[发明专利]一种赤泥-磷石膏的复合胶凝材料及制备方法

说明书

本发明属于胶凝材料及其制备技术领域，提供了一种赤泥‑磷石膏的复合胶凝材料及制备方法，包括如下步骤：步骤1、将赤泥与碱激发剂混合进行陈化，得到活化赤泥；步骤2、将磷石膏与盐类激发剂混合进行陈化，得到可以提高活化赤泥混合物硬度的活化磷石膏；步骤3、将步骤1得到的活化赤泥混合物与步骤2中到的活化磷石膏混合物进行混合均匀，制备赤泥‑磷石膏的复合胶凝材料；该复合胶凝材料通过盐类激发剂和碱激发剂促进磷石膏和赤泥的活化作用获得，拓展磷石膏与赤泥综合利用渠道，开发低成本而简单的活化工艺，且容易操作、成本低廉、生产过程清洁、环保。

技术领域

本发明属于胶凝材料及其制备技术领域，具体涉及一种赤泥-磷石膏的复合胶凝材料及制备方法。

背景技术

磷石膏是磷酸生产中产生的固体废渣，主要成分是二水硫酸钙，呈酸性，赤泥是制铝工业提取氧化铝产生的工业废渣，其组成与粘土相似，呈碱性，然而，在大力发展磷铝工业的同时，其副产的大量磷石膏和赤泥的堆积，已严重制约磷化工行业和铝工业的可持续发展。据不完全统计，目前我国大部分地区磷石膏的利用率不到20％，累计堆积量已经超过3亿吨；而赤泥的综合利用率甚至达不到10％，累计堆积量也已超过3.5亿吨。随着我国磷化工的发展和氧化铝产量的逐年增长，以及磷矿和铝土矿品位的逐渐降低，磷石膏和赤泥的年产生量还将不断增加。这些工业废渣不仅占用大量的土地，而且其中的有害组分还对周围土壤、植被、水系和空气造成严重的污染。早在2009年，国家环保总局已将磷石膏列为危险固体废弃物，

由于磷石膏含有可溶性五氧化二磷及游离酸而呈酸性，其主要成分为二水硫酸钙，不同于半水石膏具有好的胶凝性，导致其处理难度增大。赤泥中由于含有较多的碱金属氧化物，使得其碱性很强，主要成分为氧化铝、氧化铁和氧化硅，国内外各行业对赤泥的综合治理及开发利用都有大量的研究报道，由于赤泥的碱性强、组分间包裹性等特点，导致赤泥很难被高效的大规模使用，而很多企业在对磷石膏的处理手段也都还停留在初级阶段，导致磷石膏的综合利用进行的并不顺畅，还没有被大量推广，因此，如何实现磷石膏和赤泥的综合利用，加大新技术创新力度，从根本上治理赤泥和磷石膏堆放造成的影响及其污染已成为行业迫切需要解决面临的问题。

针对现有磷石膏和赤泥利用率低，大量堆积而严重制约磷化工行业和铝工业可持续发展和环境保护这一难题，本发明通过结合酸性磷石膏与碱性赤泥的特点，利用两者间生成的盐类激发剂，以及外加合适的盐类激发剂和碱激发剂促进磷石膏和赤泥的活化作用，制备一种赤泥-磷石膏的复合胶凝材料，开发低成本而简单的活化工艺技术，有利于拓展其综合利用渠道，对磷石膏和赤泥在其它领域的综合利用具有指导意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有克服现有技术的不足，提供一种赤泥-磷石膏的复合胶凝材料及制备方法，结合酸性磷石膏与碱性赤泥的特点，通过盐类激发剂和碱激发剂促进磷石膏和赤泥的活化作用获得复合胶凝材料，拓展磷石膏与赤泥综合利用渠道，开发低成本而简单的活化工艺。

本发明的目的之一是提供一种赤泥-磷石膏的复合胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将赤泥与碱激发剂混合，加入水搅拌至料浆形态，再进行陈化得到活化赤泥混合物；

步骤2、将磷石膏与盐类激发剂混合，加入水搅拌至料浆形态，再进行陈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；

步骤3、将步骤1得到的活化赤泥混合物与步骤2中到的活化磷石膏混合物进行混合，搅拌均匀调节pH后得到赤泥-磷石膏的复合胶凝材料。

优选的，，步骤1中，所述碱激发剂为氢氧化钠、氧化钙、氢氧化钙及氢氧化钾的一种或者多种。

优选的，步骤1中，所述碱激发剂用量为赤泥质量的4～8％。

优选的，步骤2中，所述盐类激发剂为硫酸铝、硫酸铁、氯化钙、磷酸钙的一种或者多种。

优选的，步骤2中，所述盐类激发剂为磷石膏质量的3～8％。