【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种地质聚合物，具体涉及一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物，特别涉及一种利用工业固体废物赤泥与玻璃污泥通过简单机械活化和化学活化获得地质聚合物的方法，属于固体废物资源化利用。
技术介绍
1、我国拜耳法赤泥产生量大，其主要危害表现为强碱性，一般ph在9～13之间。目前主要的处理方式是坝场堆放，占用了大量的土地，破坏了周边环境。现有技术中，已经有很多赤泥资源化利用的途径，其中利用赤泥生产地质聚合物材料是非常有潜力的大量消耗赤泥的途径，对于减轻赤泥存储量具有重要意义。
2、玻璃污泥是在玻璃加工过程中冲洗、抛光中产生的废弃物，其ph在11左右。目前的主要处理方式是水泥产业中的添加剂，但是由于其产量巨大，对其资源化利用还需要寻找新的方式。
3、地质聚合物为硅铝质胶凝材料，其活化方式主要是碱激发。赤泥中的活性成分比较低，反应性不够，得到的材料机械强度等性能不够理想，因此，常采用高温煅烧或者机械活化的方式来提升赤泥的反应性，同时与偏高岭土、粉煤灰等反应性强的硅铝酸盐材料掺合以提升强度。
4、目前，赤泥的活化方式主要是煅烧，煅烧时间大多在2～3h，煅烧温度绝大多超过500℃，这部分的能耗增加了赤泥的处理成本。现有技术中也有采用机械活化结合化学活化赤泥的相关技术，例如中国专利cn 112010578 a公开了将赤泥与煤矸石依次经过机械球磨活化和碱激发活化处理，即得免烧赤泥基地聚合物。但是其采用的煤矸石含有大量的有机质，烧失量高达28％，这对于后续地质聚合物的形成是不利的，同时煤矸石中的硅铝成分主要以
5、到目前为止，还没有通过机械活化结合化学活化来处理赤泥跟玻璃污泥获得高反应活性地质聚合物材料的相关报道。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的是在于提供了一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物，该地质聚合物中重金属得到有效固定，且力学强度较高，满足胶凝材料应用要求，特别是地质聚合物的制备能够消纳大量的赤泥和玻璃污泥两种固废，实现了固废的高附加值资源化利用。
2、本专利技术的第二个目的是在于提供一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，该方法采用机械球磨活化和化学试剂激发相结合的手段来促进赤泥和玻璃污泥之间的地聚合物反应，解决了地聚合物生产中赤泥原料活性低问题，同时避免了采用煅烧提高反应活性过程中产生较大能耗的技术问题，且化学激发过程只需采用碱液，成本较低。
3、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，该制备方法是将赤泥与玻璃污泥经过机械球磨活化后，采用碱液激发反应，即得。
4、本专利技术在利用赤泥与玻璃污泥制备地聚合物过程中，采用了机械球磨活化和碱液激发相结合的技术手段，实现了赤泥的高效活化，并激发了赤泥与玻璃污泥之间的地聚合反应，获得力学性能较好的地质聚合物，同时实现了重金属的有效固定。机械球磨作为地质聚合物原料活化手段，能够增加赤泥和玻璃污泥颗粒的细度，提高颗粒表面自由能，从而提升赤泥和玻璃污泥的地聚合反应活性。赤泥主要是团聚状，单一的赤泥在球磨活化过程中存在颗粒团聚沉积现象，活化效率较低，而玻璃污泥的形貌是棱角分明的块状，玻璃污泥的掺入在球磨作用下可以很好地分散赤泥，改善赤泥的团聚情况，同时玻璃污泥可以增大球磨过程中与细小颗粒赤泥之间的摩擦，从而提升赤泥的球磨效率，而赤泥在跟玻璃污泥球磨过程中材料粒径减小，比表面积增大，晶格畸变，缺陷增多，结晶度降低，更多地转化为无定形结构。在此基础上，进一步采用碱液激发反应，能够有效促进碱溶及再聚反应快速进行，因此通过机械球磨活化和碱液激发协同处理能够提高赤泥和玻璃污泥原料的聚合反应活性。
5、本专利技术选择玻璃污泥来搭配赤泥来制备地聚合物，关键还在于两种固废之间的组分协调配伍，赤泥主要包含硅铝成分和na2o，作为地聚合物的主要原料，而玻璃污泥主要提供活性硅成分与cao及na2o，利用其活性硅来调节赤泥中的活性硅铝比例，同时利用其包含的活性碱来促进化学激发活化，从而提高地聚合反应活性，特别是通过玻璃污泥可以引入活性氧化钙，以提高地聚合物的力学强度。相对现有技术中的煤矸石来说，玻璃污泥中包含的硅主要为不定型的活性硅，而不是难以被活化的高岭土物相，不定型的活性硅易于被碱液溶出而参与地聚合物反应，从而可以采用单一的碱液快速激发参与地聚合反应，同时玻璃污泥中包含大量的碱性物质，比如cao、na2o等对于化学激发地聚合反应是十分有利的，特别氧化钙可以在地聚合物反应中生成csh凝胶，能够填充在硅铝聚合物网格中有效提升地聚合材料的强度。此外，玻璃污泥几乎不含有机质，对整个地聚合反应影响较小，减轻了对地质聚合物强度的破坏。
6、作为一个优选的方案，所述玻璃污泥包含以下主要质量百分比组分：sio260～70％，al2o3 1～5％，mgo 1～5％，cao 5～10％，na2o 8～12％。玻璃污泥掺入赤泥一起进行机械球磨，可以利用玻璃污泥的物理性状来提升赤泥球磨活化效率，促进了赤泥原料在碱性溶液下硅铝的浸出；玻璃污泥含有大量无定形二氧化硅，可以调节体系的硅铝比，加强地质聚合反应；玻璃污泥中包含活性较高的氧化钙和氧化钠组分，是活性碱性成分，对于地聚合反应的碱激发过程是非常有利的，特别是活性氧化钙可以在地聚合物反应中生成csh凝胶，能够填充在硅铝聚合物网格中有效提升地聚合材料的强度。
7、作为一个优选的方案，所述赤泥与玻璃污泥按照质量百分比60～80％:20％～40％组成。进一步优选，所述赤泥与玻璃污泥按照质量百分比65～72％:28％～35％组成。赤泥与玻璃污泥的质量比例需控制在适当范围内，基于玻璃污泥主要含有活性sio2，而al2o3含量很低的特点，玻璃污泥的含量最好不要超过35％，如果玻璃污泥掺量升高则相应获得的地质聚合物强度会下降，可能因为玻璃污泥中铝的含量过低影响了地聚合反应进程。而基于赤泥本身包含的sio2和al2o3活性较低，如果赤泥的掺量过高则相应获得的地质聚合物强度也会下降，主要是赤泥本身包含的低活性成分得不到充分激发，反应性不够，不足以提供很好的机械强度。因此，赤泥与玻璃污泥应当严格控制在适当的比例范围内。
8、作为一个优选的方案，所述机械球磨活化的条件为：球料比为8.0～15，转速为350～500r/min，时间为15～30min。球料比进一步优选为9～11，转速进一步优选为380～420r/min，时间进一步优选为20～25min。在机械球磨活化过程中，随着球料比的提升，球磨效率提升，物料粒径减小，但当球料比达到10以上时，物料粒径减小不甚明显，考虑到产率跟粉磨效率，优选的球料比为9.0～11.0。随着转速的增加，物料粒径减小，考虑到行星磨量程跟噪声的影响，优选的机械球磨转速为380～420r/min，以达到最有效的机械粉磨条件。对于机械球磨活化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：将赤泥与玻璃污泥经过机械球磨活化后，采用碱液激发反应，即得。
2.根据权利要求1所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述玻璃污泥包含以下主要质量百分比组分：SiO2 60～70％，Al2O3 1～5％，MgO 1～5％，CaO 5～10％，Na2O 8～12％。
3.根据权利要求1或2所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述赤泥与玻璃污泥按照质量百分比60～80％:20％～40％组成。
4.根据权利要求1所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述机械球磨活化的条件为：球料比为8.0～15，转速为350～500r/min，时间为15～35min。
5.根据权利要求1所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述碱液为4.0～6.0M的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述碱液与赤泥及玻璃污泥按液固比0.35～
7.一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物，其特征在于：由权利要求1～6任一项所述制备方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：将赤泥与玻璃污泥经过机械球磨活化后，采用碱液激发反应，即得。
2.根据权利要求1所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述玻璃污泥包含以下主要质量百分比组分：sio2 60～70％，al2o3 1～5％，mgo 1～5％，cao 5～10％，na2o 8～12％。
3.根据权利要求1或2所述的一种免烧赤泥-玻璃污泥地质聚合物的制备方法，其特征在于：所述赤泥与玻璃污泥按照质量百分比60～80％:20％～40％组成。
4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯浩波，李逸馨，李嘉豪，钟璇，周子犀，李禾，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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