具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明的一种实施方式中，提供了一种赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖，包括基层和面层；

所述基层中原料以质量份数计包括：固废基硫铝酸盐胶凝材料15～25份，赤泥陶粒50～80份，黄金尾矿砂25～30份；水胶比0.30-0.35；

所述面层中原料以质量份数计包括：固废基硫铝酸盐胶凝材料15～25份，黄金尾矿砂22～38份，保色剂0.1-0.2份，着色剂1～1.6份；水胶比0.35-0.4；

黄金尾矿呈碱性，尾矿中二氧化硅含量较高，同时含有一部分氧化铝、氧化铁和少量的银、铜、铅等金属元素，黄金尾矿回收利用率低，污染大气、地表水及地下水，而且存在巨大的安全隐患。本发明中将黄金尾矿应用于彩砖的基层和面层，在彩砖的基层中，将黄金尾矿砂与赤泥陶粒共同作为骨料，与固废基硫铝酸盐胶凝材料复配，不仅能够得到质轻、抗压耐磨的彩砖，并且通过固废基硫铝酸盐胶凝材料的水化作用，将黄金尾矿砂中的有害金属元素等进行水化固定，减少有害元素的溶出，降低黄金尾矿砂对环境的污染；在彩砖的面层中，将黄金尾矿砂作为骨料直接与固废基硫铝酸盐胶凝材料进行复配，并且加入着色剂和保色剂，得到的彩砖面层机械性能良好，并且色彩鲜艳，不易褪色。

固废基硫铝酸盐胶凝材料能够将黄金尾矿砂和赤泥陶粒中的有害重金属元素进行稳定固定，不仅能够降低黄金尾矿砂和赤泥作为彩砖原料对环境的污染，并且能够强化重金属对于水稳骨料的增强作用，增强彩砖的机械性能，如抗压强度、抗折强度和耐磨性能。

并且胶凝材料中含有大量的金属离子，如铝、钛、钒、铬等，这些金属离子的存在能够在水稳骨料中起到增强相的作用，与黄金尾矿和赤泥中的重金属离子协同在水稳骨料使用过程中固化，能够有效提高彩砖的抗冻性。

在本发明的实施方式中，所述固废基硫铝酸盐胶凝材料由固废基硫铝酸盐水泥熟料与3％～10％的脱硫石膏磨细制得，其中，所述固废基硫铝酸盐水泥熟料的原料由以下成分组成：石灰石尾矿23～27％、脱硫石膏27～31％、钢渣18～22％以及铝灰22～26％；

在本发明的一些实施方式中，所述固废基硫铝酸盐水泥熟料的原料由以下成分组成：钢渣20.61％、铝灰24.74％、脱硫石膏29.38％、石灰石尾矿25.26％；

在本发明的一些实施方式中，所述固废基硫铝酸盐胶凝材料的制备方法为：将钢渣、铝灰、脱硫石膏、石灰石尾矿粉磨、均化后的原料在窑炉内1220℃～1300℃下煅烧，保温时间为30～60min，得到固废基硫铝酸盐水泥熟料，所得的固废基硫铝酸盐水泥熟料与3％～10％的脱硫石膏磨细，制得固废基硫铝酸盐胶凝材料；

具体地，在本发明的一些实施方式中，将固废基硫铝酸盐水泥熟料的原料粉磨、均化后在窑炉内1220℃下煅烧，保温时间为30min得到水泥熟料，取96wt％该水泥熟料与4wt％的脱硫石膏混合磨细，即得固废基硫铝酸盐胶凝材料。

本发明中的固废基硫铝酸盐胶凝材料具有早强、快硬、成本低、环保的特点；相比于普通硅酸盐水泥更加节能低碳，是一种绿色环保胶凝材料。

在本发明的实施方式中，所述赤泥陶粒的原料以质量份数计包括：30％固废基硫铝酸盐胶凝材料，60％拜耳法赤泥，5％脱硫石膏，5％电石渣；固废原料总质量8％的水；

在本发明的一些实施方式中，所述赤泥陶粒的制备方法为：将固废基硫铝酸盐胶凝材料、拜耳法赤泥、脱硫石膏、电石渣混合粉磨，加水压制成型，制成球形赤泥基再生骨料；室温下养护使其充分水化，得到赤泥陶粒。

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，含氧化铁的量很大，一般含氧化铁量大，赤泥是一种不溶性残渣，可分为烧结法赤泥、拜尔法赤泥和联合法赤泥，主要成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃等，赤泥为碱性物质，随着雨水的冲淋，赤泥中的碱会被溶出，可能污染地表水和地下水，并且赤泥中含有多种微量元素，属于危险固体废弃物，资源化利用时应特别注意。

本发明中将赤泥应用于彩砖的制备，首先需要将赤泥制备成赤泥陶粒骨料，本发明中利用赤泥与固废基硫铝酸盐胶凝材料、电石渣和脱硫石膏复配，通过干压成型制成赤泥陶粒，该陶粒质量轻，且机械性能良好。

在一种或多种实施方式中，所述养护的温度为15～25℃，优选20℃，空气湿度93％～97％，优选95％，养护时间26～30天，优选28天，使充分水化，保证赤泥基骨料性能。

在本发明的实施方式中，所述黄金尾矿砂的粒径分布为在100mm～200mm。

在本发明的实施方式中，所述着色剂为氧化铁颜料。

在本发明的实施方式中，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，减水率为30％。

本发明的一种实施方式中，提供了一种上述赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖的制备方法，包括以下步骤：

制备面层混合料：将固废基硫铝酸盐胶凝材料、黄金尾矿砂、水、着色剂、保色剂均匀拌合制成干硬性面层混合料；

制备底层混合料：将固废基硫铝酸盐胶凝材料、赤泥陶粒、黄金尾矿砂干混，再加水及减水剂混合均匀搅拌成底层混合料；

先在模具中摊铺面层混合料，振荡成型，再将底层混合料均匀摊铺在压制成型的面层上，振荡成型获得彩砖生胚，彩砖生胚养护获得彩砖。

在一种或多种实施方式中，养护温度15～25℃，优选20℃，养护湿度97～99％，优选98％，养护天数为26～30天，优选28天。

在一种或多种实施方式中，底层厚度为55mm，面层厚度为5mm。

在一种或多种实施方式中，制备底层混合料过程中，干混时间为50～70s，优选60s，加水以及减水剂混合均匀110～130s，优选120s；

本发明的一种实施方式中，提供了一种上述赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖在城市道路施工领域中的应用。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的解释和说明。

实施例1

固废基硫铝酸盐胶凝材料的制备：

钢渣20.61％、铝灰24.74％、脱硫石膏29.38％、石灰石尾矿25.26％，粉磨、均化后的原料在窑炉内1220℃下煅烧，保温时间为30min，得到固废基硫铝酸盐水泥熟料，所得的固废基硫铝酸盐水泥熟料与4％的脱硫石膏磨细，制备得到固废基硫铝酸盐胶凝材料，具有早强、快硬、成本低、环保的特点。

赤泥陶粒的制备：30％固废基硫铝酸盐胶凝材料，60％拜耳法赤泥，5％脱硫石膏，5％电石渣；固废原料总质量8％的水；将固废基硫铝酸盐胶凝材料、拜耳法赤泥、脱硫石膏、电石渣混合粉磨，加水压制成型，制成球形赤泥基再生骨料；室温下养护使其充分水化，得到赤泥陶粒，养护的温度20℃，空气湿度95％，养护时间选28天。

实施例2

一种赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖的制备方法如下：利用固废基硫铝酸盐胶凝材料15份，赤泥陶粒78份，黄金尾矿砂25份，水胶比0.30配置好底料层原料，按照固废基硫铝酸盐胶凝材料15份，黄金尾矿砂38份，保色剂0.2份；着色剂1.5份，水胶比0.35配置好面层原料，搅拌均匀，先向振荡台的底模中加入面料层原料，振动使之密实，在加入底料层原料，振动使之密实，底层厚度为55mm，面层厚度为5mm；脱模后砖样标准养护温度20±0.5℃，湿度98％，养护至28d后，再进行性能测试。

性能测试：制得的彩砖3天抗压强度40.7MPa，28天抗压强度45.6MPa，28d抗折强度6.3MPa，满足C45标准(标准要求大于C40)。吸水率为4.5％(要求≤6.5％)。耐磨性：耐磨度2.9(要求耐磨度≥1.9)；磨坑长度19.6mm(要求磨坑长度不大于32mm)，抗冻性：50次冻融循环质量损失率1.89％(要求不超过5％)，抗压强度损失率6.1％(标准要求不超过20％。)

实施例3

一种赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖的制备方法如下：利用固废基硫铝酸盐胶凝材料20份，赤泥陶粒75份，黄金尾矿砂27份，水胶比0.32配置好底料层原料，按照固废基硫铝酸盐胶凝材料20份，黄金尾矿砂30份，保色剂0.2份，着色剂1.5份，水胶比0.40配置好面层原料，搅拌均匀，先向振荡台的底模中加入面料层原料，振动使之密实，底层厚度为55mm，面层厚度为5mm；在加入底料层原料，振动使之密实，脱模后砖样标准养护温度20±0.5℃，湿度98％，养护至28d后，再进行性能测试。

性能测试：制得的彩砖3天抗压强度42.5MPa，28天抗压强度46.6MPa，28d抗折强度6.6MPa，满足C45标准(标准要求大于C40)。吸水率为4.5％(要求≤6.5％)。耐磨性：耐磨度2.8(要求耐磨度≥1.9)；磨坑长度19.4mm(要求磨坑长度不大于32mm)，抗冻性：50次冻融循环质量损失率1.85％(要求不超过5％)，抗压强度损失率5.9％(标准要求不超过20％。)

实施例4

一种赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖的制备方法如下：利用固废基硫铝酸盐胶凝材料25份；赤泥陶粒70份；黄金尾矿砂30份；水胶比0.34配置好底料层原料，按照固废基硫铝酸盐胶凝材料22份；黄金尾矿砂35份；保色剂0.2份；着色剂1.5份；水胶比0.42配置好面层原料，搅拌均匀，先向振荡台的底模中加入面料层原料，振动使之密实，底层厚度为55mm，面层厚度为5mm；在加入底料层原料，振动使之密实，脱模后砖样标准养护温度20±0.5℃，湿度98％，养护至28d后，再进行性能测试。

性能测试：制得的彩砖3天抗压强度43.7MPa，28天抗压强度47.6MPa，28d抗折强度7.1MPa，满足C45标准(标准要求大于C40)。吸水率为4.5％(要求≤6.5％)。耐磨性：耐磨度2.6(要求耐磨度≥1.9)；磨坑长度20.4mm(要求磨坑长度不大于32mm)，抗冻性：50次冻融循环质量损失率2.12％(要求不超过5％)，抗压强度损失率5.1％(标准要求不超过20％。)

对比例1

一种赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖的制备方法如下：利用固废基硫铝酸盐胶凝材料25份，赤泥陶粒70份，水胶比0.34配置好底料层原料，按照固废基硫铝酸盐胶凝材料22份，黄金尾矿砂35份，保色剂0.2份，着色剂1.5份，水胶比042配置好面层原料，搅拌均匀，先向振荡台的底模中加入面料层原料，振动使之密实，在加入底料层原料，振动使之密实，底层厚度为55mm，面层厚度为5mm；脱模后砖样标准养护温度20±0.5℃，湿度98％，养护至28d后，再进行性能测试。

性能测试：制得的彩砖3天抗压强度29MPa，28天抗压强度35.6MPa，28d抗折强度4.1MPa，满足C45标准(标准要求大于C40)，吸水率为3.5％(要求≤6.5％)，耐磨性：耐磨度1.5(要求耐磨度≥1.9)；磨坑长度35mm(要求磨坑长度不大于32mm)，抗冻性：50次冻融循环质量损失率1.9％(要求不超过5％)，抗压强度损失率6.9％(标准要求不超过20％。)

对比例2

一种赤泥陶粒-黄金尾矿砂基彩砖的制备方法如下：利用普通硅酸盐水泥25份；赤泥陶粒70份，黄金尾矿砂30份，水胶比0.34配置好底料层原料，按照普通硅酸盐水泥22份，黄金尾矿砂35份，保色剂0.2份；着色剂1.5份；水胶比042配置好面层原料，搅拌均匀，先向振荡台的底模中加入面料层原料，振动使之密实，在加入底料层原料，振动使之密实，底层厚度为55mm，面层厚度为5mm；脱模后砖样标准养护温度20±0.5℃，湿度98％，养护至28d后，再进行性能测试。

性能测试：制得的彩砖3天抗压强度33.6MPa，28天抗压强度37.5MPa，28d抗折强度7.9MPa，满足C45标准(标准要求大于C40)，吸水率为4.3％(要求≤6.5％)，耐磨性：耐磨度2.5(要求耐磨度≥1.9)；磨坑长度21mm(要求磨坑长度不大于32mm)，抗冻性：50次冻融循环质量损失率4.7％(要求不超过5％)，抗压强度损失率9.3％(标准要求不超过20％。)

从实施例2-4和对比例1-2可以看出，本发明中固废基硫铝酸盐胶凝材料、赤泥陶粒和黄金尾矿砂的复配制得的彩砖相对于对比例1和或2的抗压强度、抗折强度等机械性能，以及耐磨性和抗冻能力都有提升，实现了黄金尾矿砂固废资源高价值利用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。