[发明专利]一种活性铝土矿选尾矿微粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废弃物的再利用，具体涉及氧化铝工业排放的铝土矿选尾矿的活化方法。

背景技术

国内铝业公司受高品位铝土矿资源短缺，铝工业发展迅速的矛盾制约，必须进一步大力推广应用选矿-拜耳法生产氧化铝工艺，以期大量利用低品位铝土矿资源。然而，采用该工艺一般产出22％左右的铝土矿选尾矿。众所周知，多年来赤泥排放与堆存是我国铝业公司急于解决的重大问题，而目前铝土矿选尾矿正演变成铝工业的第二种“赤泥”，但是其管理成本要超过赤泥。因为固结铝土矿选尾矿需要掺入水泥等，而赤泥具有一定的自硬性，无须添加水泥等。因此，科研、生产单位开发了多项铝土矿选尾矿资源化利用技术。如通过浓酸、浓碱及卤化物改性，利用铝土矿选尾矿制备处理重金属离子废水的多孔材料；采用溶液聚合法，以交联剂引发聚合反应，制备复合吸水材料；生产铝硅铁合金和铝硅合金；在铝土矿选尾矿中提取有价组分。目前上述这些技术大多还处于实验室阶段，因还存在着成本、能耗、规模等需进一步攻克的难题而没有进行工业实践。需要指出的是，国外氧化铝企业多采用常规拜耳法，无选矿工艺，因此铝土矿选尾矿是由我国铝土矿资源决定的、是我国特有的一种新型废弃物，其处置及资源化利用无国际经验可借鉴，只能依靠我国科技工作者进行自主创新探索。

在建筑材料领域，利用诸如矿渣、粉煤灰等工业废弃物作为碱激发水泥的制备原料及硅酸盐水泥的混合材、混凝土掺合料是废弃物资源化利用的有效途径之一。如果能够找到一种有效的活化方法，使铝土矿选尾矿具有很高的火山灰活性或碱激发活性，使之用作硅酸盐水泥的混合材或碱激发胶凝材料的原料，则有助于解决铝土矿选尾矿的排放和堆存问题。

专利申请CN1068554公开了以矿渣为原料生产碱激发水泥的方法；专利申请CN1699253公开了高岭土作为碱激发水泥生产原料的制备方法；专利申请CN1165792公开了一种粉煤灰混合材的制备方法。然而，铝土矿选尾矿与矿渣、高岭土、粉煤灰的化学组成、矿物组成及其他物理、化学性质截然不同，因此它们的制备方法或活化方法并不适用于铝土矿选尾矿的活化。

发明内容

本发明的目的之一是提供活性铝土矿选尾矿微粉。

本发明的活性铝土矿选尾矿微粉，包括铝土矿选尾矿与增钙组分，经煅烧、粉磨而成。

具体的，该活性铝土矿选尾矿微粉是由70～98wt％的铝土矿选尾矿和2～30wt％的粉煤灰混合，在700～900℃下煅烧后经粉磨等步骤制成。

或者由92～98wt％的铝土矿选尾矿和2～8wt％的石灰混合，在700～900℃下煅烧后经粉磨等步骤制成。石灰量优选2～6wt％。

或者由92～98wt％的先在700～900℃下煅烧后的铝土矿选尾矿，与2～8wt％的石灰混合后经粉磨等步骤制成。石灰量优选2～6wt％。

上述活性铝土矿选尾矿微粉，所述粉磨后微粉粒度小于80μm。

本发明另一目的是提供活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，即铝土矿选尾矿的活化方法。

本发明的活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，为增钙煅烧法，包括下述步骤：

1)混合：按权利要求2或3中配比将原状铝土矿选尾矿、石灰或粉煤灰混合均匀；

2)煅烧：把上述混合试样在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时；

3)粉磨：煅烧样品在球磨机内粉磨，粉磨细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内，筛下粉末即为活性铝土矿选尾矿微粉。

本发明的活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，为煅烧增钙法，包括下述步骤：

1)煅烧：将原状铝土矿选尾矿在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时；

2)混合：按权利要求5的配比将煅烧铝土矿选尾矿和石灰混合均匀；

3)粉磨：混合样品在球磨机内粉磨，细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内，筛下粉末即为活性铝土矿选尾矿微粉。

以上所述活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法中，最优煅烧温度为800℃，最优煅烧时间为1小时。

采用上述技术方案，经实验验证，以本发明方法制备得到的活性铝土矿选尾矿微粉具有很好的反应活性。试验表明：以该微粉为主要原料制备得到的碱激发水泥砂浆试样28天抗压强度可超过60.0MPa，即说明本活化铝土矿选尾矿微粉具有优异的碱激发能力；以该微粉作混合材制备的复合水泥砂浆(掺量30％)28天抗压强度超过52.5MPa，即说明本活化铝土矿选尾矿微粉具有良好的火山灰活性。