拜耳法赤泥路基專用固化劑、其制備方法及應用方法技術

本發明專利技術公開了一種拜耳法赤泥路基專用固化劑、其制備方法及應用方法，屬于道路工程領域。該固化劑由工業廢渣磷石膏、調節劑和穩定劑按一定比例混合而成，利用固體廢棄物之間互補的化學特性，通過對活性物質的激發實現對赤泥的固化，從而將赤泥用于公路路基填筑工程。具有無二次污染，成本低廉、制備方法簡單及資源利用率高的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及道路工程領域，具體地說是一種拜耳法赤泥路基專用固化劑、其制備方法及應用方法。
技術介紹
赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁之后排出的固體廢棄物。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。一般情況下每生產1噸氧化鋁，就會產生0.8~1.5噸赤泥。2014年全國赤泥產生量約8000萬噸，利用量約320萬噸，利用率4%。目前我國赤泥累計堆存量超過3.5億噸，赤泥的大量堆存，既占用土地，浪費資源，又易造成環境污染和安全隱患。因此，最大限度的減少赤泥堆存和危害，實現多渠道、大規模的資源化利用已迫在眉睫。同時，隨著我國公路建設工程的高速發展，路用材料正在消耗大量的不可再生自然資源。在國內經濟發達地區和重要區域走廊的公路建設中，甚至出現了土源緊缺現象。這不僅對工程建設質量與工程進度造成了嚴重影響，同時也給我國18億畝耕地紅線造成了嚴重沖擊。因此，尋找合適廢舊材料的再生利用成為今年來公路管理以及科研部門的一個重要任務。如果能夠將赤泥大規模的應用于龐大的公路工程建設，不僅可以變廢為寶、節省寶貴的不可再生土地資源，也為以赤泥為代表的工業廢棄料的大規模減量化應用提供了一個最有效的途徑，符合國家環境保護政策以及倡導低碳經濟的基本原則。現有的傳統固化劑不能夠有效減低赤泥的PH值與污染性，長期穩定性較差。如果沒有一種合適的赤泥固化材料，就會嚴重制約赤泥在公路行業的大規模應用。
技術實現思路
本專利技術的技術任務是針對上述現有技術的不足，提供一種拜耳法赤泥路基專用固化劑，該固化劑能夠有效降低赤泥的pH值，提升赤泥路基的長期穩定性。本專利技術進一步的技術任務是提供上述固化劑的制備方法。本專利技術再進一步的技術任務是提供上述固化劑的應用方法。本專利技術的技術任務是按以下方式實現的：拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特點是由以下重量配比的原料制成：磷石膏60—90份調節劑20—30份穩定劑0.5—2份，所述調節劑為堿金屬類化合物；所述穩定劑為氯鹽。各原料的重量配比優選為：磷石膏70—80份調節劑23—28份穩定劑0.8—1.2份。各原料的重量配比最佳為：磷石膏75份調節劑24份穩定劑1份。稱取配方量的磷石膏、調節劑及穩定劑，混合均勻即可得到本專利技術固化劑成品，但為了達到更好的技術效果，本專利技術固化劑的制備方法優選為包括以下步驟：a）取配方量的磷石膏，在100~110℃條件下烘干后，經過研磨，過100目篩備用；b）將配方量的調節劑在60-70℃條件下烘干后，加入步驟a所述磷石膏中，充分混合研磨，混合料的pH值為5~7；c）常溫下，將配方量的穩定劑加入到步驟b所述混合料中，充分混合均勻，即得固化劑成品。所述調節劑可以是現有技術中的堿金屬類化合物等，但為了達到最佳技術效果，優選為氯化鈣和/或礦渣微粉。以氯化鈣和礦渣微粉的混合物為調節劑時，氯化鈣和礦渣微粉的重量比為3-8:1優選為5:1。所述穩定劑可以是現有技術中的氯鹽類化合物，但為了達到最佳技術效果，優選為氯化鋇。本專利技術固化劑中，磷石膏中的酸性離子與赤泥的堿性物質發生中和反應、同時固化劑中的有效成分與赤泥的含鐵鋁物質形成不溶物質，從而實現降低赤泥PH值、固化赤泥中的重金屬離子的目的。調節劑和穩定劑共同作用，還可以激發赤泥中的活性物質，生成鐵鋁酸基凝膠實現赤泥中有害離子的穩定化，同時提高赤泥的強度，污染性物質被包裹、吸附而失去遷移特性。因此，可以將本專利技術固化劑應用于赤泥路基的鋪設過程中。在赤泥路基的鋪設過程中，可以將本專利技術固化劑按照一定的質量比添加到赤泥中，與赤泥攪拌均勻后即可進行路基鋪設。鋪設過程與現有技術中赤泥路基的鋪設過程相同。作為優選，施工過程中固化劑與赤泥的摻加比例為8%~12%（質量百分比）。填筑路基赤泥的含水量優選為最佳含水量以上2個百分點。最佳含水量參照《公路土工試驗規程》（JTGE40-2007）擊實試驗T0131-2007確定。本專利技術的拜耳法赤泥路基專用固化劑、其制備方法及應用方法與現有技術相比具有以下突出的有益效果：（一）本專利技術用固化劑采用工業固體廢棄物（磷石膏）為原材料，利用固體廢棄物之間互補的化學特性，通過對活性物質的激發實現對赤泥的固化，從而將赤泥用于公路路基填筑工程；（二）無二次污染，成本低廉且資源利用率高；（三）制備方法簡單，便于推廣應用。具體實施方式以具體實施例對本專利技術的拜耳法赤泥路基專用固化劑、其制備方法及應用方法作以下詳細地說明。如無特別說明，下述所用各成分的含量為重量百分比含量。實施例一：【配方】磷石膏75KgCaCl220Kg礦渣微粉4KgBaCl21Kg【制備方法】a）將配方量的磷石膏在100~110℃條件下烘干6個小時，經過球磨機研磨并過100目篩備用；b）將配方量的CaCl2、礦渣微粉在65℃條件下烘干6個小時后，加入步驟a備好的磷石膏，充分混合研磨，得到pH值為6混合料；c）常溫下，將配方量的BaCl2加入到步驟b所述混合料中，充分混合均勻，即得固化劑成品。【應用及效果】將上述制備好的固化劑按照10%的比例與最佳含水量以上2個百分點赤泥摻拌均勻，并制模養護。7天的后無側限抗壓強度為1.5MPa，赤泥試件的pH值降低至8.9。實施例二：【配方】磷石膏70KgCaCl224Kg礦渣微粉4.8KgBaCl21.2Kg【制備方法】制備方法與實施例一相同。【應用及效果】應用方法與實施例一相同。7天的后無側限抗壓強度為1.2MPa，赤泥試件的pH值降低至9.3。實施例三：【配方】磷石膏80KgCaCl216Kg礦渣微粉3.2KgBaCl20.8Kg【制備方法】制備方法與實施例一相同。【應用及效果】應用方法與實施例一相同。7天的后無側限抗壓強度為1.4MPa，赤泥試件的pH值降低至8.5。實施例四：【配方】磷石膏75KgCaCl224KgBaCl21Kg【制備方法】制備方法與實施例一相同。【應用及效果】應用方法與實施例一相同。7天的后無側限抗壓強度為1.0MPa，赤泥試件的pH值降低至9.5。實施例五：【配方】磷石膏75Kg礦渣微粉24KgBaCl21Kg【制備方法】制備方法與實施例一相同。【應用及效果】應用方法與實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特征在于由以下重量配比的原料制成：磷石膏???????????????????????????60—90份調節劑???????????????????????????20—30份穩定劑???????????????????????????0.5—2份，所述調節劑為堿金屬類化合物；所述穩定劑為氯鹽。

【技術特征摘要】
1.拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特征在于由以下重量配比的原料制成：
磷石膏60—90份
調節劑20—30份
穩定劑0.5—2份，
所述調節劑為堿金屬類化合物；
所述穩定劑為氯鹽。
2.根據權利要求1所述的拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特征在于各原料的重量配比
為：
磷石膏70—80份
調節劑23—28份
穩定劑0.8—1.2份。
3.根據權利要求1或2所述拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特征在于所述調節劑為堿金
屬類化合物為氯化鈣和/或礦渣微粉。
4.根據權利要求1或2所述拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特征在于所述氯鹽為氯化
鋇。
5.根據權利要求1或2所述拜耳法赤泥路基專用固化劑，其特征在于其制備方法包括以
下步驟：
a）取配方量的磷石膏，在100~110℃條件下烘干后，經過研磨，過100目篩備用；
b）將配方量的調節劑在60-70℃條件下烘干后，加入步驟a所述磷石膏中，充分混合研
磨，混合料的pH值為5~7...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程鈺，孫兆云，韋金城，
申請(專利權)人：程鈺，孫兆云，韋金城，
類型：發明
國別省市：山東;37