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一种SCS亚纳米晶石及其制备方法

阅读:985发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种SCS亚纳米晶石及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且为了解决现有工业固废处理技术存在的处理能 力 低,不能很好利用工业固废的问题。本 发明 提出一种SCS亚纳米 硅 晶石及其制备方法。该硅晶石的原料是由固体粉料与 水 按照1:0.3~0.6的重量比例混合而成;按重量百分含量计,所述固体粉料组成如下:工业固废75%~95%,矿物原料3%~15%,化工原料2%~10%。该硅晶石的制备方法包括配方原料制备、料浆制备、 喷雾干燥 、布料控制、粉料烧成和加工成型6个步骤。本发明制得的SCS亚纳米硅晶石新材料具有轻质高强、保温 隔热 、防水防潮、 隔音 降噪、防火耐久、抗冻融、易切割加工等常规 建筑材料 无法比拟的卓越性能,是品质较高的新型建筑墙体材料。,下面是一种SCS亚纳米晶石及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种SCS亚纳米晶石,其特征在于,所述硅晶石的原料是由固体粉料与按照1:
0.3~0.6的重量比例混合而成;按重量百分含量计,所述固体粉料组成如下:
工业固废  75%~95%
矿物原料  3%~15%
化工原料  2%~10%。
2.根据权利要求1所述的SCS亚纳米硅晶石,其特征在于,所述工业固废为钻井岩屑、石英尾矿、河道淤泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的SCS亚纳米硅晶石,其特征在于,所述矿物原料为萤石、石灰石、方解石、长石、钠长石、黏土、白石中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的SCS亚纳米硅晶石,其特征在于,所述化工原料为工业重、腐植酸钠、酸钠、碳化硅、化镁、氧化、偏硅酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4所述的SCS亚纳米硅晶石的制备方法,其特征在于,该制备方法,包括如下步骤:
S1、配方原料制备:
将工业固体废弃物和矿物原料分别进行均化处理,原料化工原料直接购买成品料,通过上述方式得到SCS亚纳米硅晶石固体粉料中的三类原料;
S2、料浆制备:
将步骤S1所得的三类SCS亚纳米硅晶石原料按照重量比例添加:工业固废为75%~
90%、矿物原料为3%~15%、化工原料为2%~10%,将工业固废、矿物原料、化工原料按照配方准确称量并依次添加进入球磨机,然后按照SCS亚纳米硅晶石配方固体原料与水按照
1:0.3~0.6进行称量添加水,再采用球磨机进行湿法球磨,球磨时间控制在3~8h,得到SCS亚纳米硅晶石配方原料料浆;
S3、喷雾干燥
将球磨好的三类SCS亚纳米硅晶石原料料浆过筛后,进入喷雾干燥塔进行干燥处理,喷雾干燥塔温度为400~650℃,制得三类SCS亚纳米硅晶石喷雾造粒形式粉料,粉料水分3%~12%,休止≤45°D50≤40目;
S4、布料控制:
将合格的喷雾造粒粉料,按照布料厚度20~60mm倒进组装好的耐火窑具中,并将粉料进行刮平和压实处理;耐火窑具的底面铺设耐高温1250℃纤维纸,防止SCS亚纳米硅晶石烧结后与耐火窑具粘结;
S5、粉料烧成:
将步骤S4中完成布料的耐火窑具,整体放入窑炉中进行烧成,最高烧成温度1150~
1250℃,保温1~4h,经过急冷、缓冷两段窑炉退火工艺,得到SCS亚纳米硅晶石毛坯板;
S6、加工成型:
将SCS亚纳米硅晶石毛坯板进行切割磨削后,即可得到SCS亚纳米硅晶石板。
6.根据权利要求5所述的SCS亚纳米硅晶石的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中均化处理过程为将不同种类和不同地区的固体废弃物和矿物原料分别放在原料晾晒场,原料经过1~36个月的吹、日晒、雨淋,然后机械研磨至均匀状态。
7.根据权利要求5所述的SCS亚纳米硅晶石的制备方法,其特征在于,所述步骤S5中窑炉可以选用电窑、梭式窑、隧道窑、辊道窑。

说明书全文

一种SCS亚纳米晶石及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及绿色建筑材料技术领域,尤其涉及一种SCS亚纳米硅晶石及其 制备方法。

背景技术

[0002] 近些年我国工业发展迅速,在生产过程中排入环境的各种废渣、粉尘及其他 废物数量剧增,据相关统计,目前,全国累计堆存的工业固体废物超过300亿吨 (不包括废石),年增量(不含废石)约41.4亿吨,其中大宗工业固废产生量36.56 亿吨,尾矿矸石、粉煤灰占全国固废年增量的79.5%。目前我国总建有矿山 近10万座,其中金属矿约6.9万座、各类尾矿库1.42万座;煤矿7700座,煤矸 石山超1700座;各类石油化工企业近2.5万家,火电企业1200余家,冶炼 企业570家;生产企业1000家,各类大型产废企业13.3万家。
[0003] 目前,我国工业固废综合利用率仅为60%,而我国台湾地区达80%。我国尾 矿综合利用率为20%,而发达国家平均平为60%,因此消纳固废,提升固废的 综合利用率是我国当前生态环保治理工作的一大重要任务。
[0004] 我国工业固废多数用于填埋或堆存,少数用于生产低端建材产品,对环境造 成巨大压。按统计数据显示,全国累计堆存的工业固体废物总占地超过105 万公顷,全国仍有220万公顷采矿损毁土地,其中固体废弃物堆放损毁26万公 顷,大量土地被损毁给国家带来巨大的经济损失,国家每年投入近万亿元用于环 保治理,同时由于固废堆存造成的地质灾害直接威胁人们的生命安全。
[0005] 可见,现有工业固废处理技术存在着处理能力低,不能很好利用工业固废的 问题。

发明内容

[0006] 为了解决现有工业固废处理技术存在的处理能力低,不能很好利用工业固废 的问题。本发明提出一种SCS亚纳米硅晶石及其制备方法。
[0007] 为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
[0008] 一种SCS亚纳米硅晶石,该硅晶石的原料是由固体粉料与水按照1:0.3~ 0.6的重量比例混合而成;按重量百分含量计,所述固体粉料组成如下:
[0009] 工业固废75%~95%
[0010] 矿物原料3%~15%
[0011] 化工原料2%~10%。
[0012] 进一步的,所述工业固废为钻井岩屑、石英砂尾矿、河道淤泥中的一种或多 种。
[0013] 进一步的,所述矿物原料为萤石、石灰石、方解石、长石、钠长石、黏土、 白石中的一种或多种。
[0014] 进一步的,所述化工原料为工业重、腐植酸钠、酸钠、碳化硅、氧化镁、 氧化铝、偏硅酸钠中的一种或多种。
[0015] 本发明还提出上述SCS亚纳米硅晶石的制备方法,包括如下步骤:
[0016] S1、配方原料制备:
[0017] 将工业固体废弃物和矿物原料分别进行均化处理,原料化工原料直接购买成 品料,通过上述方式得到SCS亚纳米硅晶石固体粉料中的三类原料;
[0018] S2、料浆制备:
[0019] 将步骤S1所得的三类SCS亚纳米硅晶石原料按照重量比例添加:工业固废 为75%~90%、矿物原料为3%~15%、化工原料为2%~10%,将工业固废、矿物原 料、化工原料按照配方准确称量并依次添加进入球磨机,然后按照SCS亚纳米 硅晶石配方固体原料与水按照1:0.3~0.6进行称量添加水,再采用球磨机进行 湿法球磨,球磨时间控制在3~8h,得到SCS亚纳米硅晶石配方原料料浆;
[0020] S3、喷雾干燥
[0021] 将球磨好的三类SCS亚纳米硅晶石原料料浆过筛后,进入喷雾干燥塔进行 干燥处理,喷雾干燥塔温度为400~650℃,制得三类SCS亚纳米硅晶石喷雾造 粒形式粉料,粉料水分3%~12%,休止≤45°D50≤40目;
[0022] S4、布料控制:
[0023] 将合格的喷雾造粒粉料,按照布料厚度20~60mm倒进组装好的耐火窑具中, 并将粉料进行刮平和压实处理;耐火窑具的底面铺设耐高温1250℃纤维纸,防 止SCS亚纳米硅晶石烧结后与耐火窑具粘结;
[0024] S5、粉料烧成:
[0025] 将步骤S4中完成布料的耐火窑具,整体放入窑炉中进行烧成,最高烧成温 度1150~1250℃,保温1~4h,经过急冷、缓冷两段窑炉退火工艺,得到SCS亚 纳米硅晶石毛坯板;
[0026] S6、加工成型:
[0027] 将SCS亚纳米硅晶石毛坯板进行切割磨削后,即可得到SCS亚纳米硅晶石 板。
[0028] 进一步的,所述步骤S1中均化处理过程为将不同种类和不同地区的固体废 弃物和矿物原料分别放在原料晾晒场,原料经过1~36个月的吹、日晒、雨淋, 然后机械研磨至均匀状态。
[0029] 进一步的,所述步骤S5中窑炉可以选用电窑、梭式窑、隧道窑、辊道窑。
[0030] 经测试,本发明的SCS亚纳米硅晶石新材料产品的抗压强度≥4Mpa,产品 体积密度≤500Kg/m3,产品燃烧性能为A1级,产品的体积吸水率≤2%。
[0031] SCS亚纳米硅晶石新材料是以钻井岩屑、石英砂尾矿、河道淤泥、陶瓷尾矿、 抛光废渣、高炉废渣、煤矸石、粉煤灰等一类大宗工业固废作为主要原料,利用 亚纳米微构剂核心技术配方,采用人工智能晶体控制技术和智能化生产线及现代 工艺烧结而成的具有特殊物理结构的高端新型环保绿色建材。产品具有轻质高 强、保温隔热、防水防潮、隔音降噪、防火耐久、抗冻融、易切割加工等常规建 筑材料无法比拟的卓越性能,是品质较高的新型建筑墙体材料。SCS亚纳米硅晶 石新材主要市场为国内装配式建筑、一线大型开发商高端房地产项目、大型公 共建筑和出口其他国家建筑市场。
[0032] 本发明主要以钻井岩屑、石英砂尾矿、河道淤泥等工业固废为原料,通过微 观结构化学元素环境参数调整,掺加一定质量的矿物原料和化工原料,经混料球 磨处理、喷雾造粒、装模、在1150~1250℃高温下调整复杂多元系统相图中玻 璃相、晶相、气相的演变规律,烧结后制得SCS亚纳米硅晶石坯体材料,采用 定制化柔性加工切割,得到具有轻质高强、保温隔热、防水防潮、隔音降噪、防 火耐久、抗冻融、易切割加工等性能卓越的新型绿色环保节能建筑墙体材料,可 以大量应用在国内装配式建筑体系中。
[0033] 相比现有技术,本发明的有益效果如下:
[0034] 本发明较好地解决了传统墙体材料存在的容重大、防水、节能保温效果不佳 等一系列技术问题。采用本方法制得的SCS亚纳米硅晶石新材料具有轻质高强、 保温隔热、防水防潮、隔音降噪、防火耐久、抗冻融、易切割加工等常规建筑材 料无法比拟的卓越性能,是品质较高的新型建筑墙体材料。该材料应用于装配式 建筑体系中,具有很高的便捷及安全性,充分利用了工业固废资源,提高了固体 废弃物的资源化利用,具有很好的经济价值和环保价值。

具体实施方式

[0035] 实施例一:
[0036] 称取均化处理调整后的原料7.5kg钻井岩屑、0.5kg萤石、1kg钾长石、0.9kg 工业重钙、0.05kg碳化硅、0.05kg偏硅酸钠,将以上物料装入球磨机之后加水 3.6kg,球磨处理4h,控制介质球与待磨物料体积比为1:2.5,之后将料浆取出过 80目筛,之后对料浆进行喷雾造粒,喷雾干燥塔温度为400~650℃,得到喷雾 造粒粉料水分5%,休止角42°D50≤40目。将造粒物料放入组合好的堇青石莫 来石材质模具中,将模具和待烧物料置于电窑炉中,1150℃,保温1.5h,高温烧 成后,经切割制得SCS亚纳米硅晶石材料。
[0037] 制得的SCS亚纳米硅晶石板容重为450kg/m3,体积吸水率1%,抗压强度为 7.5MPa。
[0038] 实施例二:
[0039] 称取均化处理调整后的原料7.5kg石英砂尾矿、0.5kg萤石、1kg黏土、0.39kg 工业重钙、0.07kg碳化硅、0.04kg氧化镁,0.5kg氧化铝将以上物料装入球磨机 之后加水4.5kg,球磨处理6h,控制介质球与待磨物料体积比为1:2.5,之后将料 浆取出过80目筛,之后对料浆进行喷雾造粒,喷雾干燥塔温度为400~650℃, 得到喷雾造粒粉料水分4.6%,休止角40°D50≤40目。将造粒物料放入组合好 的堇青石莫来石材质模具中,将模具和待烧物料置于梭式窑中,1180℃,保温 2.5h,高温烧成后,经切割制得SCS亚纳米硅晶石材料。
[0040] 制得的SCS亚纳米硅晶石板容重为容重为400kg/m3,体积吸水率1.3%,抗 压强度为5.3MPa。
[0041] 实施例三:
[0042] 称取均化处理调整后的原料8.5kg河道淤泥、0.3kg方解石、白云山0.6kg黏 土、0.2kg工业重钙、0.08kg碳化硅、0.02kg氧化镁,0.3kg氧化铝将以上物料装 入球磨机之后加水4.5kg,球磨处理6h,控制介质球与待磨物料体积比为1:2.5, 之后将料浆取出过80目筛,之后对料浆进行喷雾造粒,喷雾干燥塔温度为400~ 650℃,得到喷雾造粒粉料水分
5%,休止角45°,D50≤40目。将造粒物料放入 组合好的堇青石莫来石材质模具中,将模具和待烧物料置于梭式窑中,1200℃, 保温1.8h,高温烧成后,经切割制得SCS亚纳米硅晶石材料。
[0043] 制得的SCS亚纳米硅晶石板容重为385kg/m3,体积吸水率1.8%,抗压强度 为4.4MPa。
[0044] 实施例四:
[0045] 称取均化处理调整后的原料7.5kg石英砂尾矿、2kg钻井岩屑、0.2kg石灰石、 0.1kg钠长石、0.1kg腐植酸钠和0.1kg碳酸钠,将以上物料装入球磨机之后加水 3g,球磨处理8h,控制介质球与待磨物料体积比为1:2.5,之后将料浆取出过80 目筛,之后对料浆进行喷雾造粒,喷雾干燥塔温度为400~650℃,得到喷雾造 粒粉料水分3%,休止角38°D50≤40目。将造粒物料放入组合好的堇青石莫来 石材质模具中,将模具和待烧物料置于梭式窑中,1250℃,保温1h,高温烧成 后,经切割制得SCS亚纳米硅晶石材料。
[0046] 制得的SCS亚纳米硅晶石板容重为容重为406kg/m3,体积吸水率1.4%,抗 压强度为4.9MPa。
[0047] 实施例五:
[0048] 称取均化处理调整后的原料8.5kg石英砂尾矿、0.5kg石灰石、0.5kg黏土、 0.3kg碳酸钠、0.2kg氧化镁,将以上物料装入球磨机之后加水6kg,球磨处理3h, 控制介质球与待磨物料体积比为1:2.5,之后将料浆取出过80目筛,之后对料浆 进行喷雾造粒,喷雾干燥塔温度为400~650℃,得到喷雾造粒粉料水分12%, 休止角38°D50≤40目。将造粒物料放入组合好的堇青石莫来石材质模具中,将 模具和待烧物料置于梭式窑中,1220℃,保温2h,高温烧成后,经切割制得SCS 亚纳米硅晶石材料。
[0049] 制得的SCS亚纳米硅晶石板容重为容重为415kg/m3,体积吸水率0.9%,抗 压强度为5.8MPa。
[0050] 从实施例可以看出,本发明所制得的SCS亚纳米硅晶石新材料具有轻质高 强、防水防潮的功能,该材料充分利用了工业固废资源,提高了固体废弃物的资 源化利用,有极大的市场前景,具有很好的经济价值和环保价值。
[0051] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域 的技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、 改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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