[发明专利]一种赤泥硫氧镁水泥发泡材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种赤泥硫氧镁水泥发泡材料及其制备方法，其原料为：硫酸镁溶液、轻烧氧化镁粉、赤泥、增强骨料、发泡剂、减水剂和改性剂。其制备方法包括以下步骤：（1）赤泥预处理；（2）泡沫的制备；（3）赤泥硫氧镁水泥发泡材料制备。该发泡材料具有废物掺杂量高、轻质高强的优点且无反卤泛霜等问题，可以代替普通硅酸盐水泥制品和氯氧镁水泥制品，广泛应用于工业与民用建筑的内外墙、路面等，有保温隔热、隔音、防火等。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物的综合利用技术，具体涉及一种赤泥硫氧镁水泥发泡材料及其制备方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中排放的一种强碱性固体废弃物，针对铝土矿原料品位和处理工艺不同,赤泥可分为拜尔法、烧结法和联合法三种类型。每生产1t氧化铝，大约会产生1～2 t的赤泥。我国累计堆存的赤泥已达到几亿吨，且大多采用露天筑坝的方式，占用土地且污染环境。如何充分利用赤泥，减少环境污染，变废为宝，一直是人们关注的话题。

镁水泥包括氯氧镁水泥和硫氧镁水泥是一种气硬性胶凝材料，与传统硅酸盐水泥相比，具有质轻、早强、高强、快凝、耐磨和抗盐卤腐蚀的优点，作为一种新型建筑材料被广泛应用在建材、涂料、采矿、装饰等行业。吴喜军等人制备了赤泥氯氧镁水泥发泡混凝土，并实现工业化生产。

硫氧镁水泥与氯氧镁水泥相比优点主要有：（1）对高温不敏感，特别适用于要求抗高温的预制构件；（2）由于硫氧镁水泥不含有氯离子，因此腐蚀程度较氯氧镁水泥低；（3）硫氧镁水泥的抗水性能比氯氧镁水泥好；（4）硫氧镁水泥吸潮返卤性比氯氧镁水泥要低。但是硫氧镁水泥的强度远远低于氯氧镁水泥。若使用硫氧镁水泥直接替换氯氧镁水泥制备发泡混凝土，存在很多问题，如：泡沫破裂，试块塌陷不能成型等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种赤泥硫氧镁水泥发泡材料及其制备方法，有效利用了工业废弃物赤泥，实现变废为宝，有较高的应用价值。

针对以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种赤泥硫氧镁水泥发泡材料，其原料为：硫酸镁溶液、轻烧氧化镁粉、赤泥、增强骨料、发泡剂、减水剂和改性剂；其中，所述轻烧氧化镁粉中活性氧化镁的含量为60-80wt%；轻烧氧化镁粉中活性氧化镁与硫酸镁溶液中硫酸镁的摩尔比为6-10；赤泥/增强骨料/轻烧氧化镁粉的重量比为1:1:1；泡沫量体积/固体料重量份=1.7-2.5:L/kg；减水剂的用量为轻烧氧化镁粉的0.1-0.3wt%；改性剂的添加量为轻烧氧化镁粉重量的1-3wt%。

优选地，所述赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥中的至少一种。

优选地，增强骨料为铁尾矿、铜尾矿、铅锌矿中的至少一种。更优选地，增强骨料为铁尾矿。

优选地，所述轻烧氧化镁粉为煅烧菱镁矿产生的轻烧氧化镁粉，活性大于70%。

优选的，轻烧氧化镁粉中活性氧化镁与硫酸镁溶液中硫酸镁的摩尔比为7。

优选地，所述发泡剂为50型动物蛋白发泡剂。

优选地，所述改性剂为柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸、苹果酸、草酸中的至少一种。更优选地，改性剂为柠檬酸。

优选地，所述减水剂为萘磺酸系减水剂、聚羧酸减水剂、水溶性树脂减水剂中的一种。更优选地，减水剂为聚羧酸减水剂。

优选地，所述赤泥硫氧镁水泥发泡材料的密度为0.6-0.8g/cm³，28d抗压强度为1.5-3.1MPa。

同时，本发明还提供上述赤泥硫氧镁水泥发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）赤泥预处理：将新鲜赤泥原料烘干、粉碎、过筛处理，粒度小于50目；

（2）泡沫的制备：将发泡剂配制成0.5wt%-6wt%的溶液，然后加入发泡机中制得泡沫；