[发明专利]拜耳法赤泥生产胶凝材料的方法以及混凝土掺合料

说明书

一种拜耳法赤泥生产胶凝材料的方法以及一种混凝土掺合料，上述方法包括如下步骤：S1还原处理：向拜耳法赤泥中添加铁还原细菌，将拜耳法赤泥中的Fe³⁺还原至磁铁矿，制得赤泥基体；S2失水处理：赤泥基体失水至含水率为10～15％；S3混合处理：失水后的赤泥基体与钢渣颗粒混合，形成混合物；S4后序处理：混合物破碎、磁选、粉磨形成胶凝材料。混凝土掺合料包括上述方法制备的胶凝材料。本发明中拜耳法赤泥生产胶凝材料的方法实现了对于废渣拜耳法赤泥以及钢渣的再利用，减少了拜耳法赤泥以及钢渣造成的资源浪费和环境污染。制备形成的胶凝材料作为混凝土掺合料，应用在混凝土的制备中能显著提高了混凝土的强度。

技术领域

本发明涉及赤泥的处理技术领域，具体涉及一种拜耳法赤泥生产胶凝材料的方法以及一种混凝土掺合料。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。全世界每年约排放赤泥6000万吨，其综合利用率仅为15％左右。目前，氧化铝的生产方法主要有烧结法、拜耳法和联合法三种，在这三种赤泥中，烧结法赤泥和联合法赤泥中氧化钙和二氧化硅含量较高，适宜制造建筑材料，综合利用率相对较高，拜耳法赤泥中富含Fe(OH)₃凝胶和Al(OH)₃凝胶，使得赤泥的保水性较强，不易干燥，脱水能耗大，40年以来，许多国家就拜尔法赤泥的综合利用提出了几十种方法，但绝大多数没有达到工业生产的要求，因而拜耳法赤泥的综合利用率在三种赤泥中最低，几乎没有得到有效利用。

中国作为氧化铝生产大国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，赤泥的堆积不仅占有土地资源，而且赤泥中的碱、钠、铝、氟化物以及稀有金属等，将会随着渗滤液进入地下水，对人体造成一定的伤害。此外，赤泥的高碱性也会污染水质，对人和动植物产生一定危害。赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能有效利用拜耳法赤泥生产胶凝材料的方法以及利用拜耳法赤泥转化的混凝土掺合料。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种拜耳法赤泥生产胶凝材料的方法，包括如下步骤：

S1还原处理：向拜耳法赤泥中添加铁还原细菌，将拜耳法赤泥中的Fe³⁺还原至磁铁矿，制得赤泥基体；

S2失水处理：赤泥基体失水至赤泥基体中的含水率为10～15％；

S3混合处理：失水后的赤泥基体与钢渣颗粒混合，形成混合物；

S4后序处理：混合物破碎、磁选、粉磨形成胶凝材料。

优选地，所述S1还原处理中的铁还原细菌为希瓦氏菌属的Shewanellapiezotolerans WP3，所述Shewanellapiezotolerans WP3菌株在高压容器中还原拜耳法赤泥中的Fe³⁺。

优选地，所述S1还原处理中添加的铁还原细菌为Shewanellapiezotolerans WP3菌株的培养液，所述培养液中，Shewanellapiezotolerans WP3菌株的浓度为10⁷CFU/ml到10⁶CFU/ml，所述S1还原处理中添加的所述培养液的质量为所述拜耳法赤泥质量的3％～8％。

优选地，所述S1还原处理添加的所述培养液中Shewanellapiezotolerans WP3菌株的浓度为10⁶CFU/ml，所述培养液质量为所述拜耳法赤泥质量的5％。

优选地，所述S1还原处理中，所述高压容器中的静水压力为1～5MPa，所述高压容器内的温度为10～15℃。