[發(fā)明專利]一種錳渣-固廢混合燒結(jié)制磚的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010300541.8
• 申請日: 2010-01-21
• 公開（公告）號: CN101767978A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭兵;柴立元;王佳;張金龍;張強;閔小波;王云燕;楊志輝;王海鷹
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C04B18/08;C04B18/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)固體廢物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用電解二氧化錳生產(chǎn)過程中的洗濾渣(下文中簡稱“錳渣”)與頁巖和粉煤灰等固體廢物混合燒結(jié)制磚的工藝。

背景技術(shù)

改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)如火如荼，各種建筑材料的生產(chǎn)和應用大幅度增加。多年來，我國建筑行業(yè)主導墻體材料一直是實心粘土磚，長期沿襲傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式工藝落后、設(shè)備簡陋、產(chǎn)品單一、毀田、污染環(huán)境、生產(chǎn)煤耗居高不下。另一方面，我國歷年堆積的工業(yè)廢渣多達70多億噸，占用土地100多萬畝，污染十分嚴重。《中國21世紀議程》發(fā)展戰(zhàn)略中要求墻體材料向節(jié)能、節(jié)土、利廢方向發(fā)展

目前國內(nèi)用于制磚的固體廢物主要是煤矸石、粉煤灰、工業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的底泥和各類尾礦(如石膏尾礦、硫鐵礦渣、銅尾礦、高硅鐵尾礦、石棉尾礦)等，制備工藝分為高溫燒結(jié)和蒸壓養(yǎng)護兩大類。雖這些生產(chǎn)墻體材料的工藝都已經(jīng)取得較大的進展并在建筑行業(yè)廣泛應用，但利用錳渣制磚生產(chǎn)工藝復雜、難度大，全面開展掌握其生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量需要相當?shù)募夹g(shù)力量和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，目前國內(nèi)還沒有利用錳渣固廢混合燒結(jié)制磚的先例

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)工藝簡單、節(jié)約能耗的錳渣固廢混合燒結(jié)制磚的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的錳渣固廢混合燒結(jié)制磚的方法，將干燥至恒重的錳渣、頁巖、粉煤灰按一定配比一起混合粉磨或分別粉磨后再混合，并按一定級配要求過篩后得到固廢混合燒結(jié)磚的制備原料，然后加入一定量的腐植酸鈉穩(wěn)定劑和清水攪拌均勻并陳化一段時間，再經(jīng)擠出機制成樣塊，最后經(jīng)干燥、焙燒、冷卻等熱處理工序得到固廢混合燒結(jié)磚成品，首先將經(jīng)95-125℃干燥至恒重的20-70wt％錳渣、27-73wt％頁巖和3-7wt％粉煤灰，一起粉磨或分別粉磨至原料顆粒最大粒徑不超過2.5mm、2mm以下的占95％以上、1mm以下的占90％以上、0.5mm以下的占70％以上的級配要求再經(jīng)混合，得到固廢混合燒結(jié)磚的制備原料；然后加入為原料質(zhì)量的3-5％的腐植酸鈉穩(wěn)定劑和為原料質(zhì)量25-35％的清水，攪拌均勻后置于室內(nèi)陳化1-3d；然后放入擠出機中制成樣塊，再于120-140℃干燥8-24h或采用室外自然風干6-8?d；最后以40-60℃/h的速率升溫至950-1050℃煅燒2-6h，再經(jīng)隨膛冷卻，制成錳渣固廢混合燒結(jié)磚樣品。

經(jīng)擠出機制成的樣塊的尺寸為240mm×115mm×53mm。

所述的擠出機為真空擠出機。

采用上述技術(shù)方案的錳渣固廢混合燒結(jié)制磚的方法，粉煤灰的適量添加補充了SiO₂與Fe₂O₃，有利于改善磚塊的性能并增強其對重金屬錳的固化效果，此外粉煤灰中少量的未燃燒質(zhì)還有利于改善燒結(jié)效果、縮短燒結(jié)時間、節(jié)約能耗；該方法的燒結(jié)溫度隨著錳渣摻入量的增加而降低，當錳渣摻入量超過30％后降低尤為明顯，比粘土磚的燒結(jié)溫度低50-150℃。

本發(fā)明以電解二氧化錳渣為主要原料，以頁巖替代粘土作為輔助原料，并在此基礎(chǔ)上添加粉煤灰調(diào)整組分，通過配料預處理制模干燥焙燒冷卻工藝制備錳渣固廢燒結(jié)磚，實現(xiàn)了“大宗”固廢資源化利用。本方法在“大宗”資源化利用錳渣和頁巖的同時，兼顧“消化”了一定量的粉煤灰。同時通過控制制備條件，實現(xiàn)了重金屬錳的固化和制磚燒結(jié)溫度的降低；通過添加穩(wěn)定劑等預處理手段，解決了磚塊在燒制過程中的形變問題。所制備的燒結(jié)磚性能符合《GB5101-2003燒結(jié)普通磚》要求，放射線檢素限量符合《建筑材料放射性核素限量GB6566-2001》要求，腐蝕性及浸出毒性分析符合《GB5085.1-2007危險廢物鑒別標準腐蝕性鑒別》和《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別GB?5085.3-2007》要求，室內(nèi)存放的放射氡符合《GB/T18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》的要求。本發(fā)明填補了國內(nèi)利用錳渣和固廢制磚的技術(shù)空白。

附本發(fā)明所用固廢原料的成分(以主要氧化物計)列表：

表1錳渣主要成分