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1、 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (21)申请号 201110372224. 1 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 102491657 A (43)申请公布日 2012. 06. 13 (22)申请日 2011. 11. 22 (71)申请人中 国铝业股份有限公司 地址 100082北京市海淀区西直门北大街 62号 (72)发明人 刘万超李旺兴陈湘清于延芬 段光福 (74)专利代理机构中国有色金属工业专利中心 11028 代理人 李迎春李子健 (51) Int. CI. C04B 7/(2006.01) 权 利 要 求 书 1 页 说 明 书 3 页 (54)发明名称 一种
2、利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝 材料的方法 (57)摘要 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝 材料的方法，涉及一种赤泥、铝土矿选尾矿资源综 合利用生产聚合胶凝材料的方法。其特征在于生 产过程是以赤泥、铝土矿选尾矿为主要原料，赤 泥、铝土矿选尾矿依次经干燥、配料、高温活化、添 加外加剂、球磨等工序制得胶凝材料。该材料遇水 后发生聚合反应，形成强度。经测试，产品具有强 度高、无碱集料效应、成本低廉、粘结性好等特点。 本发明的方法能有效的解决赤泥和铝土矿的环境 污染和资源问题。 CN 102491657 A 权 利 要 求 书 1/1页 1. 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法
3、，其特征在于生产过程是以 赤泥、铝土矿选尾矿为主要原料，赤泥、铝土矿选尾矿依次经干燥、配料、高温活化、添加外 加剂、球磨等工序制得胶凝材料。 2. 根据权利要求 1所述的一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其 特征在于将干燥的赤泥、铝土矿选尾矿混合配料，混合配料中的 Na、 Al、 Si元素的摩尔比为 0 2 0 5:0. 8 1. 2:1. 3 1. 7。 3. 根据权利要求 1所述的一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其 特征在于混合配料的物料经高温活化温度为 700-1000 C， 活化反应时间 0. 5-3h。 4. 根据权利要求 1所述的一种利用赤泥、铝土
4、矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其 特征在于外加剂为生石膏，其用量为活化料质量的 1%_5%。 2 CN 102491657 A 说明书 1/3页 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法 技术领域 1 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，涉及一种赤泥、铝土矿选 尾矿资源综合利用生产聚合胶凝材料的方法。 背景技术 2 赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物。中国 是氧化铝生产大国，产生的赤泥近 3000万吨，累积堆存量达到 2亿吨，预计到 2015年，赤泥 累计堆存量将达到 3. 5亿吨。赤泥堆场给企业带来了巨大的经济负担，同时造成严重的环 境安
5、全隐患。到目前为止国内外一直还没有找到一种有效的赤泥利用途径。我国赤泥综合 利用率仅为 4%，主要处理方式是筑坝堆存。 3 我国的铝土矿资源品位普遍较低，选矿技术在提高铝土矿品位，降低氧化铝生产 成本等方面具有重要的意义。随着铝土矿选矿厂的不断兴建和运行，铝土矿选尾矿 的处理 与处置问题日益突出。目前选矿尾矿多以自然堆积法储存于尾矿坝或赤泥库中，占用了大 量土地。选尾矿是以铝硅酸盐矿物为主的微细粒颗粒，具有高比表面积，高载能的特点，有 广阔的应用前景。开展铝土矿选尾矿综合利用技术研究和实践，提高铝土矿的综合利用率， 可以带来良好的环境效益和经济效益。 4 生产建筑材料具有原料消耗量大，市场广阔
6、的特点，是固体废物的主要利用方向 之一。 5 利用赤泥或铝土矿尾矿生产水泥的技术已有研究。但其中传统水泥中的主要成分 是硅酸二钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙等，且赤泥中的碱会引起碱集料效应，因此， 赤泥在传统 水泥中的用量十分有限。 6 有相关文献报道了以高岭土煅烧产物 (偏高岭土 )、碱激发剂为主要原料的土聚胶 凝材料，具有力学性能好、耐候、耐久性好的特点。也有以铝土矿选尾矿为主要原料生产土 聚胶凝材料的报道。但这些研究均是先烧结选尾矿完成活化，然后与苛性碱混合完成聚合 反应。 发明内容 7 本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能耗低，原料充足、产 品市场需求量大，经济效益显著，并
7、能解决赤泥、铝土矿选尾矿带来的环境污染问题和资源 浪费问题的利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法。 8 本发明 的目的是通过以下技术方案实现的。 9 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其特征在于生产过程是 以赤泥、铝土矿选尾矿为主要原料，赤泥、铝土矿选尾矿依次经干燥、配料、高温活化、添加 外加剂、球磨等工序制得胶凝材料。 10 本发明的一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其特征在 于将干燥的赤泥、铝土矿选尾矿混合配料，混合配料中的 Na、 Al、 Si元素的摩尔比为 3 CN 102491657 A 说明书 2/3页 0 2 0 5:0. 8 1. 2:1
8、. 3 1. 7。 11 本发明的一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其特征在于混 合配料的物料经高温活化温度为 700-1000 C， 活化反应时间 0. 5-3h。 12 本发明的一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其特征在于外 加剂为生石膏，其用量为活化料质量的 1%-5%。 13 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，采用的赤泥和铝土矿选 尾矿化学组成上以钠、铝、硅质为主，且颗粒细小、易于粉磨，其中高岭土不是主要矿物组 成。通过调节赤泥和选尾矿的配比，控制活化反应条件，并利用赤泥中的碱金属盐的强化激 发作用，生成非偏高岭土质的、高活性氧化硅和氧化
9、铝，及部分活性铝硅酸钠。这些活化产 物作为聚合物的前驱体，与水、石灰混合后，经养护发生聚合反应，生成以立体铝硅酸盐聚 合体为主、以钙的铝硅酸盐为辅的强度贡献体，从而形成强度。 14 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，生产的产品用途定位于 建筑砌筑砂浆、抹面砂浆、危险物质固化等。经测试，产品具有强度高、无碱集料效应、粘结 性好、成本低廉等特点。本发明具有能耗低，原料充足、产 品市场需求量大，经济效益显著， 并能解决赤泥、铝土矿选尾矿带来的环境污染问题和资源浪费问题。 具体实施方式 15 一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其特征在于以赤泥、铝土 矿选尾矿为主要原料，
10、将氧化铝生产中产生的赤泥、铝土矿选尾矿按一定比例配合使用；经 千燥、配料后混合料中 Na、 Al、 Si元素摩尔比在 0. 2飞 .5:0. 8 1. 2:1. 3 1. 7之间，混合料经 高温活化、添加外加剂、球磨等工序制得胶凝材料。 16 本发明的一种利用赤泥、铝土矿选尾矿生产聚合胶凝材料的方法，其特征在于混 合物料需经 高温活化，活化温度为 700-1000 C， 活化反应时间 0. 5-3h。 外加剂为生石膏等， 其用量为活化料质量的 1%_5%。 17 实施例 1 取河南某地干赤泥 1000kg， 干铝土矿选尾矿 1000kg， 混合物料中 Na、 Al、 Si元素摩尔比 为0. 2
11、:1. 0:1. 7。混合料在回转窑中烧结 0. 5h， 烧结温度 1000 C。 活化料冷却后在球磨机 中磨细至 -200目。活化料与生石膏粉 (活化料的 2%)、混合后制得产品。产品经胶砂强度检 测，养护 28d抗压强度 52MPa。 18 实施例 2 取河南某地干赤泥与干铝土矿选尾矿混合后，混合物料中 Na、 Al、 Si元素摩尔比为 0. 3:0. 8:1. 5。混合料在实验用电炉中烧结 lh， 烧结温度 800 C。 活化料冷却后在球磨机中 磨细至 -200目。活化料与生石膏（活化料的 1%)混合后制得产品。产品经检测，养护 28d 抗压强度 54MPa。 19 实施例 3 取河南某地干赤泥与干铝土矿选尾矿混合，混合物料中 Na、 Al、 Si元素摩尔比为 0.5:1.2:1.3。混合料在回转窑中烧结 3h， 烧结温度 700 C。 活化料冷却后在球磨机中磨细 至 -200目。活化料与生石膏（活化料的 5%)混合后制得产品。产品经检测，养护 28d抗压 强度 48MPa。 4 CN 102491657 A 说明书 3/3页 0020 以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的 内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范 围。 5