一种基于赤泥提铝渣的高水回填料及其制备方法和应用与流程

本发明属于工业固体废弃物资源化利用，具体涉及一种基于赤泥提铝渣的高水回填料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、赤泥是铝工业生产氧化铝后排出的强碱性废渣，既是一种固体废弃物，又是一种可综合利用的二次资源。目前，赤泥的研究利用主要涉及有价元素提取（铁、铝、钛、钪等）、建筑材料生产、功能材料制造等方面。拜耳法赤泥中铝、钠含量较高，提取铝、钠可实现资源回收利用；赤泥中铝回收方法主要有酸浸法、烧结法、钙化-碳化法、生物法等，其中，烧结法应用较成熟。在回收铝、钠组分后所产生的废渣即为赤泥提铝渣，其成分主要以硅酸二钙为主，产出的渣量为原来赤泥量的0.8-1.2倍，无形中又增加了废渣的堆存量。

2、然而，目前国内对于赤泥提铝渣的规模化利用方案较为匮乏，由于缺乏有效的消纳途径，赤泥提铝渣只能继续堆存，进一步加剧了企业的固废处置压力。赤泥提铝渣的长期堆存不仅占用土地，其残留碱的持续溶出还会对周边环境造成长期污染风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于赤泥提铝渣的高水回填料，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于赤泥提铝渣的高水回填料，包括按质量份数计的如下组分：赤泥提铝渣155～192份、胶凝辅材5～28份、矿山固废7～22份，降碱胶结组分4～15份、缓凝剂1～5份、膨胀剂0.5～6.8份、拌合水12～33份。

4、进一步的，所述赤泥提铝渣为赤泥干法烧结提铝工艺的原状废渣，其含水率为70～90%，且其化学成分中sio2质量占比≥15%，cao质量占比≥45%，na2o质量占比≥2.0%。

5、进一步的，所述胶凝辅材为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、高炉矿渣粉、水淬钢渣粉、偏高岭土及钼尾矿中的一种或多种，所述胶凝辅材的细度大于325目。

6、进一步的，所述矿山固废为灰岩矿、花岗岩尾矿、煤矸石、铁尾矿中的一种或多种。

7、进一步的，所述降碱胶结组分为硅酸钠水玻璃，其模数为1.0～1.8。

8、进一步的，所述缓凝剂为氟石膏、磷石膏中的一种或多种。

9、进一步的，所述膨胀剂为轻烧氧化镁、电石泥、镁渣中的一种或多种。

10、另外，本发明还提供了上述基于赤泥提铝渣的高水回填料的制备方法，包括如下步骤：

11、s1、将设计质量的赤泥提铝渣加入搅拌装置中；s2、将矿山固废进行磨细处理；

12、s3、向所述搅拌装置中加入设计质量的胶凝辅材、磨细后的矿山固废、降碱胶结组分、缓凝剂、膨胀剂及拌合水；

13、s4、搅拌混合至均匀，即得高水回填材料。

14、进一步的，所述s2中，磨细后的矿山固废粒径≤2.5mm。

15、本发明还提供了上述基于赤泥提铝渣的高水回填料在采空区回填、露天库区回填、老空区整治中的应用。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果：

17、(1)本发明提供的这种基于赤泥提铝渣的高水回填料中赤泥提铝渣的掺量高达70%以上，可大幅削减氧化铝生产企业的固废堆存量，同时协同消纳了矿山固废，实现了冶金固废与矿山固废的双向资源化利用。

18、(2)本发明制备的高水回填材料，初凝时间可控制在4.5～7小时，终凝时间可控制在6.5～10小时，扩展度可达225～265mm，7天单轴抗压强度可达6.5～10mpa，28天单轴抗压强度可达16～22mpa，泌水率可控制在1.5～2.4%，满足矿山充填工程的技术要求。

1.一种基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：赤泥提铝渣155～192份、胶凝辅材5～28份、矿山固废7～22份，降碱胶结组分4～15份、缓凝剂1～5份、膨胀剂0.5～6.8份、拌合水12～33份。

2.如权利要求1所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，所述赤泥提铝渣为赤泥干法烧结提铝工艺的原状废渣，其含水率为70～90%，且其化学成分中sio2质量占比≥15%，cao质量占比≥45%，na2o质量占比≥2.0%。

3.如权利要求1所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，所述胶凝辅材为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、高炉矿渣粉、水淬钢渣粉、偏高岭土及钼尾矿中的一种或多种，所述胶凝辅材的细度大于325目。

4.如权利要求1所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，所述矿山固废为灰岩矿、花岗岩尾矿、煤矸石、铁尾矿中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，所述降碱胶结组分为硅酸钠水玻璃，其模数为1.0～1.8。

6.如权利要求1所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，所述缓凝剂为氟石膏、磷石膏中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料，其特征在于，所述膨胀剂为轻烧氧化镁、电石泥、镁渣中的一种或多种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，磨细后的矿山固废粒径≤2.5mm。

10.权利要求1-7任一项所述的基于赤泥提铝渣的高水回填料在采空区回填、露天库区回填、老空区整治中的应用。