[发明专利]一种基于磷石膏的可固碳免烧轻集料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及固体废物处理技术领域，尤其涉及一种基于磷石膏的可固碳免烧轻集料及其制备方法与应用；可固碳免烧轻集料以磷石膏、赤泥、粉煤灰为主要原料；磷石膏中存在磷酸、氟化物等酸性化合物，可中和赤泥的高碱性，降低赤泥产生的危害；并且利用磷石膏中的CaSOsubgt;4/subgt;、赤泥中的Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、粉煤灰中的SiOsubgt;2/subgt;和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，以Ca、Al、Si三元为基础形成C‑S‑H凝胶、钙矾石、莫来石等水化产物以提供强度，同时固化磷石膏和赤泥中的有害物质；赤泥提供的高碱性(OHsupgt;‑/supgt;)与磷石膏中的Casupgt;2+/supgt;能够合成Ca(OH)subgt;2/subgt;，能与空气中的COsubgt;2/subgt;反应，生成CaCOsubgt;3/subgt;，以此达到固碳效果，固碳能力约为每吨可固碳免烧轻集料可固化35～44kg的COsubgt;2/subgt;。

技术领域

本发明涉及固体废物处理技术领域，尤其涉及一种基于磷石膏的可固碳免烧轻集料及其制备方法与应用。

背景技术

混凝土是城市化建设过程中使用量最大的材料之一，全球每年生产约28亿立方米混凝土；混凝土中的骨料约占混凝土体积的四分之三，因此骨料的使用量是十分巨大的。目前，土木工程中使用的最主要的骨料还是天然骨料(卵石、碎石、河砂等)，骨料的巨大需求将导致有限自然资源的消耗，并对环境可持续性产生不利影响。因此，找到代替天然砂石的人造骨料具有重要意义。

磷石膏是磷酸工业的副产品(pH范围约为2-6)，但是目前没有很好的处理方式，利用率仅为10～15％。磷石膏的妥善处理绝不能仅仅依靠填埋，因为磷石膏中的有毒杂质，如氟化物、磷酸盐、有机物、重金属和放射性元素，会严重污染土壤、水，浪费大量的土地资源；因此磷石膏亟需找到能够大量合理消耗的途径。

赤泥是氧化铝生产过程中排放的固体粉末废物；通常，赤泥具有强碱度和高盐度，赤泥废弃物的渗滤液渗入土壤中，会导致周围土壤和地下水的盐碱化和污染，暴露在外的赤泥很容易造成扬尘污染，危害人类和其它动物的健康，恶化生态环境，因此赤泥也同样需要合理的消耗方式。

粉煤灰是发电厂燃煤产生的固体副产品，由金属氧化物、硅酸盐和其它颗粒组成；由于需要大量土地对粉煤灰进行处置，每年粉煤灰的处置成本都在提升，亟需合理的处理方式。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于磷石膏的可固碳免烧轻集料及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中无法对磷石膏、赤泥和粉煤灰进行合理处置，实现固体废物回收利用的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于磷石膏的可固碳免烧轻集料，按重量份数计，包括以下组分：磷石膏10～20份、赤泥50～70份、粉煤灰40～50份、水40～56份；

其中，所述磷石膏为半水磷石膏；所述磷石膏和所述赤泥的粒径均小于150μm。

所述的基于磷石膏的可固碳免烧轻集料，其中，按重量份数计，包括以下组分：磷石膏10份、赤泥70份、粉煤灰40份、水48份。

所述的基于磷石膏的可固碳免烧轻集料，其中，所述基于磷石膏的可固碳免烧轻集料的粒径为4.75-19mm。

一种基于磷石膏的可固碳免烧轻集料的制备方法，包括步骤：

对磷石膏和赤泥分别进行预处理；

将预处理后的磷石膏和赤泥与粉煤灰、水进行混合搅拌，得到混合料；

对所述混合料进行造粒，并利用滚筒机滚圆，得到混合颗粒；

对所述混合颗粒进行烘干、筛分，得到可固碳免烧轻集料。