利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰制备污水絮凝沉降剂、土壤土质固化剂和泡沫混凝土的方法

摘要

本发明公开了一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰制备污水絮凝沉降剂、土壤土质固化剂和泡沫混凝土的方法，按重量份数配取赤泥，煤矸石或/和粉煤灰，分为a、b和c三部分经过不同的工艺路线；a部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉制得污水絮凝沉降剂；b部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉和木质素磺酸钙粉制得土壤土质固化剂；c部分混合粉剂料加入再生机制砂和/或再生机制骨粒、水、外加剂、耐碱纤维制得泡沫混凝土。本发明实现了整个绿色过程的无害化、减量化、稳定化、资源化的“四化”目标技术，同时达到了零排放，高利用率、高附加值、产业化生产的终极目标，以跨领域、多学科，以废利废和以废治废形成了循环经济产业链和产业集团群。

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体的说，涉及一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰等建筑垃圾制备为污水絮凝沉降剂、土壤土质固化剂和泡沫混凝土的方法。

背景技术

泡沫混凝土是一种轻质多孔材料。它与泡沫玻璃、泡沫陶瓷、泡沫铝并称为四大无机泡沫材料，是四大无机泡沫材料中产销量最大、最有发展前景的功能材料。     泡沫混凝土是自水泥混凝土产生100多年来最重大的科技进步之一。它将重质的水泥混凝土轻质化、功能化，赋予它轻质、保温、隔热、吸声、隔声、耐火、防火、抗渗、防水、抗冲击波、抗电磁波、透水、透气、过滤、抗腐蚀、保水、吸能等几十种功能。是迄今为止功能最多的大宗无机轻质材料之一。它的发明与应用，为混凝土开辟了一个特种应用领域。未来，泡沫混凝土将深刻影响人们的生活，造福于社会方方面面。其重大意义将会在日后很快显现。

目前泡沫混凝土在建筑保温隔热、 管道及热工设备保温 、冷库保温、工业炉窑保温、室外吸音材料（公路、铁路吸音屏障）、室内墙面吸声、隔声夹芯复合板（隔断薄板）、机场防护吸能应用、射击和爆炸吸能防护、透水地砖 、透气植草地面、河沙水过滤、工业机械过滤层、防火门、防火板、建筑防水及工程防水、地下及水中工程抗氯离子侵蚀、室内轻质装饰品、外墙轻质装饰砖、轻质园林制品、海上漂浮操作平台、海上风力发电机漂浮基座、水上漂浮住宅和渔村、漂浮人工岛、水上宾馆、水上餐厅、水上游乐园、矿井巷道顶板冒落空洞充填、煤矿采空区回填 、井支护制品 、煤井密封墙体、矿井堵水、油田应用、泡沫混凝土固井、泡沫钻井堵漏等大量应用。泡沫混凝土虽然有很多优点，但是现在的生产成本还比较高。

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中排出的工业废渣，由于铝土矿含铁较高，残渣外观像红色粘土，因此俗称为“赤泥”。赤泥的处理和综合治理一直都是一个世界性难题。现在的赤泥主要都是采取海底或陆地进行填埋处理。

如果能将赤泥利用进行处理而制得泡沫混凝土，将是变废为宝，一举多得既解决了赤泥处理难题，又会大大降低生产泡沫混凝土的成本。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰等建筑垃圾制备泡沫混凝土的方法。

本发明目的是这样实现的：一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰制备污水絮凝沉降剂、土壤土质因化剂和泡沫混凝土的方法，按以下步骤进行：

（1）按重量份数配取赤泥50～200份，煤矸石或/和粉煤灰：10～150份，混合研磨为粒径细度≤0.088mm的混合粉剂料，然后将混合粉剂料分为a、b和c三部分经过不同的工艺路线；

（2）a部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉，加入量按重量份数为：a部分混合粉剂料1～98份，固体水玻璃粉1～2份，混合均匀制得污水絮凝沉降剂；混合粉剂料粒径细度≤0.088mm后，其表面活性就非常大，吸附能力增强，加上固体水玻璃粉，固体水玻璃粉在里面作为一种激发剂。

（3）b部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉和木质素磺酸钙粉，加入量按重量份数为：b部分混合粉剂料1～92份，固体水玻璃粉1～4份，木质素磺酸钙粉1～4份，混合均匀制得土壤土质固化剂；混合粉剂料粒径细度≤0.088mm后，其表面活性就非常大，吸附能力增强，加上固体水玻璃粉，固体水玻璃粉在里面作为一种激发剂，木质素磺酸钙粉在里面起胶凝的作用，使得土壤土质固化剂成为一种很好的胶凝材料。

（4）c部分混合粉剂料加入再生机制砂和/或再生机制骨粒、水、外加剂、耐碱纤维，加入量按重量份数为：c部分混合粉剂料60～350份、再生机制砂/再生机制骨粒10～100份，水60～250份放入容器内，强制搅拌30～50分钟后加入外加剂0.5～5份，耐碱纤维0.5～1份，添加剂：0.5～5份，再混合搅拌均匀后，加入发泡剂：10～20份，再混合搅拌均匀，注入现场施工作业面或工厂模具厂，待其自流平，静置10～30分钟内发泡完成，24小时后达到所需强度，经养护后，制得成形的泡沫混凝土，再经机械切割就制得相关制品。通过同一生产线在步骤（1）完成后分为3条线路和加入不同的添加物，最后同时得到3种不同的产品，且在整个工艺中没有高温、高压等工序，完全达到了零排放，无害化。制得的泡沫混凝土相比传统产品，质量轻、强度更高。

步骤（4）中所述再生机制石砂的级配比例为：粒径0.5～2mm比例≥35%，粒径0.25mm以上比例≥50%，粒径0.074mm以上比例≥75%；再生机制骨粒的级配比例为：粒径：25～40mm比例≥50%，粒径10～25mm比例≥75%。

步骤（4）中所述水加入硫酸，配制为质量浓度为1～5%的硫酸溶液。

步骤（4）中所述外加剂是缓凝减水剂和硬脂酸盐类防水剂混合液体；所述耐碱纤维是耐碱聚丙烯纤维，所述添加剂是木质素磺酸钙粉，重钙粉，固体水玻璃粉，碳酸锂，聚乙稀醇，水性环氧树脂组成的混合添加剂，所述发泡剂为：三乙醇胺，乙二胺组成的发泡剂。

所制得的泡沫混凝土经过检测密度容重为80—700kg/m³，导热系数在0.045—0.1w/（m·k）范围内，抗压强度在0.3—8Mpa之间，泡沫孔径为1—3mm。均适用于现场楼面，楼顶、墙面、地面、路面、矿井等的保温隔热和填充的众多施工现场以及工厂内用模具制作泡沫混凝土和保温隔热板材，保温隔热装饰一体板材、吸音板材、防火板材等众多产品功能性。

有益效果：

1、本发明实现了整个绿色过程的无害化、减量化、稳定化、资源化的“四化”目标技术。同时达到了零排放，高利用率、高附加值、产业化生产的终极目标免烧结，赤泥、煤矸石/粉煤灰、经制备后是性能优异的胶凝材料，可完全替代水泥，以跨领域、多学科，以废利废和以废治废形成了循环经济产业链和产业集团群，对我国的节能减排和发展战略性新兴产业以及循环经济产业有着巨大的推动示范作用，同时能产生巨大的社会效益和经济效益。

2、本发明涉及的赤泥、煤矸石、污水絮凝沉降剂制备方法，属于环境保护技术领域，以废利废、以废治废，低成本，絮凝时间快，使用方便，用量巨大。

3、本发明涉及赤泥、煤矸石/粉煤灰、土壤土质固化剂的制备方法，以废利废，强度高，稳定性好，完全替代水泥，属于公路建设、交通节能和生态治理、生态修复技术领域，用量巨大。

4、本发明涉及赤泥、煤矸石/粉煤灰、泡沫混凝土及其相关功能性制品的制备方法，众多领域的应用。

具体实施方式

实施例1

一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰制备污水絮凝沉降剂、土壤土质固化剂和泡沫混凝土的方法，按以下步骤进行：

（1）按重量份数配取赤泥50份，煤矸石或/和粉煤灰：10份，混合研磨为粒径细度≤0.088mm的混合粉剂料，然后将混合粉剂料分为a、b和c三部分经过不同的工艺路线；

（2）a部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉，加入量按重量份数为（以a部分混合粉剂料和固体水玻璃粉为总重量）：a部分混合粉剂料1份，固体水玻璃粉1份，混合均匀制得污水絮凝沉降剂；

（3）b部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉和木质素磺酸钙粉，加入量按重量份数为（以b部分混合粉剂料、固体水玻璃粉和木质素磺酸钙粉为总重量）：b部分混合粉剂料1份，固体水玻璃粉1份，木质素磺酸钙粉1份，混合均匀制得土壤土质固化剂；

（4）c部分混合粉剂料加入再生机制砂和/或再生机制骨粒、水、外加剂、耐碱纤维，加入量按重量份数为（以c部分混合粉剂料、再生机制砂和/或再生机制骨粒、水、外加剂、耐碱纤维为总重量）：c部分混合粉剂料60份、再生机制砂/再生机制骨粒10份，水60份放入容器内，强制搅拌30分钟后加入外加剂0.5份，耐碱纤维0.5份，添加剂：0.5份，再混合搅拌均匀后，加入发泡剂：10份，再混合搅拌均匀，注入现场施工作业面或工厂模具厂，待其自流平，静置10分钟内发泡完成，24小时后达到所需强度，经养护后，制得成形的泡沫混凝土，再经机械切割就制得相关制品。

实施例2

一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰制备污水絮凝沉降剂、土壤土质因化剂和泡沫混凝土的方法，按以下步骤进行：

（1）按重量份数配取赤泥200份，煤矸石或/和粉煤灰：150份，混合研磨为粒径细度≤0.088mm的混合粉剂料，然后将混合粉剂料分为a、b和c三部分经过不同的工艺路线；

（2）a部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉，加入量按重量份数为：a部分混合粉剂料98份，固体水玻璃粉2份，混合均匀制得污水絮凝沉降剂；

（3）b部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉和木质素磺酸钙粉，加入量按重量份数为：b部分混合粉剂料92份，固体水玻璃粉4份，木质素磺酸钙粉4份，混合均匀制得土壤土质固化剂；

（4）c部分混合粉剂料加入再生机制砂和/或再生机制骨粒、水、外加剂、耐碱纤维，加入量按重量份数为：c部分混合粉剂料350份、再生机制砂/再生机制骨粒100份，水250份放入容器内，强制搅拌50分钟后加入外加剂5份，耐碱纤维1份，添加剂： 5份，再混合搅拌均匀后，加入发泡剂： 20份，再混合搅拌均匀，注入现场施工作业面或工厂模具厂，待其自流平，静置30分钟内发泡完成，24小时后达到所需强度，经养护后，制得成形的泡沫混凝土，再经机械切割就制得相关制品。所述再生机制石砂的级配比例为：粒径2mm比例≥35%，粒径0.25mm以上比例≥50%，粒径0.074mm以上比例≥75%；再生机制骨粒的级配比例为：粒径：40mm比例≥50%，粒径25mm比例≥75%。所述水加入硫酸，配制为质量浓度为1%的硫酸溶液。所述外加剂是缓凝减水剂和硬脂酸盐类防水剂混合液体；所述耐碱纤维是耐碱聚丙烯纤维，所述添加剂是木质素磺酸钙粉，重钙粉，固体水玻璃粉，碳酸锂，聚乙稀醇，水性环氧树脂组成的混合剂，所述发泡剂为：三乙醇胺，乙二胺组成的发泡剂。

实施例3

一种利用赤泥、煤矸石或/和粉煤灰制备污水絮凝沉降剂、土壤土质因化剂和泡沫混凝土的方法，按以下步骤进行：

（1）按重量份数配取赤泥100份，煤矸石或/和粉煤灰：75份，混合研磨为粒径细度≤0.088mm的混合粉剂料，然后将混合粉剂料分为a、b和c三部分经过不同的工艺路线；

（2）a部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉，加入量按重量份数为：a部分混合粉剂料1～98份，固体水玻璃粉1份，混合均匀制得污水絮凝沉降剂；

（3）b部分混合粉剂料加入固体水玻璃粉和木质素磺酸钙粉，加入量按重量份数为：b部分混合粉剂料45份，固体水玻璃粉2份，木质素磺酸钙粉2份，混合均匀制得土壤土质固化剂；

（4）c部分混合粉剂料加入再生机制砂和/或再生机制骨粒、水、外加剂、耐碱纤维，加入量按重量份数为：c部分混合粉剂料200份、再生机制砂/再生机制骨粒50份，水150份放入容器内，强制搅拌40分钟后加入外加剂2.5份，耐碱纤维0.8份，添加剂：2.5份，再混合搅拌均匀后，加入发泡剂：15份，再混合搅拌均匀，注入现场施工作业面或工厂模具厂，待其自流平，静置20分钟内发泡完成，24小时后达到所需强度，经养护后，制得成形的泡沫混凝土，再经机械切割就制得相关制品。所述再生机制石砂的级配比例为：粒径2mm比例≥35%，粒径0.25mm以上比例≥50%，粒径0.074mm以上比例≥75%；再生机制骨粒的级配比例为：粒径： 40mm比例≥50%，粒径25mm比例≥75%。所述水加入硫酸，配制为质量浓度为5%的硫酸溶液。外加剂是缓凝减水剂和硬脂酸盐类防水剂混合液体；所述耐碱纤维是耐碱聚丙烯纤维，所述添加剂是木质素磺酸钙粉，重钙粉，固体水玻璃粉，碳酸锂，聚乙稀醇，水性环氧树脂组成的混合剂，所述发泡剂为：三乙醇胺，乙二胺组成的发泡剂。