[发明专利]一种赤泥基水泥混凝土后期强度增强胶凝材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种赤泥基水泥混凝土后期强度增强胶凝材料的制备方法及其应用。所述方法包括：(1)将赤泥改性至其中的钾、钠总百分含量不超过2％，且铝硅比不超过1，得主要成分为钙铁铝榴石和赤铁矿的改性赤泥。(2)将改性赤泥与钙质、碳质改性剂混匀后煅烧，得煅烧赤泥。(3)将所述煅烧赤泥制成颗粒物，然后分离出其中的磁性产物，剩余的非磁性残渣即为水泥混凝土后期强度增强胶凝材料。本发明通过对赤泥组分改性，为后续的煅烧工艺中实现赤泥组分重整奠定了基础，最终得到以硅酸二钙胶凝矿物为主的赤泥基后期强度增强胶凝材料，其加入水泥混凝土中后能够显著提高后期强度。同时到了铁品位超过50％的铁精矿，可直接用于钢铁冶炼行业炼钢。

技术领域

本发明涉及水泥混凝土技术领域，具体涉及一种赤泥基水泥混凝土后期强度增强胶凝材料的制备方法及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

赤泥是生产氧化铝时产生的大量固体废弃物，由于碱、铁含量高，传统的堆存处理不仅占用土地造成环境污染，并且对于赤泥中的元素无疑是一种资源浪费。因此开发赤泥处理技术，实现赤泥综合化利用具有现实意义。目前，国内外赤泥综合化应用主要为建筑材料、陶瓷、吸附剂、新型功能材料、有价金属回收等领域。在建材领域，开发了利用赤泥生产水泥、新型水泥基材料和辅助胶凝材料等技术。但是，由于自身高铁高碱特性，赤泥在建材领域的用量受到严重限制。

随着社会发展和技术进步，目前已有众多行业对水泥制品的质量提出更高的要求。大宗使用的水泥制品如水泥混凝土材料，是以试件28天龄期的抗压强度为依据，进行产品质量评定和合格验收。因此，开发用于提高后期强度的材料是一种提高水泥制品质量的有效途径，也是各行业的迫切需求。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种赤泥基水泥混凝土后期强度增强胶凝材料的制备方法及其应用，该方法成功使赤泥中形成大量的硅酸二钙(2CaO·SiO₂)胶凝矿物和易通过磁选技术分离的磁性物质，不仅得到了能够显著提升水泥混凝土后期强度的胶凝材料，而且得到了铁精矿，实现了赤泥的资源化利用。为实现上述目的，本发明如下所述的技术方案。

在本发明的第一方面，提供一种赤泥基水泥混凝土后期强度增强胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将赤泥改性至其中的钾、钠总百分含量不超过2％，且铝硅比不超过1，得主要成分为钙铁铝榴石和赤铁矿的改性赤泥，备用。

(2)将所述改性赤泥与钙质改性剂和碳质改性剂混匀，然后进行煅烧，完成后得到煅烧赤泥，备用。

(3)将所述煅烧赤泥制成颗粒物，然后分离出其中的磁性产物，剩余的非磁性残渣即为水泥混凝土后期强度增强胶凝材料。

进一步地，步骤(1)中，采用碱性物质和氧化钙混合形成的碱性改性液对赤泥进行改性，优选地，所述碱性改性液中OH^-浓度为0.5～2mol/L。可选地，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾等中的任意一种。在本步骤中，氧化钙用以合成钙铁铝榴石，从而通过这种碱性改性液将赤泥中不溶性含碱矿物转化成为石榴石型矿物，一方面达到脱碱的目的，另一方面控制赤泥硅铝元素赋存状态，为下步胶凝矿物的形成奠定基础。

进一步地，将所述改性赤泥和碱性改性液按照固液比1：5～1：20形成的料浆进行密封加热保温，保温结束后分离出固体产物，并清水洗涤至pH8，干燥脱水，即得改性赤泥。可选地，所述加热温度为200～220℃，保温时间为110～130min。