【技术实现步骤摘要】
本申请涉及固体废弃物综合回收利用，尤其涉及一种基于赤泥的充填膏体及其制备方法。
技术介绍
1、目前国内矿山因开采活动的进行而形成了大量的地下采空区，若对这些地下采空区不进行充填处理，这些地下采空区将会对采空区上方的工程活动和地表建筑的安全造成巨大的隐患。现阶段针对矿山的地下采空区一般以胶凝材料为基材进行胶结充填采矿，而最具有代表性的胶凝材料为水泥，然而水泥的使用会提高地下采空区的充填成本，这无疑会制约矿山企业使用胶结充填采矿法的持续性发展。赤泥是铝工业产生量最大的固废，且其具有潜在的胶凝活性，但目前赤泥综合利用率不足10％。若能将赤泥改性调控并制备成水泥替代品，这无疑可以降低胶结充填采矿法矿山企业的充填成本，提高经济效益，同时有助于实现赤泥的大规模消纳，助力铝工业的绿色可持续发展。
2、由于赤泥的强度较低，因此目前基于赤泥制备充填材料的技术出于抗压强度考虑，需要降低赤泥的掺杂量，且大部分充填材料还需要赤泥和水泥以及固碱剂等成本较高的材料配合使用才能满足充填材料的使用需求，这无疑进一步提高了赤泥作为充填材料的成本。
3、现阶段基于赤泥制备充填材料的技术包括：(1)一种拜耳法赤泥基充填材料及其制备方法及其应用，该技术使用赤泥、粉煤灰和水泥组成基本充填材料，并使用无机盐、有机酸和中性矿物掺合料组成固碱材料，以这二者制备成充填材料。(2)一种利用赤泥制备煤矿残采区充填膏体的方法，该技术先将煤矸石经过破碎筛分，以分别制备得到粗骨料和细骨料，同时对细骨料配合使用减水剂、早强剂、膨胀剂和缓凝剂等，得到填充材料。(3)一
技术实现思路
1、本申请提供了一种基于赤泥的充填膏体及其制备方法，以解决如下技术问题：如何提高基于赤泥制备出的充填材料的抗压强度。
2、第一方面，本申请提供了一种基于赤泥的充填膏体的制备方法，所述赤泥包括拜耳法赤泥和/或烧结法赤泥，所述制备方法包括：
3、将工业固体废弃物、吸附剂和所述赤泥进行研磨混合，得到研磨粉料；
4、在预设温度的条件下将所述研磨粉料以预设温度进行干法活化，以活化所述研磨粉料中赤泥的胶凝成分以及吸附剂的吸附性能，得到胶凝粉体料；
5、将拜耳法赤泥、骨料和和所述胶凝粉体料进行混合，得到具有混合赤泥组分的预充填干料；以及
6、将酸性激发剂、减水剂、水和所述预充填干料进行混合，以通过所述酸性激发剂激发所述预充填干料中胶凝材料的胶凝作用，得到充填膏体；
7、其中，所述预设温度为≤350℃。
8、可选的，所述预设温度为120℃～350℃，所述干法活化的时间为10min～60min。
9、可选的，以重量份数计，所述研磨粉料的组分满足：
10、赤泥：10份～50份，工业固废：40份～80份和吸附剂：1份～10份。
11、可选的，所述工业固废包括以下至少两种：
12、粉煤灰、矿渣粉、炉渣、电石渣和脱硫石膏；和/或
13、所述吸附剂包括以下至少一种：
14、蒙脱石、海泡石和硅藻土。
15、可选的，所述研磨粉料的粒度＜178μm。
16、可选的，以重量份数计，所述预充填干料的组分包括：
17、胶凝粉体料：10份～30份，拜耳法赤泥：20份～60份和骨料：0份～80份。
18、可选的，所述骨料包括以下至少一种：
19、碎石、尾砂和炉渣。
20、可选的，所述酸性激发剂的重量m1和所述预充填干料的重量m2满足关系式：m1:m2＝(0.2～2.0):100，所述减水剂的重量m3和所述预充填干料的重量m2满足关系式：m3:m2＝(0.2～1.0):100；
21、所述水的重量m4和所述预充填干料、所述酸性激发剂、所述减水剂的总重量m5满足关系式：m4:m5＝(0.5～1.0):1。
22、可选的，所述酸性激发剂包括以下至少一种：
23、乙酸、磷酸和磷酸二氢铝；和/或
24、所述减水剂包括以下至少一种：
25、木质素磺酸盐、萘系高效减水剂、聚羧酸盐系减水剂和氨基磺酸盐减水剂。
26、第二方面，本申请提供了一种基于赤泥的充填膏体，所述充填膏体是由第一方面所述的制备方法得到的。
27、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
28、本申请实施例提供的一种基于赤泥的充填膏体的制备方法，该方法在预设温度≤350℃的条件下进行干法活化，可以基于中低温度的干法活化将研磨粉料中赤泥的胶凝成分活化以及吸附剂的吸附性能进行活化，活化后的吸附剂通过吸附作用将赤泥和工业固体废弃物吸附在一起，再通过胶凝成分活化的赤泥的胶凝作用将赤泥和工业固体废弃物进行胶凝结合，得到胶凝粉体料，并且活化后的吸附剂还可以抑制工业固体废弃物和赤泥中重金属离子的迁移，避免这些重金属离子的迁移损害胶凝成分活化后的赤泥的胶凝作用，以得到具有良好胶凝性能的胶凝粉体料，然后将胶凝粉体料、拜耳法赤泥和骨料混合得到的预充填干料，先通过具有良好胶凝性能的胶凝粉体料初步将拜耳法赤泥和骨料两者胶凝在一起，后续可以使用骨料的高强度的特性来提高充填膏体的强度，最后将预充填干料、酸性激发剂、减水剂和水进行混合，通过水的分散作用将预充填干料和酸性激发剂进行分散，方便预充填干料和酸性激发剂这两者之间混合均匀，而酸性激发剂通过激发作用可以激活预充填干料中胶凝粉体料的胶凝作用，以将预充填干料中拜耳法赤泥和骨料这两者之间进一步胶凝完全，方便通过骨料的高强度特性提高充填膏体的抗压强度；另外酸性激活剂还会与赤泥和拜耳法赤泥所组成的混合赤泥组分中的碱性成分发生酸碱中和反应，可以在减少固碱剂使用量的情况下提高充填膏体的抗压强度；此外减水剂的加入一方面降低了充填膏体的水含量，促进充填膏体完全成型，另一方面减水剂会在水中形成胶体成分，形成胶体材料可以提高胶凝粉体料的胶凝作用强度，从而可以提高充填膏体的抗压强度。
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1.一种基于赤泥的充填膏体的制备方法，其特征在于，所述赤泥包括拜耳法赤泥和/或烧结法赤泥，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预设温度为120℃～350℃，所述干法活化的时间为10min～60min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述研磨粉料的组分满足：
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述工业固废包括以下至少两种：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨粉料的粒度＜178μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述预充填干料的组分包括：
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述骨料包括以下至少一种：
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性激发剂的重量m1和所述预充填干料的重量m2满足关系式：m1:m2＝(0.2～2.0):100，所述减水剂的重量m3和所述预充填干料的重量m2满足关系式：m3:m2＝(0.2～1.0):100；
10.一种基于赤泥的充填膏体，其特征在于，所述充填膏体是由权利要求1～9任一项所述的制备方法得到的。
...【技术特征摘要】
1.一种基于赤泥的充填膏体的制备方法，其特征在于，所述赤泥包括拜耳法赤泥和/或烧结法赤泥，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预设温度为120℃～350℃，所述干法活化的时间为10min～60min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述研磨粉料的组分满足：
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述工业固废包括以下至少两种：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨粉料的粒度＜178μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重...
【专利技术属性】
技术研发人员：范泽坤，刘中凯，康泽双，李花霞，田野，张延利，孙凤娟，张腾飞，曹瑞雪，苏欢欢，
申请(专利权)人：中铝郑州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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