[發明專利]一種利用蒸汽加壓混凝土砌塊制備水體除氟材料的方法

有效

• 申請號: 201710868037.X
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107469763B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 劉東升;周麗新;李巍;陳昔勇;張鵬;呂利平;時建偉
• 申請（專利權）人: 長江師范學院
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發明公開了一種利用蒸汽加壓混凝土砌塊制備水體除氟材料的方法，以廢棄的蒸汽加壓混凝土砌塊為原料，經破碎后球磨，將球磨后的粉料進行分離，收集粒徑在80μm以下的顆粒，即得到所述的水體除氟材料。本發明將廢棄的蒸汽加壓混凝土砌塊這一建筑廢棄物的應用拓寬到含氟廢水治理領域，制備出的水體除氟材料，其在水體除氟過程中反應速度快，不存在極限摻量，利用效率高，除氟效果穩定，可在室溫下操作，提高了廢棄的蒸汽加壓混凝土砌塊的資源化利用效率。

技術領域

本發明屬于廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種利用蒸汽加壓混凝土砌塊制備水體除氟材料的方法。

背景技術

蒸汽加壓混凝土砌塊是在鈣質材料（如水泥、石灰）和天然硅質材料（如砂子、粉煤灰、礦渣）的配料中加入少量鋁粉作加氣劑，經加水攪拌、澆注成型、發氣膨脹、預養切割，再經高壓蒸汽養護而成的多孔硅酸鹽砌塊。蒸壓加氣混凝土砌塊是一種性能優越的節能環保材料，具有保溫隔熱功能佳、強度可靠、施工效率高、生產能耗低、墻體管線埋設牢固可靠、原材料來源廣泛等優點。2005年9月國務院在《關于進一步推進墻體材料革新和推廣節能建筑的通知》中明確要求2010年底所有城市都要禁止使用實心粘土磚，這為蒸壓加氣混凝土砌塊行業的發展提供了前所未有的發展機遇。《加氣混凝土行業“十二五”發展思路》指出，2009年中國加氣混凝土砌塊年產量達到3100萬m³，到2015年蒸壓加氣混凝土砌塊年產量已經達到3960萬m³。與實心粘土磚相比，節約生產能耗80.6萬噸標準煤，減少CO₂排放168萬噸，減少SO₂排放1.26萬噸，減少燒磚毀田7750畝。

但是，由于工藝設備及質量管理水平所限，在生產中如靜養、切割、蒸壓等過程中會產生塌模、碎裂、裂紋等缺陷，產生了大量的不合格品，檢索全國各省蒸壓加氣混凝土砌塊的質量抽檢數據發現，抽檢不合格率大多在10%以上。由于加氣混凝土日產量大，這導致不少加氣混凝土企業的廢品堆積如山，成了企業頭痛的問題。同時，隨著我國城市化步伐的不斷加快，尤其是在房屋地產領域的高速發展，在新建建筑室內裝修、老舊建筑墻體拆除作業等方面都會產生巨量的廢棄蒸壓加氣混凝土砌塊，成為我國建筑垃圾的重要組成之一。其大量的堆積不但占用土地資源，且對環境安全也帶來較大的負面影響。再者，蒸壓加氣混凝土本身在生產過程中需要數小時的高溫高壓養護，以生成所需晶型的水化產物，這一過程中消耗了大量的熱能。綜上，對廢棄蒸壓加氣混凝土砌塊進行資源化利用，發掘其潛在的高附加值是一個值得研究的重要問題。

廢棄蒸壓加氣混凝土的資源化利用研究相對較少，且現有研究基本集中于重新制備建筑材料領域，利用形式較為單一，應用面較窄。例如，重新高溫活化廢棄蒸壓加氣混凝土砌塊制備火山灰活性摻合料，雖然這一技術為廢棄蒸壓加氣混凝土資源化利用提供了一條可行的技術路徑，但其活化過程往往需要進行高溫處理，工藝過程變得復雜，增加了能耗和成本，降低了資源化利用的附加值。同時已有研究也有將廢棄蒸壓加氣混凝土砌塊用以制作屋面保溫材料，但是其需要與泡沫混凝土復合使用，這增加了工藝的復雜性。

氟是維持人體正常生命活動必要的微量元素之一，同時也是重要的工業原料，其在化肥、冶金、航天、制冷、有機合成、集成電路、玻璃等領域有著廣泛的應用。在上述應用中不可避免的會產生大量含氟廢水，若處理不善不僅會產生環境污染，最終也會威脅人類的身體健康。例如，少量的氟（150mg以內）就能引發一系列的病痛，人體內攝入較多含氟化合物則會引起急性中毒。因攝入量不同，可以產生各種病癥，例如厭食、惡心、腹痛、胃潰瘍、抽筋出血甚至死亡。

目前關于含氟廢水的處理常用方法包括化學沉淀法、吸附法、混凝沉降法、反滲透法、離子交換法、電化學處理法等。在眾多的處理方法中，化學沉淀法、吸附法和混凝沉降法由于處理效果穩定、工藝簡單、運行成本低、處理量大、適宜處理高濃度含氟廢水等優點，是目前最主要的含氟廢水處理技術方法。