[发明专利]一种基于生活垃圾焚烧炉渣和赤泥的地聚合物混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于生活垃圾焚烧炉渣和赤泥的地聚合物混凝土及其制备方法，将生活垃圾焚烧炉渣和赤泥分别进行第一预处理，获得第一预处理炉渣和第一预处理赤泥，后进行第二预处理，获得第二预处理炉渣和第二预处理赤泥；将所述第一预处理炉渣、所述第一预处理赤泥和所述市政脱水污泥混匀后进行造粒，获得生坯；将所述生坯干燥，后进行第一加热，后冷却，获得多孔轻骨料陶粒；将所述第二预处理赤泥进行第二加热，后冷却，获得改性赤泥；将所述第二预处理炉渣、所述改性赤泥和碱活化剂混匀，获得地聚合物粉末；将所述地聚合物粉末加水后混匀，后加入所述多孔轻骨料陶粒混匀，获得地聚合物混凝土。本发明可提高赤泥、垃圾焚烧炉渣、市政污泥的利用率，减少环境污染。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种基于生活垃圾焚烧炉渣和赤泥的地聚合物混凝土及其制备方法。

背景技术

赤泥(red mud)和生活垃圾焚烧炉渣(MSWI bottom ash)均为固体废弃物，其中赤泥是工业生产氧化铝的副产物，每生产一吨氧化铝，就有1-2吨的赤泥产生。赤泥的颗粒细小，粒径小于75μm的颗粒占总体的90％以上，细小的颗粒极容易对周围环境造成危害。由于氧化铝的生产过程需要使用大量的碱，导致赤泥的碱性较强，除此之外，赤泥中还含有部分稀土元素和镭、钾、镀等微量放射性元素。由于赤泥特殊性质，导致它的利用率极低，在全球范围内利用率不到10％，我国的利用率仅在4％左右。目前赤泥的主要处理方式是堆存法，这种方式会污染土壤和水源，影响人体健康。

生活垃圾焚烧炉渣是焚烧生活垃圾的产物，由不燃物和少部分未完全燃烧的物质组成，如碎玻璃、碎瓷片和一些金属物质等，产量较大，其体积是进场时的20％左右。

地聚合物混凝土，又称“地质聚合物混凝土”，是以地质聚合物为胶凝材料制备的一种具有优异性能的新型混凝土类材料。现有技术中地聚合物混凝土通常是将烧黏土(偏高岭土)和Si、Al、O为主要元素的硅铝质材料进行工艺处理得到的特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构的新型无机聚合物材料。地聚合物混凝土具有比高分子材料、陶瓷、水泥和金属更好的性能，广泛应用于汽车及航空工业、土木工程、交通工程等领域。

公开号为“CN109665815A”，名称为“一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法”的专利申请公开了一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法，以典型固体废弃物为原料进行协同处置；包括：原料预处理，控制原料粒径和级配；原料均匀混合成泥膏；造粒及陈化；梯度控温焙烧；其中，按照质量百分比，原料的组分为：21％～65％拜耳法赤泥、9％～38％城市生活垃圾焚烧炉渣、4％～23％激发剂、3％～15％成孔剂、5％～10％黏结剂。该对比文件利用赤泥良好的吸附性，将碱渣作为成孔剂，通过添加研磨后的生活垃圾焚烧炉渣，高温加热制成了除磷性能良好的陶瓷虑球，滤球的各种理化性质优良，可应用于水体除磷，又能实现固体废弃物协同处置资源化利用，减少固体废弃物堆积。

然而现有技术中还未由对赤泥和生活垃圾焚烧炉渣进行资源化利用进而用于制备建筑材料到的相关报道。如果能开发一种使用赤泥和生活垃圾焚烧炉渣制备地聚合物混凝土的方法，不但可以提高赤泥、垃圾焚烧炉渣的利用率，而且可以减少环境污染，减轻工业废弃物、生活垃圾造成的环境负担。

因此，如何使用赤泥和生活垃圾焚烧炉渣制备地聚合物混凝土，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种基于生活垃圾焚烧炉渣和赤泥的地聚合物混凝土及其制备方法，采用赤泥、生活垃圾焚烧炉渣和市政污泥制备得到，利用固体废弃物制备广泛适用的建筑材料，变废为宝，减轻环境负担。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于生活垃圾焚烧炉渣和赤泥的地聚合物混凝土及其制备方法，所述方法包括：

获得生活垃圾焚烧炉渣、赤泥和市政脱水污泥；