高活性赤泥基混凝土摻合料制備方法技術(shù)

一種高活性赤泥基混凝土摻合料制備方法，屬于復合活化礦物摻和材料制備方法。以赤泥為主要原料，輔以電石渣、脫硫石膏等工業(yè)廢渣，通過未燃煤矸石自身的燃燒熱能對混合料進行熱力活化得到的高活性赤泥基混凝土摻合料；在拌制混凝土材料的過程中，按照20％的重量比以本發(fā)明專利技術(shù)制備的赤泥復合材料取代PO52.5，或PO42.5，或PC32.5硅酸鹽水泥，在其他拌制材料不變的情況下，拌制每立方米混凝土可節(jié)省成本10-20元，所拌制的混凝土各齡期強度均相當或高于對比混凝土強度，且新拌混凝土具有和易性好，坍落度損失小，水化熱低，后期強度遞延性好，抗硫酸鹽侵蝕，抗化學侵蝕性強，耐久性好，對混凝土性能無不利影響等特點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種復合活化礦物摻和材料制備方法，特別是一種。
技術(shù)介紹
赤泥是生產(chǎn)氧化鋁過程中所排出的固體廢棄物。我國是氧化鋁生產(chǎn)大國，2009年生產(chǎn)氧化鋁2378萬噸，約占世界總產(chǎn)量的30%，產(chǎn)生的赤泥近3000萬噸。目前我國赤泥綜合利用率僅為4%，累積堆存量達到2億噸。赤泥大量堆存，既占用土地，浪費資源，又易造成環(huán)境污染和安全隱患。煤矸石是煤炭開采和洗選過程中被分離出來的廢棄巖石，煤矸石綜合排放量占原煤產(chǎn)量的10% — 20%，是我國目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一。大量堆存的煤矸石不僅是煤礦生產(chǎn)的沉重包褓，而且對環(huán)境的污染也相當嚴重。近年來，我國在發(fā)電、農(nóng)業(yè)肥料、化工產(chǎn)品和建材原 料等領(lǐng)域利用煤矸石的研究已取得了一定進展，但這并沒有從根本上解決煤矸石大量堆積的現(xiàn)狀。未燃煤矸石幾乎沒有膠凝活性，在適當?shù)臏囟认拢喉肥械恼惩令惤M分可以脫水分解成具有水硬性膠凝活性的無定形氧化硅和氧化鋁。但由于煤矸石中的氧化鈣含量很低，限制了煅燒提高其活性的程度，故在煅燒過程中添加適量的鈣質(zhì)原料可以有效提高煤矸石的膠凝活性。燒結(jié)法赤泥中的氧化鈣含量較高，若將其與煤矸石結(jié)合起來，再輔以少量的電石渣、脫硫石膏等鈣質(zhì)校正原料可在一定程度上補充煤矸石的鈣含量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是要提供一種提高廢棄赤泥和煤矸石利用率、保護環(huán)境、降低混凝土拌制過程中的水泥用量，提高經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的。本專利技術(shù)的目的是這樣實現(xiàn)的:該方法的原料組成及其質(zhì)量百分比如下:赤泥40-60% ;未燃煤矸石25-45% ;電石渣10% ;脫硫石膏5% ； 制備方法包括:干燥、稱量配料及粉磨混合工藝、煅燒工藝和應(yīng)用工藝，具體方法過程如下: (1)干燥、稱量配料及粉磨混合工藝:將上述原料烘干并按上述配方進行稱量制成混合料，然后將上述4種原料放入球磨機中混合粉磨至比表面積> 600m2/kg ； (2)煅燒工藝:利用未燃煤矸石自身的燃燒熱能對混合料進行低溫煅燒，煅燒溫度不低于600°C，然后在大氣中快速冷卻即得到活化的赤泥基混凝土摻合料；未燃煤矸石的用量在25-45%范圍內(nèi)，以能將混合料煅燒至不低于600°C為準，煅燒溫度控制在600-800°C范圍，溫度越高，混合料活性越大； (3)應(yīng)用工藝:將活化處理后的赤泥基混凝土摻合料和水泥充分混合即形成赤泥基復合硅酸鹽水泥，或者在混凝土制備時直接用活化處理后的赤泥基混凝土摻合料對水泥進行等量部分取代。所述的赤泥為燒結(jié)法、拜耳法或聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其中以燒結(jié)法產(chǎn)生的赤泥效果最佳；所述的未燃煤矸石為煤炭開采和洗選過程中被分離出來的沒有發(fā)生自燃的廢棄巖石；所述的電石渣為工業(yè)生產(chǎn)乙炔氣、聚氯乙烯、聚乙烯醇等產(chǎn)品過程中，電石水解后產(chǎn)生的廢渣；所述的脫硫石膏為對含硫原料煤、油等燃燒后產(chǎn)生的煙氣進行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏，要求其二水石膏的品位大于90%。有益效果，由于采用了上述方案，赤泥中含有部分i3_C2S、C3A和無定形鋁硅酸鹽，從而使其具有一定的潛在膠凝活性，利用煤矸石自身的熱能對其進行煅燒處理，可使其活性大大提高。I)高強早強、高替代率:本專利技術(shù)生產(chǎn)的活化赤泥基混凝土摻合料對水泥的替代率可達到2(Γ50%。本品對赤泥活性主體有較好的溶蝕作用，可以使赤泥與水泥進行充分的水化反應(yīng)，和傳統(tǒng)粉煤灰等礦物摻合料混凝土相比，其早期強度得到較大提高，后期強度和硅酸鹽水泥混凝土相當，克服了傳統(tǒng)礦物摻合料普遍存在的早期強度低的致命缺陷和在混凝土中替代水泥少的缺點。2)生產(chǎn)工藝簡單、能耗低:活化赤泥基混凝土摻合料的生產(chǎn)流程、工藝過程較為簡單，利用未燃煤矸石為燃料，煅燒溫度低(不低于600°C )，不需要附加燃料，能耗低。2)使用簡單方便:將活化處理后的赤泥基混凝土摻合料和成品水泥混合可加工成活化赤泥基復合水泥。也可以在混凝土拌制時用本項目研制的活化赤泥基混凝土摻合料按一定的比例對P052.5，或P042.5，或PC32.5硅酸鹽水泥進行等量取代。與水泥產(chǎn)品的混合使用，操作簡單、方便，有利于工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。3)增塑效果明 顯:在相同水泥用量及水灰比情況下，加入推薦摻量的本產(chǎn)品，可明顯改善混凝土和易性，并增加混凝土的密實度。4)廣泛的適應(yīng)性:可很好適應(yīng)各種水泥，且低堿不會對混凝土造成堿集料反應(yīng)，亦可根據(jù)需要與符合國家及行業(yè)標準的外加劑配合使用。適應(yīng)水泥如:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。5)無毒副作用:本產(chǎn)品無毒、無臭、不燃，對鋼筋無銹蝕作用。與優(yōu)質(zhì)混凝土材料(水泥、粗細骨料、外加劑)復合應(yīng)用可大幅度提高混凝土抗化學腐蝕性，增強耐久性。6)顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益:采用工業(yè)廢棄物赤泥、煤矸石為主要原料，不僅可以減緩水泥制造對石灰石原材料的過快消耗，而且可以變廢為寶，逐步消除廢棄赤泥、煤矸石帶來的種種環(huán)境污染問題。本專利技術(shù)的原材料成本低廉易得，按拌制每立方混凝土替代20%的水泥計算，可節(jié)約成本10-20元，如果每年有2 3億噸的赤泥被活化用于水泥替代，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益將無法估量。優(yōu)點:本專利技術(shù)通過未燃煤矸石自身的燃燒熱能對赤泥和煤矸石進行熱力活化，將赤泥和煤矸石潛在活性充分激發(fā)出來，大大提高了赤泥和煤矸石在水泥和混凝土中的摻量，用其生產(chǎn)的活化赤泥基混凝土摻合料等量替代水泥后的物理力學性能和純水泥相當。大量替代水泥的膠凝材料而應(yīng)用于混凝土拌合料的制作，能夠減緩水泥制造對石灰石原材料的過快消耗，變廢為寶，逐步消除廢棄赤泥和煤矸石帶來的種種環(huán)境污染問題，提高廢棄赤泥和煤矸石利用率、保護環(huán)境、降低混凝土拌制過程中的水泥用量，具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。具體實施例方式實施例1:以赤泥為主要原料，輔以電石渣、脫硫石膏工業(yè)廢渣，通過未燃煤矸石自身的燃燒熱能對混合料進行熱力活化得到的高活性赤泥基混凝土摻合料；在拌制混凝土材料的過程中，按照20%的重量比以本專利技術(shù)制備的赤泥復合材料取代P052.5，或P042.5，或PC32.5硅酸鹽水泥。該方法的原料組成及其質(zhì)量百分比如下:赤泥40-60% ;未燃煤砰石25-45% ;電石渣10% ;脫硫石膏5% ； 制備方法包括:干燥、稱量配料及粉磨混合工藝、煅燒工藝和應(yīng)用工藝，具體方法過程如下: (1)干燥、稱量配料及粉磨混合工藝:將上述原料烘干并按上述配方進行稱量制成混合料，然后將上述4種原料放入球磨機中混合粉磨至比表面積> 600m2/kg ； (2 )煅燒工藝:利用未燃煤矸石自身的燃燒熱能對混合料進行低溫煅燒，煅燒溫度不低于600°C，然后在大氣中快速冷卻即得到活化的赤泥基混凝土摻合料；未燃煤矸石的用量在25-45%范圍內(nèi)，以能將混合料煅燒至不低于600°C為準，煅燒溫度控制在600-800°C范圍，溫度越高，混合料活性越大； (3)應(yīng)用工藝:將活化處理后的赤泥基混凝土摻合料和水泥充分混合即形成赤泥基復合硅酸鹽水泥，或者在混凝土制備時直接用活化處理后的赤泥基混凝土摻合料對水泥進行等量部分取代。所述的赤泥為燒結(jié)法、拜耳法或聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其中以燒結(jié)法產(chǎn)生的赤泥效果最佳；所述的未燃煤矸石為煤炭開采和洗選過程中被分離出來的沒有發(fā)生自燃的廢棄巖石 ；所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高活性赤泥基混凝土摻合料制備方法，其特征是：該方法的原料組成及其質(zhì)量百分比如下：赤泥40?60％；未燃煤矸石25?45％；電石渣10％；脫硫石膏5％；制備方法包括：干燥、稱量配料及粉磨混合工藝、煅燒工藝和應(yīng)用工藝，具體方法過程如下：（1）干燥、稱量配料及粉磨混合工藝：將上述原料烘干并按上述配方進行稱量制成混合料，然后將上述4種原料放入球磨機中混合粉磨至比表面積≥600m2/kg；（2）煅燒工藝：利用未燃煤矸石自身的燃燒熱能對混合料進行低溫煅燒，煅燒溫度不低于600℃，然后在大氣中快速冷卻即得到活化的赤泥基混凝土摻合料；未燃煤矸石的用量在25?45％范圍內(nèi)，以能將混合料煅燒至不低于600℃為準，煅燒溫度控制在600?800℃范圍，溫度越高，混合料活性越大；（3）應(yīng)用工藝：將活化處理后的赤泥基混凝土摻合料和水泥充分混合即形成赤泥基復合硅酸鹽水泥，或者在混凝土制備時直接用活化處理后的赤泥基混凝土摻合料對水泥進行等量部分取代。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姬永生，喬巍，
申請(專利權(quán))人：中國礦業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：