[發明專利]一種拜耳法赤泥基充填材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010176258.2
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111393097B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉娟紅;周在波;吳愛祥;王貽明;吳瑞東;王少勇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明屬于拜耳法赤泥基充填材料領域，特別是一種為降低充填材料中堿對環境危害及提高充填材料抗壓強度的拜耳法赤泥基充填材料及其制備方法。拜耳法赤泥基充填材料包括基本充填材料的重量份數為：赤泥30?60份，粉煤灰40?60份，水泥5?15份；固堿材料的重量份數為：無機鹽10?30份，有機酸10?30份，中性礦物摻合料50?70份。本發明制備得到的拜耳法赤泥基充填材料，3d強度大于1MPa，28d強度大于3MPa。通過粉煤灰、水泥、拜耳法赤泥的復合激發作用及固堿材料對堿溶出的調節，模擬地下環境，充填料淋溶水完全滿足環境水質Ⅲ類標準要求。拜耳法赤泥充分實現了綠色化利用，同時降低了充填料的成本，具有較高的經濟價值和環境保護價值。

技術領域

本發明屬于拜耳法赤泥基充填材料領域，特別是一種為降低充填材料中堿對環境危害及提高充填材料抗壓強度的拜耳法赤泥基充填材料及其制備方法。

背景技術

赤泥是鋁土礦煉制氧化鋁過程中產生的強堿性固體廢棄物，目前主要以堆存為主，在堆存過程中會污染土地和水源，同時具有較高的安全隱患。為了提高赤泥的利用率，使用石灰乳在不同工藝下對赤泥進行脫堿處理，工藝較復雜，剩余堿液如果處理不當易造成二次污染。為充分利用赤泥中的堿，控制赤泥的溢堿現象，通過使用粉煤灰、普通硅酸鹽水泥、未脫堿赤泥并添加固堿材料設計不同配比拜耳法赤泥基充填材料，對采空區進行充填回采，提高礦產資源的采出率，降低固體廢棄物對環境的危害。

發明內容

本發明公開了一種拜耳法赤泥基充填材料及其制備方法，以解決現有技術的上述以及其他潛在問題中任一問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案：一種拜耳法赤泥基充填材料，所述拜耳法赤泥基充填材料包括基本充填材料和固堿材料；

其中，所述基本充填材料的各個組分重量份數為：赤泥30-60份，粉煤灰40-60份，水泥5-15份；

所述固堿材料的各個組分重量份數為：無機鹽10-30份，有機酸10-30份，中性礦物摻合料50-70份。

進一步，所述赤泥為拜耳法赤泥；粉煤灰為二級粉煤灰；水泥為42.5硅酸鹽水泥。

進一步，所述無機鹽為含有金屬元素的硫酸鹽礦物，有機酸為乙酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸、酒石酸中的一種或多種。

本發明的另一目的提供一種制備上述的拜耳法赤泥基充填材料的方法，所述方法具體包括以下步驟：

S1)將拜耳法赤泥和粉煤灰烘干至質量恒定，破碎后備用；

S2)固堿材料的制備；

S3)將S1)處理后的赤泥和粉煤灰、S2)得到固堿材料和水泥進行配比得到固相材料，固相材料和水一起攪拌均勻得到充填料漿，即為拜耳法赤泥基充填材料。

進一步，所述S1)的具體步驟為：

S1.1)先將拜耳法赤泥置于烘干箱中，在溫度為55-70℃下烘干至質量恒定，碾細，過1.18mm細篩，裝防潮袋備用；

S1.2)將粉煤灰置于烘干箱中，在溫度為55-70℃下烘干至質量恒定，裝防潮袋備用。

進一步，所述S2)的具體步驟為：

S2.1)先分別稱取無機鹽，有機酸和中性礦物摻合料，混合均勻,即得到固堿材料，其中，所述無機鹽，有機酸和中性礦物摻合料之間的質量比為1：1：3。

進一步，所述S3)的具體步驟為：

S3.1)先將拜耳法赤泥、粉煤灰、水泥和固堿材料混合均勻，得到固相材料，其中：拜耳法赤泥、粉煤灰、水泥和固堿材料之間的質量比為4-6：4-6：0.7-1.1：0.2-0.3；