[發明專利]一種赤泥-磷石膏的復合膠凝材料及制備方法

在審

• 申請號: 202110881015.3
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113526887A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 仇偉;唐安江;符遠翔;馬連剛;舒群威
• 申請（專利權）人: 貴州理工學院
• 主分類號: C04B11/30
• 分類號: C04B11/30;C04B11/26;C04B7/24;C04B7/36
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 崔瑞迎

本發明屬于膠凝材料及其制備技術領域，提供了一種赤泥?磷石膏的復合膠凝材料及制備方法，包括如下步驟：步驟1、將赤泥與堿激發劑混合進行陳化，得到活化赤泥；步驟2、將磷石膏與鹽類激發劑混合進行陳化，得到可以提高活化赤泥混合物硬度的活化磷石膏；步驟3、將步驟1得到的活化赤泥混合物與步驟2中到的活化磷石膏混合物進行混合均勻，制備赤泥?磷石膏的復合膠凝材料；該復合膠凝材料通過鹽類激發劑和堿激發劑促進磷石膏和赤泥的活化作用獲得，拓展磷石膏與赤泥綜合利用渠道，開發低成本而簡單的活化工藝，且容易操作、成本低廉、生產過程清潔、環保。

技術領域

本發明屬于膠凝材料及其制備技術領域，具體涉及一種赤泥-磷石膏的復合膠凝材料及制備方法。

背景技術

磷石膏是磷酸生產中產生的固體廢渣，主要成分是二水硫酸鈣，呈酸性，赤泥是制鋁工業提取氧化鋁產生的工業廢渣，其組成與粘土相似，呈堿性，然而，在大力發展磷鋁工業的同時，其副產的大量磷石膏和赤泥的堆積，已嚴重制約磷化工行業和鋁工業的可持續發展。據不完全統計，目前我國大部分地區磷石膏的利用率不到20％，累計堆積量已經超過3億噸；而赤泥的綜合利用率甚至達不到10％，累計堆積量也已超過3.5億噸。隨著我國磷化工的發展和氧化鋁產量的逐年增長，以及磷礦和鋁土礦品位的逐漸降低，磷石膏和赤泥的年產生量還將不斷增加。這些工業廢渣不僅占用大量的土地，而且其中的有害組分還對周圍土壤、植被、水系和空氣造成嚴重的污染。早在2009年，國家環保總局已將磷石膏列為危險固體廢棄物，

由于磷石膏含有可溶性五氧化二磷及游離酸而呈酸性，其主要成分為二水硫酸鈣，不同于半水石膏具有好的膠凝性，導致其處理難度增大。赤泥中由于含有較多的堿金屬氧化物，使得其堿性很強，主要成分為氧化鋁、氧化鐵和氧化硅，國內外各行業對赤泥的綜合治理及開發利用都有大量的研究報道，由于赤泥的堿性強、組分間包裹性等特點，導致赤泥很難被高效的大規模使用，而很多企業在對磷石膏的處理手段也都還停留在初級階段，導致磷石膏的綜合利用進行的并不順暢，還沒有被大量推廣，因此，如何實現磷石膏和赤泥的綜合利用，加大新技術創新力度，從根本上治理赤泥和磷石膏堆放造成的影響及其污染已成為行業迫切需要解決面臨的問題。

針對現有磷石膏和赤泥利用率低，大量堆積而嚴重制約磷化工行業和鋁工業可持續發展和環境保護這一難題，本發明通過結合酸性磷石膏與堿性赤泥的特點，利用兩者間生成的鹽類激發劑，以及外加合適的鹽類激發劑和堿激發劑促進磷石膏和赤泥的活化作用，制備一種赤泥-磷石膏的復合膠凝材料，開發低成本而簡單的活化工藝技術，有利于拓展其綜合利用渠道，對磷石膏和赤泥在其它領域的綜合利用具有指導意義。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有克服現有技術的不足，提供一種赤泥-磷石膏的復合膠凝材料及制備方法，結合酸性磷石膏與堿性赤泥的特點，通過鹽類激發劑和堿激發劑促進磷石膏和赤泥的活化作用獲得復合膠凝材料，拓展磷石膏與赤泥綜合利用渠道，開發低成本而簡單的活化工藝。

本發明的目的之一是提供一種赤泥-磷石膏的復合膠凝材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、將赤泥與堿激發劑混合，加入水攪拌至料漿形態，再進行陳化得到活化赤泥混合物；

步驟2、將磷石膏與鹽類激發劑混合，加入水攪拌至料漿形態，再進行陳化得到可以提高活化赤泥混合物硬度的活化磷石膏混合物；

步驟3、將步驟1得到的活化赤泥混合物與步驟2中到的活化磷石膏混合物進行混合，攪拌均勻調節pH后得到赤泥-磷石膏的復合膠凝材料。

優選的，，步驟1中，所述堿激發劑為氫氧化鈉、氧化鈣、氫氧化鈣及氫氧化鉀的一種或者多種。

優選的，步驟1中，所述堿激發劑用量為赤泥質量的4～8％。

優選的，步驟2中，所述鹽類激發劑為硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鈣、磷酸鈣的一種或者多種。

優選的，步驟2中，所述鹽類激發劑為磷石膏質量的3～8％。