一种活性铝土矿选尾矿微粉及其制备方法

摘要

本发明一种活性铝土矿选尾矿微粉、其制备方法及应用，属于工业废弃物再利用领域。该活性微粉是由70～98wt％的铝土矿选尾矿和2～30wt％的粉煤灰混合，或者由92～98wt％的铝土矿选尾矿和2～8wt％的石灰混合，在700～900℃下煅烧后经粉磨制成，也可由煅烧后的铝土矿选尾矿与石灰混合后经粉磨制成。该微粉可作为碱激发水泥的制备原料或复合硅酸盐水泥的高活性混合材。本发明通过对目前还完全属于废弃物的铝土矿选尾矿进行活化处理，不仅有助于解决铝土矿选尾矿的排放和堆存问题，而且还为其资源化利用于胶凝材料领域提供了前提条件。

权利要求

1.一种活性铝土矿选尾矿微粉，其特征在于，是由92～98wt％的铝土矿选尾矿和2～

8wt％的石灰混合，在700～900℃下煅烧后经粉磨制成，粉磨后微粉粒度小于80μm。

2.根据权利要求1所述活性铝土矿选尾矿微粉，其特征在于，石灰量为2～6wt％。

3.一种活性铝土矿选尾矿微粉，其特征在于，是由92～98wt％的先在700～900℃下煅烧后的铝土矿选尾矿，与2～8wt％的石灰混合后经粉磨制成，粉磨后微粉粒度小于

80μm。

4.根据权利要求3所述活性铝土矿选尾矿微粉，其特征在于，石灰量为2～6wt％。

5.一种增钙煅烧活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，包括下述步骤：

1)混合：按权利要求1或2中配比将原状铝土矿选尾矿、石灰混合均匀；

2)煅烧：把上述混合试样在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时；

3)粉磨：煅烧样品在球磨机内粉磨，粉磨细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内，筛下粉末即为活性铝土矿选尾矿微粉。

6.一种煅烧增钙活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，包括下述步骤：

1)煅烧：将原状铝土矿选尾矿在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时；

2)混合：按权利要求3或4的配比将煅烧铝土矿选尾矿和石灰混合均匀；

3)粉磨：混合样品在球磨机内粉磨，细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内，筛下粉末即为活性铝土矿选尾矿微粉。

7.根据权利要求5或6所述活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为800℃，煅烧时间为1小时。

说明书

一种活性铝土矿选尾矿微粉及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工业废弃物的再利用，具体涉及氧化铝工业排放的铝土矿选尾矿的活化方法。

背景技术

[0002] 国内铝业公司受高品位铝土矿资源短缺，铝工业发展迅速的矛盾制约，必须进一步大力推广应用选矿-拜耳法生产氧化铝工艺，以期大量利用低品位铝土矿资源。然而，采用该工艺一般产出22％左右的铝土矿选尾矿。众所周知，多年来赤泥排放与堆存是我国铝业公司急于解决的重大问题，而目前铝土矿选尾矿正演变成铝工业的第二种“赤泥”，但是其管理成本要超过赤泥。因为固结铝土矿选尾矿需要掺入水泥等，而赤泥具有一定的自硬性，无须添加水泥等。因此，科研、生产单位开发了多项铝土矿选尾矿资源化利用技术。如通过浓酸、浓碱及卤化物改性，利用铝土矿选尾矿制备处理重金属离子废水的多孔材料；采用溶液聚合法，以交联剂引发聚合反应，制备复合吸水材料；生产铝硅铁合金和铝硅合金；在铝土矿选尾矿中提取有价组分。目前上述这些技术大多还处于实验室阶段，因还存在着成本、能耗、规模等需进一步攻克的难题而没有进行工业实践。需要指出的是，国外氧化铝企业多采用常规拜耳法，无选矿工艺，因此铝土矿选尾矿是由我国铝土矿资源决定的、是我国特有的一种新型废弃物，其处置及资源化利用无国际经验可借鉴，只能依靠我国科技工作者进行自主创新探索。

[0003] 在建筑材料领域，利用诸如矿渣、粉煤灰等工业废弃物作为碱激发水泥的制备原料及硅酸盐水泥的混合材、混凝土掺合料是废弃物资源化利用的有效途径之一。如果能够找到一种有效的活化方法，使铝土矿选尾矿具有很高的火山灰活性或碱激发活性，使之用作硅酸盐水泥的混合材或碱激发胶凝材料的原料，则有助于解决铝土矿选尾矿的排放和堆存问题。

[0004] 专利申请CN1068554公开了以矿渣为原料生产碱激发水泥的方法；专利申请CN1699253公开了高岭土作为碱激发水泥生产原料的制备方法；专利申请CN1165792公开了一种粉煤灰混合材的制备方法。然而，铝土矿选尾矿与矿渣、高岭土、粉煤灰的化学组成、矿物组成及其他物理、化学性质截然不同，因此它们的制备方法或活化方法并不适用于铝土矿选尾矿的活化。

发明内容

[0005] 本发明的目的之一是提供活性铝土矿选尾矿微粉。

[0006] 本发明的活性铝土矿选尾矿微粉，包括铝土矿选尾矿与增钙组分，经煅烧、粉磨而成。

[0007] 具体的，该活性铝土矿选尾矿微粉是由70～98wt％的铝土矿选尾矿和2～30wt％的粉煤灰混合，在700～900℃下煅烧后经粉磨等步骤制成。

[0008] 或者由92～98wt％的铝土矿选尾矿和2～8wt％的石灰混合，在700～900℃下煅烧后经粉磨等步骤制成。石灰量优选2～6wt％。

[0009] 或者由92～98wt％的先在700～900℃下煅烧后的铝土矿选尾矿，与2～8wt％的石灰混合后经粉磨等步骤制成。石灰量优选2～6wt％。

[0010] 上述活性铝土矿选尾矿微粉，所述粉磨后微粉粒度小于80μm。

[0011] 本发明另一目的是提供活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，即铝土矿选尾矿的活化方法。

[0012] 本发明的活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，为增钙煅烧法，包括下述步骤：

[0013] 1)混合：按权利要求2或3中配比将原状铝土矿选尾矿、石灰或粉煤灰混合均匀；

[0014] 2)煅烧：把上述混合试样在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时；

[0015] 3)粉磨：煅烧样品在球磨机内粉磨，粉磨细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内，筛下粉末即为活性铝土矿选尾矿微粉。

[0016] 本发明的活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法，为煅烧增钙法，包括下述步骤：

[0017] 1)煅烧：将原状铝土矿选尾矿在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时；

[0018] 2)混合：按权利要求5的配比将煅烧铝土矿选尾矿和石灰混合均匀；

[0019] 3)粉磨：混合样品在球磨机内粉磨，细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内，筛下粉末即为活性铝土矿选尾矿微粉。

[0020] 以上所述活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法中，最优煅烧温度为800℃，最优煅烧时间为1小时。

[0021] 采用上述技术方案，经实验验证，以本发明方法制备得到的活性铝土矿选尾矿微粉具有很好的反应活性。试验表明：以该微粉为主要原料制备得到的碱激发水泥砂浆试样28天抗压强度可超过60.0MPa，即说明本活化铝土矿选尾矿微粉具有优异的碱激发能力；
以该微粉作混合材制备的复合水泥砂浆(掺量30％)28天抗压强度超过52.5MPa，即说明本活化铝土矿选尾矿微粉具有良好的火山灰活性。

[0022] 本发明活化铝土矿选尾矿微粉的制备方法简便易行，其针对铝土矿选尾矿进行活化，为解决铝土矿选尾矿的排放和堆存问题及实现其资源化处置提供了前提条件。

[0023] 本发明另一特色在于活化处理目前还完全属于废弃物的铝土矿选尾矿，不仅解决了铝土矿选尾矿的排放和堆存问题，还使之成为水泥工业原料中的重要选择，变废为宝，符合节约型社会的理念。

具体实施方式

[0024] 一、“增钙煅烧”活化法

[0025] 本发明中，所述活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法之一被称作“增钙煅烧”法。其主要设计思想是在铝土矿选尾矿中掺入少量增钙原料(如石灰或粉煤灰)，然后再高温煅烧，再粉磨得到活性铝土矿选尾矿微粉。在煅烧过程中，该尾矿中所含的高岭石转变为高活性的无定形偏高岭土。

[0026] 具体步骤为：

[0027] 1、混合：按70～98wt％铝土矿选尾矿、2～30wt％粉煤灰的比例将原状铝土矿选尾矿、粉煤灰混合均匀；或者按92～98wt％的铝土矿选尾矿、2～8wt％的比例将原状铝土矿选尾矿、石灰混合均匀。

[0028] 2、煅烧：把混合均匀的试样在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时。

[0029] 3、粉磨：自然冷却后的煅烧样品在球磨机内粉磨，粉磨细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内。筛下粉末为所需活性铝土矿选尾矿微粉。

[0030] 该活性铝土矿选尾矿微粉可用作碱激发水泥的制备原料或硅酸盐水泥的高活性混合材。

[0031] 该碱激发水泥粉料是由70～85wt％活性铝土矿选尾矿微粉与30～15wt％矿渣微粉混合而成。在制备碱激发水泥砂浆试样时，在水灰比为0.45、胶砂比为1∶2.5的条件下，再向粉料中添加占粉料重量60wt％的液态水玻璃(外掺，其固含量以50wt％计)为激发剂，经搅拌、成型、养护即可。制备方法参考国家标准GB/T17671-1999。所用矿渣微粉为3
首钢的水淬矿渣粉，其密度、碱性系数、质量系数分别为2.93g/cm、1.03、1.78；其化学组成为：SiO2，33.5％；Al2O3，12.5％；Fe2O3，1.1％；CaO，37.9％；MgO，9.3％；SO3，2.5％。

[0032] 以活性铝土矿选尾矿微粉为混合材的复合水泥是由30～60wt％活性铝土矿选尾矿微粉与65～35wt％硅酸盐水泥熟料、5wt％石膏混合而成。

[0033] 以下通过实施例进一步说明。

[0034] 实施例1：铝土矿选尾矿中石灰掺量的确定

[0035] 将100千克铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末A-1。

[0036] 将98千克铝土矿选尾矿与2千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末A-2。

[0037] 将96千克铝土矿选尾矿与4千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末A-3。

[0038] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末A-4。

[0039] 将92千克铝土矿选尾矿与8千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末A-5。

[0040] 将90千克铝土矿选尾矿与10千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末A-6。

[0041] 为了验证本例铝土矿选尾矿的活性，以上述粉末为原料按前述介绍制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表1所示。

[0042] 表1

[0043]

[0044] 注：-表示砂浆凝结太快，来不及成型，以致不能测试强度。

[0045] 从表1数据得知，铝土矿选尾矿是否添加石灰活化煅烧，对碱激发水泥砂浆的力学性能有显著影响。样品A-2的28天抗压强度比A-1的高20.2MPa，达到了54.1MPa；样品A-3的28天抗压强度比A-1的高23.4MPa，达到了57.3MPa；样品A-4的28天抗压强度比A-1的高24.1MPa，达到了58.0MPa。但是，当石灰掺量进一步增加到8％时，样品A-5因出现快凝现象而使得强度下降；当石灰掺量再增加到10％时，样品A-6甚至因闪凝而来不及成型。由此可见，添加石灰煅烧是铝土矿选尾矿活化的有效手段，但若添加过量则会导致砂浆发生快凝、闪凝而使得强度下降，甚至不能成型。根据本例结果可知，当石灰掺量控制在2～6％时，本例活化铝土矿选尾矿微粉具有良好的碱激发活性。

[0046] 实施例2：铝土矿选尾矿中掺入粉煤灰制备活性微粉

[0047] 将100千克铝土矿选尾矿在850℃下煅烧1.0小时30分钟，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末B-1。

[0048] 将98千克铝土矿选尾矿与2千克粉煤灰混合均匀，在850℃下煅烧1.0小时30分钟，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末B-2。

[0049] 将88千克铝土矿选尾矿与12千克粉煤灰混合均匀，在850℃下煅烧1.0小时30分钟，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末B-3。

[0050] 将78千克铝土矿选尾矿与22千克石灰混合均匀，在850℃下煅烧1.0小时30分钟，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末B-4。

[0051] 以上述粉末为原料按前述介绍制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表2所示。

[0052] 表2

[0053]

[0054] 由表2知，在相同煅烧条件下，相对于未添加任何组分煅烧的样品B-1，由添加粉煤灰的煅烧铝土矿选尾矿制备得到的样品B-2、B-3、B-4具有更高的强度，其28天抗压强度超过了50.0MPa。由此可见，添加粉煤灰煅烧也是铝土矿选尾矿活化的有效方法。

[0055] 实施例3：煅烧温度的控制

[0056] 将96千克铝土矿选尾矿与4千克石灰混合均匀，在700℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末C-1。

[0057] 将96千克铝土矿选尾矿与4千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末C-2。

[0058] 将96千克铝土矿选尾矿与4千克石灰混合均匀，在900℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末C-3。

[0059] 以上述粉末为原料按照前述介绍制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表3所示。

[0060] 从表3数据得知，以添加了4％石灰、在700～900℃的温度下煅烧1小时的铝土矿选尾矿为原料制备得到的碱激发水泥砂浆的28天抗压强度都在50.0MPa以上，即说明本例活性粉末具有很好的反应活性。其最佳煅烧温度为800℃。

[0061] 表3

[0062]

[0063] 实施例4：煅烧时间的控制

[0064] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧30分钟，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末D-1。

[0065] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末D-2。

[0066] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时30分钟，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末D-3。

[0067] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧2.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末D-4。

[0068] 以上述粉末为原料按照前述介绍制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表4所示。

[0069] 表4

[0070]

[0071] 从表4数据得知，铝土矿选尾矿经添加6％石灰、在800℃下煅烧30分钟至2小时的处理后，具有很好的反应活性，因为以其为原料制备得到的碱激发水泥砂浆的28天抗压强度都在50.0MPa以上。在该煅烧温度下，其最佳煅烧时间为1小时。

[0072] 实施例5：铝土矿选尾矿-粉煤灰活性微粉的应用-作为复合水泥活性混合材[0073] 将90千克铝土矿选尾矿与10千克粉煤灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余控制在10.0％范围内，得到活性铝土矿选尾矿微粉。

[0074] 取30wt％的活性铝土矿选尾矿微粉与65wt％的硅酸盐水泥熟料、5％的石膏混合均匀，得到复合水泥E-2；取30wt％的矿渣微粉与65wt％的硅酸盐水泥熟料、5％的石膏混合均匀，得到复合水泥E-3；取30wt％的粉煤灰与65wt％的硅酸盐水泥熟料、5％的石膏混合均匀，得到复合水泥E-4。E-1为硅酸盐水泥(95％的硅酸盐水泥熟料及5％的石膏)对比样。按照国家标准GB/T17671-1999对复合水泥E-2、E-3、E-4及硅酸盐水泥E-1进行强度测试，实验结果见表5。

[0075] 表5

[0076]

[0077] 由表5知，以本例活性铝土矿选尾矿微粉作混合材，在掺量为30wt％时复合水泥砂浆的28天强度低于掺入同量矿渣的复合水泥砂浆的强度，但高于掺入粉煤灰的复合水泥砂浆的强度。28天强度达到了48.8MPa，满足42.5MPa的等级要求。

[0078] 实施例6：铝土矿选尾矿-石灰活性微粉的应用-作为复合水泥活性混合材[0079] 将98千克铝土矿选尾矿与2千克石灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余控制在10.0％范围内，得到活性铝土矿选尾矿微粉。

[0080] 取30wt％的活性铝土矿选尾矿微粉与65wt％的硅酸盐水泥熟料、5％的石膏混合均匀，得到复合水泥F-2；取30wt％的矿渣微粉与65wt％的硅酸盐水泥熟料、5％的石膏混合均匀，得到复合水泥F-3；取30wt％的粉煤灰与65wt％的硅酸盐水泥熟料、5％的石膏混合均匀，得到复合水泥F-4。F-1为硅酸盐水泥(95％的硅酸盐水泥熟料及5％的石膏)对比样。按照国家标准GB/T17671-1999对复合水泥F-2、F-3、F-4及硅酸盐水泥F-1进行强度测试，实验结果见表6。

[0081] 表6

[0082]

[0083] 由表6知，以本例活性铝土矿选尾矿微粉作为混合材，在掺量为30wt％时复合水泥砂浆的28天强度低于矿渣复合水泥砂浆的，但高于粉煤灰复合水泥砂浆的，达到了53.9MPa，满足52.5MPa的等级要求。另外，安定性实验表明所得样品的安定性都合格。

[0084] 实施例7：铝土矿选尾矿-粉煤灰活性微粉的应用-作为碱激发水泥的制备原料[0085] 将90千克铝土矿选尾矿与10千克粉煤灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末G-1。

[0086] 将90千克铝土矿选尾矿与10千克粉煤灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入20wt％的矿渣微粉，所得粉末G-2。

[0087] 将90千克铝土矿选尾矿与10千克粉煤灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入25wt％的矿渣微粉，所得粉末G-3。

[0088] 将90千克铝土矿选尾矿与10千克粉煤灰混合均匀，在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入30wt％的矿渣微粉，所得粉末G-4。

[0089] 以上述粉末为原料按照前述介绍制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表7所示。

[0090] 表7

[0091]

[0092] 由该表可知，以本例粉料制备的碱激发水泥砂浆试样均具有很高的强度，其28天抗压强度均超过了50.0MPa。随着矿渣掺量的增多，砂浆试样的强度逐渐提高，28天抗压强度最高可达62.8MPa。以上说明经本例活化处理过的铝土矿选尾矿，在适量矿渣的配比下可以制备出强度较高的砂浆试样。

[0093] 实施例8：铝土矿选尾矿-石灰活性微粉的应用-作为碱激发水泥的制备原料[0094] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在最佳煅烧制度下煅烧，即在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末H-1。

[0095] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在最佳煅烧制度下煅烧，即在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入20wt％的矿渣微粉，所得粉末H-2。

[0096] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在最佳煅烧制度下煅烧，即在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入25wt％的矿渣微粉，所得粉末H-3。

[0097] 将94千克铝土矿选尾矿与6千克石灰混合均匀，在最佳煅烧制度下煅烧，即在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入30wt％的矿渣微粉，所得粉末H-4。

[0098] 以上述粉末为原料按照前述介绍制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表8所示。

[0099] 由表8可知，以本例粉料制备的碱激发水泥砂浆试样均具有很高的强度，其28天抗压强度均超过了50.0MPa。即使在矿渣掺量仅为15％的条件下，所得砂浆的28天抗压强度也接近60.0MPa，达到了59.2MPa。以上说明经本例活化处理过的铝土矿选尾矿，在适量矿渣的配比下可以制备出更高强度的砂浆试样。

[0100] 表8

[0101]

[0102] 二、“煅烧增钙”活化法

[0103] 本发明中，所述活性铝土矿选尾矿微粉的制备方法之二被称作“煅烧增钙”法。其主要设计思想是将铝土矿选尾矿先在高温煅烧，然后再掺入少量石灰，再经粉磨得到活性铝土矿选尾矿微粉。在高温煅烧过程中，该尾矿所含的高岭石将转变为高活性的偏高岭土。

[0104] 具体步骤为：

[0105] 1、煅烧：将原状铝土矿选尾矿在高温炉内煅烧，煅烧温度控制在700℃～900℃，煅烧时间为30分钟至2小时。

[0106] 2、混合：按92～98wt％的铝土矿选尾矿、2～8wt％的石灰比例将煅烧铝土矿选尾矿、石灰混合均匀。

[0107] 3、粉磨：混合样品在球磨机内粉磨，粉磨细度用80μm方孔筛控制，筛余在10.0％范围内。筛下粉末为所需活性铝土矿选尾矿微粉。

[0108] 该活性铝土矿选尾矿微粉可用作碱激发水泥的制备原料。

[0109] 该碱激发水泥粉料是由70～85wt％活性铝土矿选尾矿微粉与30～15wt％矿渣微粉混合而成。在制备碱激发水泥砂浆试样时，在水灰比为0.45、胶砂比为1∶2.5的条件下，再向粉料中添加占粉料重量60wt％的液态水玻璃(外掺，其固含量以50wt％计)为激发剂，经搅拌、成型、养护即可。制备方法参考国家标准GB/T17671-1999。

[0110] 所用矿渣微粉为首钢的水淬矿渣粉，其密度、碱性系数、质量系数分别为2.93g/3
cm、1.03、1.78；其化学组成为：SiO2，33.5％；Al2O3，12.5％；Fe2O3，1.1％；CaO，37.9％；MgO，
9.3％；SO3，2.5％。

[0111] 以下通过实施例进一步说明。

[0112] 实施例9：石灰掺量的确定

[0113] 将100千克铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出并在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末I-1。

[0114] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出98千克与2千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末I-2。

[0115] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出96千克与4千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末I-3。

[0116] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出94千克与6千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末I-4。

[0117] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出92千克与8千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末I-5。

[0118] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出90千克与10千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末I-6。

[0119] 为了验证本例铝土矿选尾矿微粉的活性，以上述粉末为原料制备碱激发水泥砂浆试块，并按照国家标准GB/T17671-1999测试其强度。测试结果如表9所示。

[0120] 表9

[0121]

[0122] 注：-表示砂浆凝结太快，来不及成型，以致不能测试强度。

[0123] 由表9数据得知，将铝土矿选尾矿煅烧后再添加石灰的“煅烧增钙”的活化效果与先添加石灰再煅烧的“增钙煅烧”的活化效果几乎相同，这说明“煅烧增钙”也可作为铝土矿选尾矿的活化方式，其石灰掺量控制在2～6％为宜。

[0124] 需要指出的是，直接向煅烧铝土矿选尾矿中添加石灰，会使其游离氧化钙含量显著增加，从而造成复合水泥安定性不良，即说明该方式活化的铝土矿选尾矿微粉不适于作硅酸盐水泥的混合材。

[0125] 实施例10：铝土矿选尾矿-石灰活性微粉的应用-作为碱激发水泥的制备原料[0126] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出94千克与6千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入15wt％的矿渣微粉，所得粉末J-1。

[0127] 将铝土矿选尾矿在800℃下煅烧1.0小时，自然降温到室温后，取出94千克与6千克石灰混合，在球磨机内粉磨，过80μm方孔筛，筛余在10.0％范围内，掺入20wt％的矿渣微粉，所得粉末J-2。