赤泥铁硫铝酸盐水泥熟料烧成过程及矿物组成研究.pdf

粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M 吧R E H E N S EU T。I Z A T I O N2 0 1 6N O 6赤泥铁硫铝酸盐水泥熟料烧成过程及矿物组成研究术R e s e a r c ho nM i n e r a lC o m p o s i t i o na n dS i n t e r i n gP r o c e s so fR e dM u dI r o n s u l p h o a l u m i n a t eC e m e n tC l i n k e r曲烈1”，王文娟1，李强1，梁超静1，王光月1，王丽娜1(1 天津城建大学材料科学与工程学院，天津3 0 0 3 8 4；2 绿色建筑材料国家重点实验室，北京1 0 0 0 2 4)摘要：以赤泥、铝矾土、石灰石为原料，研究了赤泥掺量和煅烧温度对赤泥铁硫铝酸盐水泥强度的影响和熟料矿物组成与烧成过程。试验结果表明，赤泥掺量为2 0，在1 3 2 5。C 下保温3 0 m i n，铁硫铝酸盐水泥3 d 强度达到5 8 2 M P a，7 d强度达到6 3 5 M P a。熟料的主要矿物为C。A，S、C：S 和C。A F 等。C。A，S 的衍射峰强度最高且尖锐，表明其在熟料中其含量最高或结晶程度最好。C：S 的衍射峰强度也较高，C，S 衍射峰多与C：S 重叠，可能在1 3 0 0。C 较低温度下其结晶程度不如c：s；铁相以c。A F 和c。A：F 形式存在，且衍射峰强度变化较小，但熟料中很难检测出C a S O。和f-C a O，表明其已转化生成C。A，s、C：S，熟料的易烧性能良好，且未发现C 2 A S、2 c：S C s 等过渡矿物。关键词：强夯法；辗压；路基；原位测试；承载力中图分类号：T Q l 7 2 6+2文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 6)0 6-0 0 2 3 0 4目前，我国已成为全球最大的氧化铝生产国，根据国家统计局数据，2 0 1 3 年全国氧化铝产量已达4 4 3 7 6万t，约占全球总产量的3 0；而每生产I t 氧化铝将衍生0 8 1 5 t 赤泥，由于中国缺乏赤泥大宗利用的经济可行技术，赤泥的综合利用率一直处于较低水平，仅为4 左右，远低于全国工业固体废物6 5 的平均利用水平，造成中国赤泥大量堆存，存在极大的安全隐患，A j k a 氧化铝厂赤泥泄露事件就是前车之鉴。因此赤泥的综合高效无危害利用已成为亟待解决的问题，提高赤泥利用程度直接关系到氧化铝工业的健康发展。赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体废弃物，其颜色与赤色泥土相似，因而得名。赤泥是一种不溶性的残渣，其化学成分主要有S i O：、C a O、F e：O，、A 1 2 0 3、N a 2 0、T i 0 2、K 2 0 等，常含有B C 2 S、y C 2 S 和一些无定形铝硅酸盐物质，还含有方解石、钙钛矿和F e：O，H：O 等矿物，具有一定的水硬活性，久置易结块，但经干燥后极易磨细。赤泥对环境的危害因素主基金项目：绿色建筑材料国家重点实验开放基金项目。天津城建大学学生科研立项项目。第一作者：曲烈(1 9 5 8 一)。男教授从事生态建材研究E m a i l：q u l 3 1 6 3 t o m收稿日期：2 0 1 6 0 8 1 9要集中于其含有大量的强碱性化学物质，稀释1 0 倍后其p H 值仍为1 1 2 5 1 1 5 0，极高的p H 值决定了赤泥对生物、金属、硅质材料的强烈腐蚀性。此外，赤泥中还含有丰富的稀土元素、少量重金属和放射性元素2。1。尽管有诸多赤泥的资源化利用技术，将赤泥用于建筑材料领域存在赤泥成分易产生波动，含碱、铁量较高，无法大掺量用于水泥生产，多数赤泥放射性超标，不适宜生产通用水泥的问题。1。有的研究者考虑赤泥的钙含量较低，利用低品位赤泥来部分替代钙原料生产硫铝酸盐水泥、铁硫铝酸盐水泥。赵宏伟等1 以4 0 赤泥配料，在1 3 0 0。C 条件下烧制出5 6 C。A，S、3 0 C，S、1 4 C。A F 的硫铝酸盐水泥熟料，其l d，3 d，2 8 d 龄期的抗压强度分别为4 2 M P a，5 0 M P a，6 5 M P a；而张培新1 以1 7 5 赤泥为原料，烧制出4 3 C。A，S、2 5 C：S、3 2 C 6 A F：的铁硫铝酸盐水泥熟料，3 d 龄期的胶砂强度可达4 4 9 0 M P a。本课题组提出脱碱赤泥用于生产附加值较高的赤泥高铁硫铝酸盐水泥的方案，目的是尽可能实现大量消纳利用赤泥的目标。其中，赤泥中放射性元素经过高温煅烧衰变和固化屏蔽，可使其放射性控制在国家标准规定范围之内o1 0-1 3 。本文拟研究原料组成、烧成温度对制备出的高铁硫铝酸盐水泥性