一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法 (Preparation method of red mud and coal gangue accelerator ) 是由 冯荣 王琨 孟凡然 杨尚权 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法。解决目前铝矾土制备有碱速凝剂产品含碱性大、生产成本高、严重污染环境、浪费矿产资源等问题,结合赤泥大量堆积产生碱性物质污染环境和煤矸石大量堆存产生酸性物质污染环境的现状,将赤泥和煤矸石进行混料,经过晾晒、破碎、活化、球磨、成球、烧制、粉磨,最终得到赤泥煤矸石基速凝剂粉料。本发明具有降低速凝剂的生产成本、减少矿产资源的浪费、增加固废资源化利用、保护生态环境的优点。(The invention belongs to the technical field of building materials, and particularly relates to a preparation method of a red mud coal gangue accelerator. The method solves the problems of high alkalinity, high production cost, serious environmental pollution, waste of mineral resources and the like of the existing bauxite-prepared alkaline accelerator product, combines the current situations that the environment is polluted by alkaline substances generated by the mass accumulation of red mud and the environment is polluted by acidic substances generated by the mass accumulation of coal gangue, mixes the red mud and the coal gangue, and finally obtains the red mud and coal gangue-based accelerator powder through airing, crushing, activating, ball milling, balling, firing and grinding. The invention has the advantages of reducing the production cost of the accelerator, reducing the waste of mineral resources, increasing the utilization of solid waste resources and protecting the ecological environment.)
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法。
背景技术
针对目前铝矾土制备有碱速凝剂产品含碱性大、生产成本高、严重污染环境、浪费矿产资源等问题，结合赤泥大量堆积产生碱性物质污染环境和煤矸石大量堆存产生酸性物质污染环境的现状，通过对赤泥复合煤矸石制备无碱干粉水泥速凝的关键制备技术进行攻关，实现新型矿物系无碱干粉水泥速凝剂低成本的制造，满足建筑材料节能环保的需求，促进矿物系速凝剂材料的推广与应用，同时缓解煤矸石、赤泥的排放压力和高值转化利用开辟新的有效途径。
传统速凝剂主要速凝成分为铝氧熟料，即铝酸盐、碳酸钠和生石灰按比例烧制成的熟料经细磨而成的碱性粉状速凝剂。碱性速凝剂产品含碱性大、生产成本高，存在严重污染环境、浪费矿产资源等问题。碱含量高既不利于混凝土后期强度的发展，也增大了危害性碱骨料反应的风险，对施工人员的皮肤和身体健康产生腐蚀性损伤，严重污染环境；铝酸盐、碳酸钠是重要的工业矿物原料和化工原料，二者用途广泛，利用铝酸盐、碳酸钠制造速凝剂不仅是对矿产资源的浪费，而且也使速凝剂造价成本居高。液态速凝剂近年来发展较快，但是存在着致命的缺陷，如：产品适应性差、操作性能不稳定、掺量较高、造价成本高。因此，只要解决粉状速凝碱含量高和造价成本，粉体速凝剂相比较而言还是有很大的发展空间。随着国内基础设施规模的扩大，铁路隧道、公路隧道、水利隧道、矿山井巷、地铁、排污隧道、电力隧道等的不断增加，用于地下工程的喷射混凝土需要量急剧提升，速凝剂的需求量也大大提升。
煤矸石和赤泥大量堆存均会对生态环境造成严重破坏，煤矸石大量堆存产生酸性物质污染环境和赤泥大量堆积产生碱性物质污染环境。解决这一问题，将赤泥和煤矸石用于大宗建筑材料的生产是一个很好的发展方向。而其中，水泥速凝剂生产需要的原料量较大，若能将煤矸石和赤泥用于水泥速凝剂的生产，将是实现赤泥和煤矸石大宗利用的有效途径之一。
发明内容
本发明针对现有粉体速凝剂含碱性大、生产成本高，存在严重污染环境、浪费矿产资源等问题，将赤泥和煤矸石用于速凝剂的制备，同时解决煤矸石大量堆存产生酸性物质污染环境和赤泥大量堆积产生碱性物质污染环境的问题，进而提供一种赤泥煤矸石基速凝剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步、混料
按照重量比为30％～35％：35％～40％：25％～35％的比例称取煤矸石、拜耳法赤泥、烧结法赤泥，放入混料机中进行混料30min后，将其用塑料膜包裹存放2～3周，制得混合料；
第二步、晾晒
将第一步制得的混合料放入恒温干燥箱中，设定温度为90℃，干燥6～8h，得到干料；
第三步、破碎
将第二步制得的干料，进行破碎，得到破碎料；
第四步、活化干料
将第三步得到的破碎料烧制到850℃，对其进行活化处理，得到活性料；
第五步、球磨
将第四步得到的活化干料置于干法球磨机中进行球磨1～2h，得到母料；
第六步、母料过筛
将第五步得到的母料用150目的网筛进行过筛，去除粒径≥106μm的颗粒，得到粉料；
第七步、成球
将第六步得到的粉料在成球盘中制得球料；
第八步、烘干烧制
将第七步制得的球料放入烘箱中烘干，后将其放入匣钵中，用电窑烧制，烧成曲线为从室温升到300℃，用时1h；从300℃升温到900℃，用时2h；从900℃升温到1050℃，用时1h，从1050℃升温到1250℃，用时2h，在1250℃保温0.5h，保温结束后自然冷却至室温，得到半成品；
第九步、粉磨
将第八步得到的半成品放入干法球磨机中进行粉磨，得到熟料；
第十步、过筛封存
将第九步粉磨后的熟料，过150目筛，后装入密封袋进行密封，得到赤泥煤矸石基速凝剂粉料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明为解决生产成本高、浪费矿产资源的问题，采用赤泥和煤矸石作为原料生产制备速凝剂，且赤泥、煤矸石的掺量在95％～100％，极大地降低了成本。
本发明除赤泥、煤矸石外几乎不添加其他添加剂，将固废资源化最大化，同时为解决赤泥、煤矸石的排放提供了新的途径，为保护生态环境做出贡献。
本发明制得的赤泥煤矸石速凝剂为新型矿物系无碱速凝剂，赤泥与煤矸石相互作用，发生酸碱反应，煤矸石的酸性与赤泥的碱性，在经过混料、活化两步得以消除。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步、混料
对煤矸石、拜耳法赤泥、烧结法赤泥进行称取30％：35％：35％，放入混面机中进行混料，混料30min，将其用塑料膜包裹存放2周，制得混合料；
第二步、晾晒
将第一步中的混合料放入恒温干燥箱中，设定温度为90℃，干燥6h，得到干料；
第三步、破碎
将第二步中的干料，进行破碎，得到破碎料；
第四步、活化干料
将第三步得到的破碎料烧制到850℃，对其进行活化处理，得到活性料；
第五步、球磨
将第四步得到的活化干料置于干法球磨机中进行球磨2h，得到母料；
第六步、母料过筛
将第五就得到的母料用150目的网筛进行过筛，去除粒径≥106μm的颗粒，得到粉料；
第七步、成球
将得到的粉料在成球盘中制得球料；
第八步、烘干烧制
将第七步制得的球料放入烘箱中烘干，后将其放入匣钵中，用电窑烧制，烧成曲线为从室温升到300℃，用时1h；从300℃升温到900℃，用时2h；从900℃升温到1050℃，用时1h，从1050℃升温到1250℃，用时2h，在1250℃保温0.5h，保温结束后自然冷却至室温，得到半成品；
第九步、粉磨
将第八步得到的半成品放入干法球磨机中进行粉磨，得到熟料；
第十步、过筛封存
将第九步粉磨后的熟料，过150目筛，后装入密封袋进行密封，得到赤泥煤矸石基速凝剂粉料。
实施例2
本实施例所述一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步、混料
按照重量比为35％：40％：25％的比例称取煤矸石、拜耳法赤泥、烧结法赤泥，放入混料机中进行混料30min后，将其用塑料膜包裹存放3周，制得混合料；
第二步、晾晒
将第一步制得的混合料放入恒温干燥箱中，设定温度为90℃，干燥8h，得到干料；
第三步、破碎
将第二步制得的干料，进行破碎，得到破碎料；
第四步、活化干料
将第三步得到的破碎料烧制到850℃，对其进行活化处理，得到活性料；
第五步、球磨
将第四步得到的活化干料置于干法球磨机中进行球磨1h，得到母料；
第六步、母料过筛
将第五步得到的母料用150目的网筛进行过筛，去除粒径≥106μm的颗粒，得到粉料；
第七步、成球
将第六步得到的粉料在成球盘中制得球料；
第八步、烘干烧制
将第七步制得的球料放入烘箱中烘干，后将其放入匣钵中，用电窑烧制，烧成曲线为从室温升到300℃，用时1h；从300℃升温到900℃，用时2h；从900℃升温到1050℃，用时1h，从1050℃升温到1250℃，用时2h，在1250℃保温0.5h，保温结束后自然冷却至室温，得到半成品；
第九步、粉磨
将第八步得到的半成品放入干法球磨机中进行粉磨，得到熟料；
第十步、过筛封存
将第九步粉磨后的熟料，过150目筛，后装入密封袋进行密封，得到赤泥煤矸石基速凝剂粉料。
实施例3
本实施例所述一种赤泥煤矸石速凝剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步、混料
按照重量比为31％：38％：31％的比例称取煤矸石、拜耳法赤泥、烧结法赤泥，放入混料机中进行混料30min后，将其用塑料膜包裹存放3周，制得混合料；
第二步、晾晒
将第一步制得的混合料放入恒温干燥箱中，设定温度为90℃，干燥7h，得到干料；
第三步、破碎
将第二步制得的干料，进行破碎，得到破碎料；
第四步、活化干料
将第三步得到的破碎料烧制到850℃，对其进行活化处理，得到活性料；
第五步、球磨
将第四步得到的活化干料置于干法球磨机中进行球磨1.5h，得到母料；
第六步、母料过筛
将第五步得到的母料用150目的网筛进行过筛，去除粒径≥106μm的颗粒，得到粉料；
第七步、成球
将第六步得到的粉料在成球盘中制得球料；
第八步、烘干烧制
将第七步制得的球料放入烘箱中烘干，后将其放入匣钵中，用电窑烧制，烧成曲线为从室温升到300℃，用时1h；从300℃升温到900℃，用时2h；从900℃升温到1050℃，用时1h，从1050℃升温到1250℃，用时2h，在1250℃保温0.5h，保温结束后自然冷却至室温，得到半成品；
第九步、粉磨
将第八步得到的半成品放入干法球磨机中进行粉磨，得到熟料；
第十步、过筛封存
将第九步粉磨后的熟料，过150目筛，后装入密封袋进行密封，得到赤泥煤矸石基速凝剂粉料。