權(quán)利要求

1.拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，其特征在于：由拜耳法赤泥、磷石膏、礦粉、硅灰、活化劑以及水復配而成，各組分所占重量份數(shù)如下：拜耳法赤泥15～20份，磷石膏10～15份，礦粉25～30份，硅灰0～5份，活化劑7～10.3份，水膠比為0.4～0.6。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，其特征在于：所述拜耳法赤泥中Fe 2O 3的含量為27％～35％，Al 2O 3的含量為19％～25％，Na 2O的含量為11％～17％，SiO 2的含量為11％～16％，CaO的含量為2％～6％，且其0.3mm方孔篩通過率不低于80％。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，其特征在于：所述磷石膏中CaO的含量為33％～39％，SO 3的含量為44％～51％，SiO 2的含量為2％～6％，且其0.3mm方孔篩通過率不低于80％。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，其特征在于：所述礦粉為S95級別，比表面積不小于400m 2/kg。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，其特征在于：所述硅灰中SiO 2質(zhì)量含量不小于98％，比表面積不小于1550m 2/kg，28d活性指數(shù)不小于100％。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，其特征在于：所述活化劑由硅酸鈉與氫氧化鈉復配而成，其中硅酸鈉采用工業(yè)級液態(tài)水玻璃，模數(shù)為2.0M～3.5M，波美度為20～45，其中氫氧化鈉為純度≥96％的白色顆粒。 7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： S1、材料前期處理： 將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為85℃～95℃，烘干處理24～30h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理15～20min，再過0.3mm方孔篩，未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，再次過篩，重復上述步驟直至拜耳法赤泥全部過篩； 將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為45℃～60℃，烘干處理24～30h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理15～20min，再過0.3mm方孔篩，未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，再次過篩，重復上述步驟直至磷石膏全部過篩； S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌2～4min，制得復合粉料； S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3～5min，制得復合膠凝材料。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料的制備方法，其特征在于：制備所述活化劑包括以下步驟：將工業(yè)級液態(tài)水玻璃與氫氧化鈉混合，并使其充分溶解與混合均勻，靜置2～3h，待溶液冷卻至室溫，制得活化劑。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料及其制備方法。

背景技術(shù)

赤泥是氧化鋁工業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，呈堿性，平均生產(chǎn)1噸氧化鋁會產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。我國是世界第一大氧化鋁生產(chǎn)國，伴隨氧化鋁產(chǎn)業(yè)急速發(fā)展，我國赤泥排放已超過7000萬噸/年，累計赤泥堆積量已達4億噸以上，大量的赤泥堆積不僅會造成較高的維護成本，而且還會對環(huán)境造成很大的污染。而拜耳法赤泥占赤泥總排放的80％以上，且拜耳法赤泥是堿法工藝生產(chǎn)氧化鋁的副產(chǎn)物，具有極強的堿性。與此同時，拜耳法赤泥的主要成分中含有一定量的SiO 2、Al 2O 3、CaO等膠凝活性物質(zhì)，具備一定的潛在膠凝活性。添加適量拜耳法赤泥用作膠凝材料的原料，可以減少水泥生產(chǎn)及使用過程中高污染、高排放和高能耗。

磷石膏的是工業(yè)中濕法制備磷酸的固體廢棄物，呈酸性。目前，磷石膏的主要處置方法也是建設儲存庫堆存，該方法在大大提高生產(chǎn)成本的同時也會給環(huán)境帶來巨大的安全隱患。國內(nèi)主要對于磷石膏的資源化處理主要集中在用作路基材料等方面。同時也有較多的專家及學者在研究其膠凝活性。所以，如何對磷石膏進行改性以及活化處理，很大程度上決定了能否大量利用磷石膏。磷石膏的主要成分以CaSO 4·2H 2O為主，同時含有的可溶性磷(P)、氟(F)等雜質(zhì)很大程度上限制了其在膠凝材料中的使用。相關(guān)單位將磷石膏進行高溫煅燒，使得二水硫酸鈣分解成半水硫酸鈣而具有膠凝活性，但是這種處理方式會消耗較多的能源。同時，一般用磷石膏作為膠凝材料的原料時，會摻入各種水泥熟料，這也提高了磷石膏膠凝材料的成本，不利于磷石膏的大規(guī)模利用。

因此，加強拜耳法赤泥和磷石膏利用新技術(shù)研發(fā)，提高拜耳法赤泥和磷石膏的綜合利用率，解決拜耳法赤泥和磷石膏堆放造成的生態(tài)環(huán)境影響已成為鋁冶煉工業(yè)與磷化工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展過程中關(guān)鍵難題?，F(xiàn)有的赤泥的利用中，大多數(shù)使用的是燒結(jié)法和聯(lián)合法赤泥，而對拜耳法赤泥制備膠凝材料的報道較少，現(xiàn)有的磷石膏的利用中，較多采用將磷石膏高溫煅燒成半水石膏再用來制備膠凝材料，磷石膏多作為水泥的緩凝劑來使用，而未體現(xiàn)出磷石膏的膠凝作用，現(xiàn)階段未見利用拜耳法赤泥和磷石膏協(xié)同制備免燒膠凝材料的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對已有的技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料及其制備方法，在利用工業(yè)固廢的同時未摻入水泥熟料，解決了拜耳法赤泥、磷石膏等工業(yè)廢棄物難以大量資源化利用的問題，通過優(yōu)選組分份數(shù)生產(chǎn)的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料強度較好，而且制備成型時間短，制備方法簡單，使用成本低，進一步提高其實際應用價值。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，由拜耳法赤泥、磷石膏、礦粉、硅灰、活化劑以及水復配而成，各組分所占重量份數(shù)如下：拜耳法赤泥15～20份，磷石膏10～15份，礦粉25～30份，硅灰0～5份，活化劑7～10.3份，水膠比為0.4～0.6。

進一步的，所述拜耳法赤泥中Fe 2O 3的含量為27％～35％，Al 2O 3的含量為19％～25％，Na 2O的含量為11％～17％，SiO 2的含量為11％～16％，CaO的含量為2％～6％，且其0.3mm方孔篩通過率不低于80％。

進一步的，所述磷石膏中CaO的含量為33％～39％，SO 3的含量為44％～51％，SiO 2的含量為2％～6％，且其0.3mm方孔篩通過率不低于80％。

進一步的，所述礦粉為S95級別，比表面積不小于400m 2/kg。

進一步的，所述硅灰的SiO 2質(zhì)量含量不小于98％，比表面積不小于1550m 2/kg，28d活性指數(shù)不小于100％。

進一步的，所述活化劑由硅酸鈉與氫氧化鈉復配而成，其中硅酸鈉采用工業(yè)級液態(tài)水玻璃，模數(shù)為2.0M～3.5M，波美度為20～45，其中氫氧化鈉為純度≥96％的白色顆粒。

一種拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為85℃～95℃，烘干處理24～30h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理15～20min，再過0.3mm方孔篩，未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，再次過篩，重復上述步驟直至拜耳法赤泥全部過篩；

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為45℃～60℃，烘干處理24～30h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理15～20min，再過0.3mm方孔篩，未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，再次過篩，重復上述步驟直至磷石膏全部過篩；

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌2～4min，制得復合粉料；

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3～5min，制得復合膠凝材料。

進一步的，制備所述活化劑包括以下步驟：將工業(yè)級液態(tài)水玻璃與氫氧化鈉混合，并使其充分溶解與混合均勻，靜置2～3h，待溶液冷卻至室溫，制得活化劑。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明制得的凈漿試塊28d抗壓強度在27.3MPa～41.1MPa之間，初凝時間不小于10h，終凝時間不大于20h，故本發(fā)明通過優(yōu)選組分份數(shù)生產(chǎn)的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料強度較好，而且制備成型時間短，制備方法簡單，使用成本低，進一步提高其實際應用價值；

2、本發(fā)明同時處理了拜耳法赤泥和磷石膏兩種工業(yè)固體廢棄物，可以較大量的協(xié)同利用兩種固廢，減輕積存帶來的壓力；

3、本發(fā)明采用機械球磨活化協(xié)同活化劑的方式，改善了拜耳法赤泥和磷石膏的活性，減少了高溫煅燒拜耳法赤泥和磷石膏的能量消耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料的制作流程圖。

具體實施方式

為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步地描述。

本發(fā)明的實施例提供一種拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料，由拜耳法赤泥、磷石膏、礦粉、硅灰、活化劑以及水復配而成，各組分所占重量份數(shù)如下：拜耳法赤泥15～20份，磷石膏10～15份，礦粉25～30份，硅灰0～5份，活化劑7～10.3份，水膠比為0.4～0.6，水膠比即膠凝材料中所含水與所含復合粉料(拜耳法赤泥、磷石膏、礦粉、硅灰四種粉料的組合)之比。

所述拜耳法赤泥中Fe 2O 3的含量為27％～35％，Al 2O 3的含量為19％～25％，Na 2O的含量為11％～17％，SiO 2的含量為11％～16％，CaO的含量為2％～6％，且其0.3mm方孔篩通過率不低于80％。

所述磷石膏中CaO的含量為33％～39％，SO 3的含量為44％～51％，SiO 2的含量為2％～6％，且其0.3mm方孔篩通過率不低于80％。

所述礦粉為S95級別，比表面積不小于400m 2/kg。

所述硅灰的SiO 2質(zhì)量含量不小于98％，比表面積不小于1550m 2/kg，28d活性指數(shù)不小于100％。

所述活化劑由硅酸鈉與氫氧化鈉復配而成，其中硅酸鈉采用工業(yè)級液態(tài)水玻璃，模數(shù)為2.0M～3.5M，波美度為20～45，其中氫氧化鈉為純度≥96％的白色顆粒。

上述膠凝材料中，礦粉可以在前期水化生成大量的凝膠類活性物質(zhì)促進拜耳法赤泥和磷石膏的反應，硅灰可以促進后期進一步水化，調(diào)節(jié)材料的泛堿。

本發(fā)明的實施例一種拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為85℃～95℃，烘干處理24～30h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理15～20min，再過0.3mm方孔篩，未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，再次過篩，重復上述步驟直至拜耳法赤泥全部過篩；

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為45℃～60℃，烘干處理24～30h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理15～20min，再過0.3mm方孔篩，未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，再次過篩，重復上述步驟直至磷石膏全部過篩；

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌2～4min，制得復合粉料；

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3～5min，制得復合膠凝材料。

具體的，制備所述活化劑包括以下步驟：將工業(yè)級液態(tài)水玻璃與氫氧化鈉混合，并使其充分溶解與混合均勻，靜置2～3h，待溶液冷卻至室溫，制得活化劑。其中，工業(yè)級液態(tài)水玻璃的模數(shù)為3.24M、波美度為39.5。

上述制備方法中，粉磨可以將大顆粒材料破碎細化，極大程度的改變材料的粒徑，增大材料的比表面積，提高反應活性。

下面列舉實施例1-5對上述制備方法進行詳細說明。

實施例1：

按照下列質(zhì)量份數(shù)稱取原材料：按拜耳法赤泥20份、磷石膏10份、礦粉30份、活化劑10.3份稱取材料，按照水膠比0.44以及活化劑的稱取量計算實際需水量并稱取水，按照以下制備方法制得膠凝材料。

請參考圖1，制備方法如下：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為80℃，烘干處理24h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理20min，再過0.3mm方孔篩即得到拜耳法赤泥原材料。未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為50℃，烘干處理24h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理15min，再過0.3mm方孔篩即得到磷石膏原材料。未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌2min，制得復合粉料。

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3min，制得復合膠凝材料。

按照上述技術(shù)方案制得的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料相關(guān)宏觀性能測試方法如下：

(1)流動度：將新拌的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料漿體緩慢倒入截錐圓模中，所述截錐圓模的尺寸為：上口直徑為36mm，下口直徑為60mm，高度為60mm。

(2)凝結(jié)時間：將新拌的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料漿體倒入試模中，所述試模的尺寸為：試模為深40mm±0.2mm、頂內(nèi)徑Φ65mm±0.5mm、底內(nèi)徑Φ75mm±0.5mm的截頂圓錐體。每只試模應配備一個大于試模、厚度≥2.5mm的平板玻璃底板進行凝結(jié)時間的測定。

(3)抗壓強度：將邊長為40×40×40mm的正方體拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊，按照上述方法養(yǎng)護脫模后，測量不同齡期的抗壓強度。

按照上述測試方法，本實施例制得的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料經(jīng)過裝模、振搗、覆蓋薄膜后標準養(yǎng)護3d后拆模，再根據(jù)常溫覆膜養(yǎng)護的要求，先標準養(yǎng)護3d后拆模，再在室內(nèi)常溫環(huán)境中覆蓋一層薄膜養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即得拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊。

測試出試塊的主要性能指標為：初凝時間為10h02min，終凝時間為14h34min，流動度為114mm，3d抗壓強度為10.7MPa，7d抗壓強度為27.3MPa，14d抗壓強度為39.1MPa，28d抗壓強度為40.8MPa。

實施例2：

按照下列質(zhì)量份數(shù)稱取原材料：按拜耳法赤泥15份、磷石膏15份、礦粉30份、活化劑7份稱取材料，按照水膠比0.46以及活化劑的稱取量計算實際需水量并稱取水，按照以下制備方法制得膠凝材料。

請參考圖1，制備方法如下：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為90℃，烘干處理30h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理20min，再過0.3mm方孔篩即得到拜耳法赤泥原材料。未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為60℃，烘干處理30h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理20min，再過0.3mm方孔篩即得到磷石膏原材料。未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌2min，制得復合粉料。

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3min，制得復合膠凝材料。

按照實施例1測試方法，本實施例制得的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料經(jīng)過裝模、振搗、覆蓋薄膜后標準養(yǎng)護3d后拆模，再根據(jù)標準覆膜養(yǎng)護要求，標準養(yǎng)護3d后拆模，在置于溫度為20±2℃，相對濕度為95％以上的環(huán)境中覆蓋一層薄膜養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即得拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊。

測試出試塊的主要性能指標為：初凝時間為11h25min，終凝時間為16h27min，流動度為135mm，3d抗壓強度為7.1MPa，7d抗壓強度為26.5MPa，14d抗壓強度為38.3MPa，28d抗壓強度為41.1MPa。

實施例3：

按照下列質(zhì)量份數(shù)稱取原材料：按拜耳法赤泥20份、磷石膏10份、礦粉25份、硅灰5份、活化劑10.3份稱取材料，按照水膠比0.46以及活化劑的稱取量計算實際需水量并稱取水，按照以下制備方法制得膠凝材料。

請參考圖1，制備方法如下：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為85℃，烘干處理24h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理15min，再過0.3mm方孔篩即得到拜耳法赤泥原材料。未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為45℃，烘干處理24h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理15min，再過0.3mm方孔篩即得到磷石膏原材料。未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌2min，制得復合粉料。

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌4min，制得復合膠凝材料。

按照實施例1測試方法，本實施例制得的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料經(jīng)過裝模、振搗、覆蓋薄膜后標準養(yǎng)護3d后拆模，再根據(jù)常溫室內(nèi)養(yǎng)護要求，先標準養(yǎng)護3d后拆模，在室內(nèi)常溫環(huán)境中普通養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即得拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊。

測試出試塊的主要性能指標為：初凝時間為13h49min，終凝時間為19h56min，流動度為121mm，7d抗壓強度為2.8MPa，14d抗壓強度為23.6MPa，28d抗壓強度為27.3MPa。

實施例4：

按照下列質(zhì)量份數(shù)稱取原材料：按拜耳法赤泥15份、磷石膏15份、礦粉30份、活化劑10.3份稱取材料，按照水膠比0.44以及活化劑的稱取量計算實際需水量并稱取水，按照以下制備方法制得膠凝材料。

請參考圖1，制備方法如下：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為90℃，烘干處理24h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理15min，再過0.3mm方孔篩即得到拜耳法赤泥原材料。未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為50℃，烘干處理24h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理15min，再過0.3mm方孔篩即得到磷石膏原材料。未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌3min，制得復合粉料。

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3min，制得復合膠凝材料。

按照實施例1測試方法，本實施例制得的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料經(jīng)過裝模、振搗、覆蓋薄膜后標準養(yǎng)護3d后拆模，再根據(jù)常溫覆膜養(yǎng)護的要求，先標準養(yǎng)護3d后拆模，再在室內(nèi)常溫環(huán)境中覆蓋一層薄膜養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即得拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊。

測試出試塊的主要性能指標為：初凝時間為10h54min，終凝時間為15h08min，流動度為109mm，3d抗壓強度為2.1MPa，7d抗壓強度為12.1MPa，14d抗壓強度為32.2MPa，28d抗壓強度為37.5MPa。

實施例5：

按照下列質(zhì)量份數(shù)稱取原材料：按拜耳法赤泥12份、磷石膏18份、礦粉30份、活化劑10.3份稱取材料，按照水膠比0.44以及活化劑的稱取量計算實際需水量并稱取水，按照以下制備方法制得膠凝材料。

請參考圖1，制備方法如下：

S1、材料前期處理：

將拜耳法赤泥置于烘干機中，烘干溫度為85℃，烘干處理30h，再將烘干處理得到的拜耳法赤泥機械球磨處理20min，再過0.3mm方孔篩即得到拜耳法赤泥原材料。未過0.3mm方孔篩的拜耳法赤泥繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

將磷石膏置于烘干機中，烘干溫度為45℃，烘干處理30h，再將烘干處理得到的磷石膏機械球磨處理20min，再過0.3mm方孔篩即得到磷石膏原材料。未過0.3mm方孔篩的磷石膏繼續(xù)機械破碎后再進行球磨處理，重復上述步驟。

S2、復合粉料制備：按配比稱取各原料，置于攪拌鍋中，攪拌3min，制得復合粉料。

S3、膠凝材料制備：按配比稱取活化劑和水，將復合粉料與活化劑混合，然后倒入攪拌鍋中加入水攪拌3min，制得復合膠凝材料。

按照實施例1測試方法，本實施例制得的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料經(jīng)過裝模、振搗、覆蓋薄膜后標準養(yǎng)護3d后拆模，再根據(jù)常溫覆膜養(yǎng)護的要求，先標準養(yǎng)護3d后拆模，再在室內(nèi)常溫環(huán)境中覆蓋一層薄膜養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即得拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊。

測試出試塊的主要性能指標為：初凝時間為12h24min，終凝時間為17h43min，流動度為102mm，7d抗壓強度為6.8MPa，14d抗壓強度為18.8MPa，28d抗壓強度為33.0MPa。

實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5制得拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料試塊的性能對比如下表：

上述技術(shù)方案中，利用活化處理的拜耳法赤泥和磷石膏，與礦粉、硅灰及活化劑制成免燒膠凝材料，利用活化劑使得復合粉料發(fā)生水化反應，通過改變拜耳法赤泥和磷石膏的摻量進而控制前期水化產(chǎn)物的生成速度，同時拜耳法赤泥能提高反應體系的Si/Al比和Na/Al比促進水化作用，而磷石膏提供的硫酸根離子則利于后期水化產(chǎn)物的進一步水化。

總的來說，在利用工業(yè)固廢的同時未摻入水泥熟料，解決了拜耳法赤泥、磷石膏等工業(yè)廢棄物難以大量資源化利用的問題，通過優(yōu)選組分份數(shù)生產(chǎn)的拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料強度較好，而且制備成型時間短，制備方法簡單，使用成本低，進一步提高其實際應用價值。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例，不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

拜耳法赤泥-磷石膏免燒膠凝材料及其制備方法.pdf