[发明专利]一种拜耳法赤泥基充填材料及其制备方法

说明书

本发明属于拜耳法赤泥基充填材料领域，特别是一种为降低充填材料中碱对环境危害及提高充填材料抗压强度的拜耳法赤泥基充填材料及其制备方法。拜耳法赤泥基充填材料包括基本充填材料的重量份数为：赤泥30‑60份，粉煤灰40‑60份，水泥5‑15份；固碱材料的重量份数为：无机盐10‑30份，有机酸10‑30份，中性矿物掺合料50‑70份。本发明制备得到的拜耳法赤泥基充填材料，3d强度大于1MPa，28d强度大于3MPa。通过粉煤灰、水泥、拜耳法赤泥的复合激发作用及固碱材料对碱溶出的调节，模拟地下环境，充填料淋溶水完全满足环境水质Ⅲ类标准要求。拜耳法赤泥充分实现了绿色化利用，同时降低了充填料的成本，具有较高的经济价值和环境保护价值。

技术领域

本发明属于拜耳法赤泥基充填材料领域，特别是一种为降低充填材料中碱对环境危害及提高充填材料抗压强度的拜耳法赤泥基充填材料及其制备方法。

背景技术

赤泥是铝土矿炼制氧化铝过程中产生的强碱性固体废弃物，目前主要以堆存为主，在堆存过程中会污染土地和水源，同时具有较高的安全隐患。为了提高赤泥的利用率，使用石灰乳在不同工艺下对赤泥进行脱碱处理，工艺较复杂，剩余碱液如果处理不当易造成二次污染。为充分利用赤泥中的碱，控制赤泥的溢碱现象，通过使用粉煤灰、普通硅酸盐水泥、未脱碱赤泥并添加固碱材料设计不同配比拜耳法赤泥基充填材料，对采空区进行充填回采，提高矿产资源的采出率，降低固体废弃物对环境的危害。

发明内容

本发明公开了一种拜耳法赤泥基充填材料及其制备方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案：一种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碱材料；

其中，所述基本充填材料的各个组分重量份数为：赤泥30-60份，粉煤灰40-60份，水泥5-15份；

所述固碱材料的各个组分重量份数为：无机盐10-30份，有机酸10-30份，中性矿物掺合料50-70份。

进一步，所述赤泥为拜耳法赤泥；粉煤灰为二级粉煤灰；水泥为42.5硅酸盐水泥。

进一步，所述无机盐为含有金属元素的硫酸盐矿物，有机酸为乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸、酒石酸中的一种或多种。

本发明的另一目的提供一种制备上述的拜耳法赤泥基充填材料的方法，所述方法具体包括以下步骤：

S1)将拜耳法赤泥和粉煤灰烘干至质量恒定，破碎后备用；

S2)固碱材料的制备；

S3)将S1)处理后的赤泥和粉煤灰、S2)得到固碱材料和水泥进行配比得到固相材料，固相材料和水一起搅拌均匀得到充填料浆，即为拜耳法赤泥基充填材料。

进一步，所述S1)的具体步骤为：

S1.1)先将拜耳法赤泥置于烘干箱中，在温度为55-70℃下烘干至质量恒定，碾细，过1.18mm细筛，装防潮袋备用；

S1.2)将粉煤灰置于烘干箱中，在温度为55-70℃下烘干至质量恒定，装防潮袋备用。

进一步，所述S2)的具体步骤为：

S2.1)先分别称取无机盐，有机酸和中性矿物掺合料，混合均匀,即得到固碱材料，其中，所述无机盐，有机酸和中性矿物掺合料之间的质量比为1：1：3。

进一步，所述S3)的具体步骤为：

S3.1)先将拜耳法赤泥、粉煤灰、水泥和固碱材料混合均匀，得到固相材料，其中：拜耳法赤泥、粉煤灰、水泥和固碱材料之间的质量比为4-6：4-6：0.7-1.1：0.2-0.3；