[发明专利]一种赤泥-磷石膏协同处理材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种赤泥‑磷石膏协同处理材料及制备方法，属于建筑材料及其制备技术领域，包括如下步骤：步骤1、将赤泥与碱激发剂混合均匀，进行室温陈化或升温煅烧，再进行研磨粉碎，得到活化赤泥粉料；步骤2、将磷石膏与盐类激发剂混合均匀，进行初室温陈化或加热处理，再进行研磨粉碎，得到活化磷石膏粉料；步骤3、将步骤1得到的活化赤泥与步骤2得到的活化磷石膏按比例进行混合均匀，制备赤泥‑磷石膏协同处理材料；该材料按赤泥与磷石膏比例的不同，可获多种应用领域材料，拓展磷石膏与赤泥综合利用渠道，开发低成本而简单的制备工艺，且容易操作、成本低廉、生产过程清洁、环保。

技术领域

本发明属于建筑材料及其制备技术领域，具体涉及一种赤泥-磷石膏协同处理材料及制备方法。

背景技术

磷石膏是磷酸生产中产生的固体废渣，主要成分是硫酸钙，由于磷石膏含有可溶性五氧化二磷及游离酸而呈酸性，是我国排放量最大的工业固体废弃物之一，每年排放量约8000万吨。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，呈强碱性。是我国排放量最大的工业固体废弃物之一，每年排放量9000多万吨。

目前国内外的磷石膏和赤泥均采用堆场存放，其中筑坝湿法堆存，易使大量废酸或废碱液渗透到附近农田，造成土壤酸碱化等，污染地表地下水源；而干法堆存虽然减少了堆存量，但处理成本增加，仍需占用土地，同时有些地方雨水充足，也容易造成土地酸碱化及水系的污染，并且也更容易发生漏坝、垮坝事故。磷石膏和赤泥就像一块“毒瘤”，严重制约了磷化工和铝行业的健康发展。

据不完全统计，目前我国大部分地区磷石膏的利用率不到30%，累计堆积量已经超过7亿吨；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。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。

中国专利CN113526887A公开了一种赤泥-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。该方法的问题是所得材料的力学性能不够理想，对于某些高强度要求的建材领域，在实际应用中会受到限制。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种赤泥-磷石膏协同处理材料及制备方法，结合酸性磷石膏与碱性赤泥的特点，通过盐类激发剂和加热处理方式促进磷石膏的活化作用，再采用碱激发剂和煅烧技术提高赤泥的活化效果，最终将活化磷石膏和活化赤泥按比例进行混合均匀，获得赤泥-磷石膏协同处理材料，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-磷石膏协同处理材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将赤泥与碱激发剂混合均匀，利用球磨机进行研磨，再进行室温陈化，或升温煅烧，冷却到室温，再进行研磨粉碎，得到活化赤泥粉料；

步骤2、将磷石膏与盐类激发剂混合，利用球磨机进行研磨，再进行室温陈化，或加热处理，冷却到室温，再进行研磨粉碎，得到活化磷石膏粉料；

步骤3、将步骤1得到的活化赤泥粉料与步骤2中得到的活化磷石膏粉料进行混合，搅拌均匀后得到赤泥-磷石膏协同处理材料。

优选的，步骤1中，所述碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、镁渣、轻烧镁粉、粉煤灰、硅酸钠或煤矸石，其中的一种或者二种以上混合使用。