CN115140968A - 一种赤泥基轻质料浆制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种赤泥基轻质料浆制备方法，包括以下步骤：(1)将赤泥与水加入搅拌机中搅拌，得到赤泥浆；将得到的赤泥浆移至储浆池中，对储浆池内的赤泥浆进行搅拌；(2)将储浆池内赤泥浆移至搅拌机内，加入激发剂，搅拌，得到赤泥混合料浆；(3)将发泡剂稀释为发泡液，发泡，得到泡沫；(4)向步骤(2)的赤泥混合料浆中加入步骤(3)的泡沫，搅拌，得到赤泥基轻质料浆。本发明的赤泥基轻质料浆制备方法，其赤泥浆及赤泥基轻质料浆的控制可以直接应用于工程实际中，制备的赤泥基轻质料浆的28天抗压强度＞1.2MPa，满足高速公路路基的设计要求，且控制方法简单便于应用。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理领域，具体涉及一种赤泥基轻质料浆制备方法。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中排放的一种工业固体废弃物，据统计，每生产1吨氧化铝会产生1-2吨赤泥，大量堆存的赤泥既占用土地，又造成严重的环境污染隐患，因此，开展赤泥减排技术研究、探索高效的赤泥再利用技术，最大限度的减少赤泥堆存和危害，实现多渠道、大规模的资源化利用已成为氧化铝工业面临的紧迫任务之一。
泡沫轻质土是土建工程领域近年发展的一种新材料，它是用物理方法将专用发泡剂制备成泡沫，与胶凝料浆按照一定比例均匀混合搅拌，经物理化学作用后硬化形成的一种轻质材料，是岩土工程领域近年来发展的一种新型绿色工程材料。泡沫轻质土在解决软土路基工后沉降、桥头跳车、桥涵结构物之间的短路基及道路拓宽时新老路基的差异沉降等难题方面具有传统技术方法无法达到的综合效果。
赤泥可制备泡沫轻质土，但在实际工程施工中，赤泥颗粒细、粘性大、易成团，使得现有的工程施工方法无法满足赤泥基轻质料浆的施工。
发明内容
为了克服现有的工程施工方法无法满足赤泥基轻质料浆的施工的问题，本发明的目的之一在于提供一种赤泥基轻质料浆制备方法；本发明目的之二在于提供这种赤泥基轻质料浆制备方法的应用。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明第一方面提供了一种赤泥基轻质料浆制备方法，包括以下步骤：
(1)将赤泥与水加入搅拌机中搅拌，得到赤泥浆；将得到的赤泥浆移至储浆池中，对储浆池内的赤泥浆进行搅拌；
(2)将储浆池内赤泥浆移至搅拌机内，加入激发剂，搅拌，得到赤泥混合料浆；
(3)将发泡剂稀释为发泡液，发泡，得到泡沫；
(4)向步骤(2)的赤泥混合料浆中加入步骤(3)的泡沫，搅拌，得到赤泥基轻质料浆。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(1)中，赤泥为拜耳法赤泥；进一步优选的，拜耳法赤泥包括如下质量百分比的成分：10-13％SiO2，19-22％Al2O3，38-42％Fe2O3，2-4.5％CaO，0.1-2％MgO，3-8％TiO2，5-8％Na2O。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(1)中，赤泥与水的水固比为0.8-0.85；赤泥、水必须称量，称量误差应小于5％。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(1)中，赤泥与水加入搅拌机中搅拌时间≥8min；进一步优选的，赤泥与水加入搅拌机中搅拌时间为8-10min；为了保证赤泥浆成浆质量，赤泥浆在搅拌机的搅拌时间不宜低于8min。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(1)中，赤泥与水加入搅拌机中搅拌的搅拌转速为40-65r/min；进一步优选的，赤泥与水加入搅拌机中搅拌的搅拌转速为50-65r/min；赤泥存在较多的细小颗粒，需满足一定的搅拌转速。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(1)中，赤泥浆的密度为1.25-1.55kg/L；进一步优选的，赤泥浆的密度为1.3-1.5kg/L。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(1)中，赤泥桨在储浆池内存储的时间≤4h；赤泥浆制作完成后于储浆池储存，储浆池必须马上开启泥浆循环***，避免泥浆于储浆池中沉淀离析；循环***常开，如电机损坏，储存于其中的赤泥浆必须尽快抽出使用，于2h内用完，否则废弃。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(2)中，赤泥桨中赤泥与激发剂的质量比为(1.5-7)：1；进一步优选的，赤泥桨中赤泥与激发剂的质量比为(1.5-6)：1；激发剂为赤泥常用的激发剂。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(2)中，赤泥混合料浆应严格按照设计配合比进行配制，各种材料必须精确计量，称量误差赤泥浆应小于5％，激发剂应小于3％。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(2)中，搅拌时间≥5min；进一步优选的，搅拌时间为5-10min。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(2)中，赤泥浆在使用前过筛；进一步优选的，过筛使用的筛子的孔径为2mm。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(2)中，赤泥浆输送管道采用金属或尼龙管，可采用软管避免急拐弯，必要时应设三通，便于检查和疏通；采用快速接头，便于输浆管的移动和疏通。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(3)中，发泡剂为植物蛋白、松香发泡剂的混合物；进一步优选的，发泡剂为植物蛋白、松香发泡剂质量比为3：(6-8)的混合物；再进一步优选的，发泡剂为植物蛋白、松香发泡剂质量比为3：7的混合物。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(3)中，泡沫的密度为48-52g/L；进一步优选的，泡沫的密度为50g/L；泡沫使用前应观察泡沫颗粒是否均匀细密，泡沫流是否完整，如泡沫颗粒大小不均或不完整，则废弃重新发泡，直至泡沫颗粒均匀细密，泡沫流完整为止。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，步骤(4)中，制备好的赤泥基轻质料浆须于4h内使用完毕，不能过夜。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，赤泥基轻质料浆的密度为0.9-1.1kg/L。
优选的，这种赤泥基轻质料浆制备方法，赤泥基轻质料浆的28天抗压强度＞1.2MPa。
本发明第二方面提供了上述赤泥基轻质料浆制备方法在高速公路施工中的应用。
本发明的有益效果是：
本发明的赤泥基轻质料浆制备方法，其赤泥浆及赤泥基轻质料浆的控制可以直接应用于工程实际中，制备的赤泥基轻质料浆的28天抗压强度＞1.2MPa，满足高速公路路基的设计要求，且控制方法简单便于应用。
本发明的赤泥基轻质料浆制备方法，赤泥基轻质料浆的制备各过程是分开且独立运作的***，可以极大的提高实际的应用能力和施工效率，只要保证或测试每个独立过程的参数即可。
本发明的赤泥基轻质料浆制备方法，在储浆池中对赤泥浆进行搅拌不只是保证均匀性，同时使其中的小颗粒继续解体分散，利于后期强度的整体性。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。
以下实施例中采用的赤泥为拜耳法赤泥，包括如下质量百分比的成分：10-13％SiO2，19-22％Al2O3，38-42％Fe2O3，2-4.5％CaO，0.1-2％MgO，3-8％TiO2，5-8％Na2O。
实施例1
本实施例的赤泥基轻质料浆的制备方法如下：
1、赤泥制浆工艺
1)将堆存的赤泥用翻斗车运送至拌合站后，用铲车将赤泥转入赤泥中转仓中。
2)开启赤泥中转仓的震动电机，将赤泥计量震动皮带输送机上，通过皮带输送至行星式搅拌机中。
3)按水固比0.8-0.85在行星式搅拌机中加入计量的水。
4)开启行星式搅拌机，将其转速调整为最大65r/min，高速搅拌赤泥8-10min，将赤泥搅拌均匀，得到赤泥浆，此时赤泥浆的密度为1.3-1.5kg/L。
5)将制备好的赤泥浆通过行星式搅拌机的卸料口将赤泥浆流入储浆池中。
6)开启储浆池的泥浆循环电机，使储浆池中储存的赤泥浆进行循环流动，避免泥浆于储浆池中沉淀离析。
赤泥浆制作过程中注意事项如下：
①赤泥浆制作完成后于储浆池储存，储浆池必须马上开启泥浆循环***，避免泥浆于储浆池中沉淀离析；循环***常开，如电机损坏，储存于其中的赤泥浆必须尽快抽出使用，于2h内用完，否则废弃；
②制浆材料(赤泥、水)必须称量，称量误差应小于5％，赤泥浆密度应控制在1.3-1.5kg/L之间；
③为了保证赤泥浆成浆质量，赤泥浆在搅拌机搅拌时间不宜低于8分钟；
④严把原材料质量关，清除原材料中粗大颗粒及杂物，管路及阀门用完后应立即清冼，防止有残留的浆液而影响管路畅通。
2、赤泥混合料浆制备工艺
1)将激发剂上料进料罐中，打开料罐的下料口。
2)开启下料口的电磁振动给料机电机，通过电机振动向行星式搅拌机的料桶中输送赤泥激发剂，并精确计量其重量。
3)将储浆池中的赤泥浆过筛后通过管道泵送到行星式搅拌机的料桶中，并精确计量泵送的赤泥浆的量，由此通过计算得到其中赤泥的量。
4)按重量比赤泥：激发剂＝65：35的量加入激发剂及赤泥浆料，并开启搅拌机，其转速控制为40r/min，搅拌5-10min，将其混合均匀，得到赤泥混合料浆。
赤泥混合料浆制备过程中注意事项如下：
①赤泥混合料浆应严格按照设计配合比进行配制，各种材料必须精确计量，称量误差赤泥浆应小于5％、激发剂应小于3％；
②为了保证赤泥浆成浆质量，赤泥浆在搅拌桶时间不宜低于5min；
③浆液在使用前应过筛，自制备至用完时间宜小于4h；
④浆液输送管道宜采用金属或尼龙管，可采用软管避免急拐弯，必要时应设三通，便于检查和疏通；采用快速接头，便于输浆管的移动和疏通。
3、赤泥基轻质料浆制备工艺
1)将预先采购的发泡剂在标准条件下按1：60的稀释倍率稀释成发泡液，以备制备泡沫。
2)将制备好的发泡液置于试验发泡装置内，调节发泡枪发泡。
3)观察泡沫质量：泡沫颗粒是否均匀细密，泡沫流是否完整，如泡沫颗粒大小不均或不完整，则废弃重新发泡，直至泡沫颗粒均匀细密，泡沫流完整为止。
4)将1L标准容量筒在电子称上去皮，打开发泡机盛取泡沫充满量筒，使泡沫与筒口平齐，拭擦干净筒外壁，称量泡沫净重Mq，精确至0.1g，最终将泡沫密度调整至50g/L，泡沫才发泡完成可以用于制备赤泥基轻质料浆。
5)缓慢向制备好的赤泥混合料浆中加入约0.5倍体积的制备好的泡沫，同时开启行星式搅拌浆，搅拌5min，使其混合均匀，使最终的赤泥基轻质料浆的密度为0.9kg/L，即赤泥基轻质料浆制备完成。
赤泥基轻质料浆制备过程中注意事项如下：
①发泡剂为植物蛋白、松香皂复合发泡剂，其中植物蛋白、松香皂发泡剂复合比例为3∶7；
②制备好的赤泥基轻质料浆须于4h内使用完毕，不能过夜；
③其中泡沫的加入量没有严格的限制，在本实施例中为0.5倍左右，但须严格控制最终的赤泥基轻质料浆的密度为0.9-1.1kg/L。
本实施例的赤泥基轻质料浆其赤泥掺量为65％，超出一半，同时赤泥基轻质料浆密度为0.9kg/L时，其28d抗压强度为1.4MPa，完全满足现浇轻质路基的抗压强度1.2MPa的要求，本发明的赤泥基轻质料浆制备方法可大规模应用于高速公路的路基填充及矿山空洞的填充等工程领域。
本发明提出了一种赤泥基轻质料浆的高效制备工艺，其赤泥浆及赤泥基轻质料浆的密度控制可以直接应用于工程实际中，只要满足密度及参数要求，其最终的抗压强度肯定满足高速公路路基的设计要求，且控制方法简单便于应用；物料输送过程采用金属或尼龙管，提高了操作的便捷性；在赤泥浆的储浆池中采用循环***，使其中的小颗粒继续解体分散，利于后期强度整体性。
以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将赤泥与水加入搅拌机中搅拌，得到赤泥浆；将得到的赤泥浆移至储浆池中，对储浆池内的赤泥浆进行搅拌；
(2)将储浆池内赤泥浆移至搅拌机内，加入激发剂，搅拌，得到赤泥混合料浆；
(3)将发泡剂稀释为发泡液，发泡，得到泡沫；
(4)向步骤(2)所述的赤泥混合料浆中加入步骤(3)所述的泡沫，搅拌，得到赤泥基轻质料浆。
2.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述赤泥为拜耳法赤泥。
3.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述赤泥与水加入搅拌机中搅拌时间≥8min。
4.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述赤泥浆的密度为1.25-1.55kg/L。
5.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述赤泥桨中赤泥与激发剂的质量比为(1.5-7)：1。
6.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述发泡剂为植物蛋白、松香发泡剂的混合物。
7.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述泡沫的密度为48-52g/L。
8.根据权利要求1所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，所述赤泥基轻质料浆的密度为0.9-1.1kg/L。
9.根据权利要求8所述赤泥基轻质料浆制备方法，其特征在于，所述赤泥基轻质料浆的28天抗压强度＞1.2MPa。
10.权利要求1-9任一项所述赤泥基轻质料浆制备方法在高速公路施工中的应用。
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