大缩短缩的同时，还可以改善掺合料的流动性。
[0026]在一些实施方案中，步骤(1)中，所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂的含水率均不高于1％。本专利技术可通过将所述赤泥、矿粉和粉煤灰等原料在100℃～110℃例如105℃下烘干24h，使其含水率不高于1％。本专利技术可通过将所述矿物调节剂在80℃～90℃例如85℃下烘干24h，使其含水率不高于1％。
[0027]在一些实施方案中，步骤(1)中，所述粉磨的时间为15min
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45min，例如15min，20min，25min，30min，35min，40min或45min。
[0028]在一些实施方案中，所述助磨剂选自醇胺类物质。在一些优选实施方案中，所述醇胺类物质为三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的一种或两种。
[0029]在一些实施方案中，所述助磨剂包括三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺。
[0030]在一些具体实施方案中，步骤(1)包括如下步骤：
[0031]将所述粉煤灰与三乙醇胺混合，得到第一混合物，
[0032]将所述矿粉与二乙醇单异丙醇胺混合，得到第二混合物，
[0033]将所述第一混合物、第二混合物与所述赤泥和矿物调节剂混合，得到所述混合料。
[0034]在一些实施方案中，所述三乙醇胺的用量为所述粉煤灰质量的0.02％
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0.04％，例如0.02％、0.025％、0.03％、0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥基复合掺合料，以重量份数计，包括如下组分：赤泥10份
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30份，矿粉20份
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35份，粉煤灰30份
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60份，矿物调节剂5份
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10份；其中，所述复合掺合料的细度为45μm筛余量不超过所筛物料总质量的12％。2.根据权利要求1所述的复合掺合料，其特征在于，以重量份数计，所述复合掺合料包括：赤泥10份
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20份，矿粉20份
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25份，粉煤灰45份
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60份，矿物调节剂5份
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10份；和/或所述复合掺合料的流动度比不低于105％；和/或所述复合掺合料的7天活性指数不低于80％，28天活性指数不低于90％；和/或所述复合掺合料的胶砂抗压强度增长比不低于95％。3.根据权利要求1或2所述的复合掺合料，其特征在于，所述赤泥选自烧结法赤泥、拜耳法赤泥或联合法赤泥中的一种或多种，优选地，所述赤泥比表面积≥400m2/kg；和/或所述矿粉选自S95级矿粉或S105级矿粉。4.根据权利要求1
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3任一项所述的复合掺合料，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰或II级粉煤灰；和/或所述矿物调节剂选自脱硫石膏、工业副产石膏和石灰中的一种或多种，优选地，所述脱硫石膏的比表面积≥300m2/kg，所述石灰为生石灰。5.权利要求1
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4任一项所述的复合掺合料的制备方法，包括如下步骤：(1)将所述赤泥、矿粉、粉煤灰和矿物调节剂与任选的助磨剂混合，得到混合料；(2)将所述混合料粉磨至比表面积≥500m2/k...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，房中华，王吉祥，刘泽，危鹏，程光奇，
申请(专利权)人：北京瑞吉达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：