工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法
阅读：689发布：2020-12-08
专利汇可以提供工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，是将不同PH值的废渣、危险废物共同混合，在化学与物理协同作用下进行酸、 碱 调节，使之中和，平衡PH值为中性，趋向稳定。使用固结剂，快速固结废渣颗粒，固定内含的有毒重 金属离子 、病源体， 浸出 毒性不超标，消除危害的隐患。替代粘土制造墙材、构件，资源综合利用。保护生态环境。具有显著的社会、环境、经济效益，是 循环经济 技术领域里可持续发展的产业。，下面是工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法专利的具体信息内容。
1.一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：该方法包括以下工艺步骤：
(1)混合搅拌步骤：采用带式输送机将40～80％重量百分比的工业废渣、10～80％重量百分比的固体危险废物、0～20％重量百分比的水在物料自动计量器及液体流量计量器的计量控制下，加入至SB系列双卧轴搅拌机内，搅拌2～5min，成为混合污泥；各组分含量之和为100％；
(2)检测pH值步骤：将步骤(1)的混合污泥进行pH值检测；
(3)混合碾研步骤；将步骤(2)的酸性或碱性混合污泥与以下重量百分比组分混合；采用螺旋机输送，将10～80％的酸性或碱性混合污泥、0～5％的稳定剂、10～30％的生石灰CaO、0～10％生石膏粉CaSO4·2H2O、0～10％的水，在物料自动计量器和液体流量计量器的控制下加入至XJ-II系列加载行星机内混合碾研，碾研成pH值为7.5～9的中性混合料；各组分含量之和为100％；
(4)消化步骤：将步骤(3)的中性混合料输入至连续式消化仓内进行物料消化，消化仓内保持温度为40℃以上，消化时间为1～6h，成为消化料；
(5)终搅拌步骤：将步骤(4)的消化料用螺旋机在物料自动计量器的控制中定量输入至SB系列双卧轴搅拌机内，与以下组分混合搅拌，其重量百分比分别是：消化料80～
90％、固结剂5～20％，用适量的磁化热水调节消化料含水率15～20％，搅拌时间为2～
7min，制得制坯料输入贮备箱备用；各组分含量之和为100％；
(6)冲压步骤：将步骤(5)制坯料从贮料箱定量输入液压机冲压模框内，冲压成实心砖或建筑制品毛坯；更换模框、模具，可以冲压各种规格的制品毛坯；液压机压力，根据产品设计强度；
(7)养护工艺步骤：(1)预养：采用自然预养法或湿热预养法；(2)蒸压养护：将经过预养的制品毛坯，用蒸压釜蒸养；蒸压釜工作温度和压力应根据产品设计强度。
2.根据权利要求1所述的一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的工业废渣，是指工业显型活性废渣和工业隐型活性废渣。
3.根据权利要求2所述的一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：所述的工业显型活性废渣，它们是钢渣、矿渣、磷渣、赤泥、水淬铜渣、铁合金渣、硅锰渣；
所述的工业隐型活性废渣，它们是粉煤灰II、III级灰、煤矸石烧渣、炉渣、电炉渣、磷石膏、电石渣、硫铁矿烧渣、尾矿砂、铸造型砂、石英质废石和下脚料粉碎的人工砂、建筑垃圾粉碎渣。
4.根据权利要求2或3所述的一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征 在于：所述工业显型活性废渣和工业隐型活性废渣，它们既可以单独使用，也可以两种或两种以上的搭配使用；单独或搭配使用的显型活性废渣和隐型活性废渣的SiO2、Al2O3、CaO的化学成分，含量在70％以上。
5.根据权利要求1所述的工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：步骤(1)所述的固体危险废物，它们是电镀水处理污泥、焚烧处置残渣及MSW飞灰、含铬废物、废碱、石棉废物。
6.根据权利要求1所述的一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：所述步骤(2)混合污泥进行pH值检测，pH值7.5以下的为酸性混合污泥，pH值9以上的为碱性混合污泥。
7.根据权利要求1所述的一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：步骤(3)所用的稳定剂，它们是五水偏硅酸钠Na2SiO3·5H2O、十八水硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O和/或十二水硫酸铝钾AlK(SO4)2·12H2O。
8.根据权利要求1所述的一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，其特征在于：步骤(3)所述的酸性混合污泥，所用的稳定剂是五水偏硅酸钠Na2SiO3·5H2O；碱性混合污泥，所用的稳定剂是十八水硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O和/或十二水硫酸铝钾AlK(SO4)2·12H2O。
工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法
技术领域
背景技术
[0002] 固体废物(包括固体危险废物)，是指人类生产、生活过程中丢弃的固体泥状物质，它是人类物质文明的产物。大量的固体废物排入环境，不仅占用大量土地，而且，固体废物中含有的含汞、铬、铅、镍、铜、铝、锡、钒、钼、铁、锰等重金属及病毒、病菌、病源体，污染周围环境，破坏生态平衡，给人类带来严重的健康危害。
[0003] 固体废物资源化利用，就是将固体废物视为二次资源，使它们作为原材料再利用。目前，已有不少国家，通过经济杠杆和强制性行政手段，鼓励和支持固体废物资源化技术的开发和应用。
[0004] 我国1996年4月1日起施行《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》。其中，首先确立了固体废物污染防治的“减量化、无害化、资源化”原则，同时确立了对固体废物进行全过程管理的原则，并根据这些原则确立了我国固体废物管理体系的基本框架。
[0005] 固体废物资源化，需要一系列行之有效的技术和手段，并有与之配套的设施。我国在这一领域与发达国家相比还存在较大的差距，不少地方或工矿企业，不是找不到适合的开发技术，就是技术或设施过不了关。或者还停留于乱排乱堆的盲目状态。因此，加强对固体废物资源化技术的开发研究和工程化应用，防治环境污染造成对人类健康的危害，是当前刻不容忍的大事。
[0006] 一般来说，用水泥稳定固化的方法是安全处理危害废物的基本方法，在高碱性的硅酸盐水泥体系水化过程中，一些有害重金属通过与水泥主要水化相CSH(CaO·SiO2·hH2O)的物理化学作用，被束缚稳定在水泥固化基质中。鉴于水泥固化法具有经济、易操作等优点，这种固化基质已在国外危险废物处理中得到广泛应用。同时，为克服传统的水泥固化基质的高空隙、高渗透性及对铅、砷、汞、铬等重金属固化效率低等问题，也开始着手作多种改进型水泥固化基质配方的研究工作。
[0007] 国外的改进型水泥固化基质的专利，主要集中于四类发明：(1)硅酸盐水泥掺加混合材(如硅质、矿渣、粉煤灰)系列，(2)硅酸盐水泥和水玻璃添加剂复合系列，(3)硅酸盐水泥和一些还原剂复合系列，(4)石灰硅质混合材复合系列。但是，应用这些改进型的水泥固化基质于危险废物填埋预处理的实际工程仍未解决；①固化基质增容比效高。②固化基质对重金属高价阳离子的阴离子团固化效果差的问题存在，资源化利用难以实现。
发明内容
[0008] 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种以废治废，低成本生产的工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，回收工业废渣、固体危险废物进行再利用。减少它们对环境的污染和危害：按照新型墙材应“节土省地、利废、环保”的原则，以固体废物为主要原料，制造成新型墙体砖及建筑构件。
[0009] 本发明是这样实现的：一种工业废渣、固体危险废物资源化利用的方法，该方法包括以下次序的工艺步骤：
[0010] 1、混合搅拌工艺：采用带式输送机在物料自动计量器及液体流量计量器的物量控制下，将40～80％重量百分比的工业废渣、10～80％重量百分比的固体危险废物、0～20％重量百分比的水加入至SB系列双卧轴搅拌机搅拌2～5mim，混合搅拌成混合污泥后备用。
[0011] 2、检测PH值：将步骤1混合污泥进行PH值检测，测得的混合污泥的PH值在7.5以下的为酸性混合污泥，PH值在9以上的为碱性混合污泥。
[0012] 3、混合碾研步骤：将步骤2的酸性或碱性混合污泥与以下重量百分比组分混合；采用螺旋机输送，将10～80％的酸性或碱性混合污泥、0～5％的稳定剂、10～30％的生石灰CaO、0～10％生石膏粉CaSO4·2H2O、0～15％的水，在物料自动计量器和液体流量计量器物量控制下加入至XJ-II系列加载行星机内，混合碾研。碾研成PH值为7.5～9的中性混合料。其工艺控制包括五个方面：(1)碾压力的选择。若采用粒度大的物料或者细物料中粗骨料掺量较大，物料的硬度不大且易碎，压力可以减小；(2)细料的粒度越小，粗料掺量越少，或物料很坚硬，且易碎性很差，则应选择较大压力，按加载行星机规律，可以调节加载力；(3)物料混合方式选择选用XJ-II系列加载行星机持有的独特混合方式；(4)碾研时间的控制。每次碾研时间控制在5～15min调节范围内；(5)加料量的控制。每次加料量控制在400～450kg。
[0013] 4、消化步骤：将步骤3经过碾研的中性混合料，输送至连续式消化仓内进行物料消化，物料在消化仓中呈流体型流动，中性混合料由顶部进料口连续进料，底部连续出料。仓底的出料设备的出料量，要调节到使物料在消化仓内由进料到出料的移动时间、相当于所进物料所含的氧化钙消化所要求的时间，消化时间为1～6h。利用蒸压釜的废汽加热物料，增温、增湿。仓内温度保持40℃以上。出料水分不能太高，在保证消化所需水分的前提下越底越好。经过消化后的物料，成为消化料。
[0014] 5、终搅拌步骤：将步骤4所得的消化料，在物料自动计量器的控制下，定量输送至SB系列双卧轴搅拌机与固结剂、适量的磁化水混合搅拌均匀，其重量百分比分别为消化料80～90％，固结剂5～20％，磁化水适量。双卧轴搅拌机配备储料箱。配置CH～33型磁化器。磁化热水的技术要求是：水温60～100℃，磁强1500～3000GS，流速60～80Cm/S。
搅拌时间， 根据随机物料检测而定，本发明在生产实施的搅拌时间，控制在3～7min。含水率控制在15～20％之间，制成制坯料，输入储料箱备用。
搅拌时间， 根据随机物料检测而定，本发明在生产实施的搅拌时间，控制在3～7min。含水率控制在15～20％之间，制成制坯料，输入储料箱备用。
[0015] 6、冲压步骤；将步骤5所得的制坯料从储料箱定量输入液压砖机冲压模框内，冲压成实心砖，更换冲压模框及模具便能冲压各种规格的墙体空心砖、广场地砖、人行道砖、马路沿路石和围海造地的护坡石等建筑材料的制品毛坯。
[0016] 7、养护工艺步骤：(1)预养：采用自然预养法、湿热预养法两种方法。室温在10℃以上采用自然养护法，将砖或制品毛坯置于蒸养车上，停放在室内自然环境中自然养护，时间为0～90h，室温不能保证在10℃以上时，采用湿热预养法。将砖或制品毛坯放于蒸养车上，停放在关闭门窗的室内后，缓缓通入蒸汽，保温预养5～8h，预养温度为
40～50℃。(2)蒸压养护：将经过预养的装有砖或制品毛坯的蒸养车，用卷扬机牵引到Φ1650mm或Φ2000mm蒸压釜内蒸养。蒸压釜工作压力与温度，根据产品设计强度，分为压力0.8·1.0·1.3MPa。温度为174.5℃、183.2℃、194.1℃。蒸压制度：50℃左右的湿热条件下预热3～4h，2～3h内升温到174.5℃(0.8MPa压力)，恒温(174.5℃)5～8h，降温
2～3h(出釜温差小于80℃)。
40～50℃。(2)蒸压养护：将经过预养的装有砖或制品毛坯的蒸养车，用卷扬机牵引到Φ1650mm或Φ2000mm蒸压釜内蒸养。蒸压釜工作压力与温度，根据产品设计强度，分为压力0.8·1.0·1.3MPa。温度为174.5℃、183.2℃、194.1℃。蒸压制度：50℃左右的湿热条件下预热3～4h，2～3h内升温到174.5℃(0.8MPa压力)，恒温(174.5℃)5～8h，降温
2～3h(出釜温差小于80℃)。
[0017] 蒸压釜的顶部有一根进气减压阀，不停地排放少量蒸汽，用管道将尾汽导入消化仓，对物料加温。
[0018] 步骤1所述的工业废渣是指显型活性废渣或/和隐型活性废渣；显型活性废渣是钢渣、矿渣、磷渣、赤泥、水淬铜渣、铁合金渣和硅锰渣。隐型活性废渣是粉煤灰II、III级灰、煤矸石烧渣、炉渣、电炉渣、磷石膏、电石渣、硫铁矿烧渣、尾矿砂、铸造废型砂、石英质废石和下脚料粉碎的人工砂、建筑垃圾粉碎渣。
[0019] 显型活性废渣是指不但含有活性SiO2和活性Al2O3，而且含有水泥活性矿物C2S和-C3S的废渣，这些废渣因含有C2S和C3S而可以直接硬化，但含有的大量活性SiO2和Al2O3活性成分却不能直接水化(硬化)，仍需要活化剂与CaO的共同激发，所以，显型活性废渣也仍需要固结剂中含有的激发剂来激发其活性，而且是必须的，否则，只有C2S和C3S发挥作用，而SiO2与Ai2O3则不能发挥作用。
[0020] 隐型活性废渣是指只含有活性SiO2与活性Al2O3，而不含有水泥活性矿物成分(硅酸二钙)与C3S(硅酸三钙)的废渣，所以隐型活性废渣的活性只有在CaO和激发剂共同存在的情况下才可显示。
[0021] 显型活性废渣和隐型活性废渣可以单独使用，也可以两种或两种以上混合搭配使用，单独或搭配后废渣中SiO2、Al2O3、CaO含量之和应大于70％，氧化硫含量应少于3％。其粒度要求为不大于5mm。
[0022] 部分显型活性废渣的化学成分见表-1所示：
[0023] 部分隐型活性废渣的化学成分见表-2所示：
[0024] 表-1：部分显型活性废渣的化学成分
[0025]
[0026] 表-2：部分隐型活性废渣的化学成分
[0027]
[0028] 显型活性废渣与隐型活性废渣因产地的不同，化学成分各不相同，指标差异较大。
[0029] 从表-1和表-2可见，显型活性废渣和隐型活性废渣的主要化学成分为SiO2、AI2O3和CaO。
[0030] 步骤(1)所述的固体危险废物是指已列入《国家危险废物名录》(2008)或者根据国家规定的《危险废物鉴别技术规范》HJ/T298-2007认定的具有腐蚀性、易燃性、反应性和感染性等一种或一种以上的危险特征的固体废物。它们是表-3所示。
[0031] 表-3：危险废物类别、来源和废物名称
[0032]
[0033] 续表：
[0034]
[0035] 注：表中编号为《国家危险品名录》中的危险物编号
[0036] 《危险名录》HWl8的焚烧处置残渣-焚烧处置残渣及灰尘，即工业或生活垃圾焚烧处置后的烧渣及MSW飞灰，含有许多有害的铅、铬、锌和汞等重金属，如这些烧渣、MSW飞灰未经处理予以填埋，填埋液在地下土壤中的渗漏，将对人类生存的生态圈构成严重的威胁。
[0038] 表-4：某垃圾焚烧发电厂MSW飞灰的主要成分
[0039]
[0040] 从表-4可见MSW飞灰的主要成分为SiO2、Al2O3和CaO。
[0041] 各地各焚烧发电厂因焚烧垃圾的不同，MSW飞灰的化学成分各有不同。
[0042] 《危险废物名录》HW21的含铬废物-含铬电镀污泥，物相成分为四水铬酸钠(Na2(YO4)、碱或铬酸铁(FeOH·CYO4)、铁铝酸钙(4CaO·AL2O3·Fe2O3)、硅酸二钙(B-2CaO·SlO2)、亚铬酸钙「(a-CaCrO2)」、碳酸钙(CaCO3)等，含水率15％左右，其中很大一部分类似水泥的物相组成，故铬渣也有水硬性，在空气中吸水结块。但是铬渣中主要含有水溶性的四水铬酸钠(Na2CrO4·4H2O)、铬酸钙(CaCrO4)是强氧化剂。
[0043] 含铬污泥它们是铬盐企业生产过程中排放的“三废”主要污染物，由于其产量大，腐蚀性强，处理困难等因素，一直是铬盐企业被制约和捆饶的重要环境原因。大量露天堆放的含铬废渣经雨水冲刷，地下水浸沥含铬废渣中的六价铬转化迁移，给当地环境及水资源造成了严重的污染，若不尽快寻求彻底根除，综合利用处理途径，将给周边区域及城市环境治理造成几十年几百年甚至更久远的影响。
[0044] 《危险名录》HW35的废碱-氨碱法为主的纯碱生产过程排出的废碱和废液。我国现在年出口纯碱100万吨以上。由于用该方法的生产工艺过程产生大量的废渣、废液，我国每年排放的废渣、废液就得近1000万吨。碱渣和废液的PH值、悬浮物含量，氯含量及温度都不符合环境保护的要求，造成碱厂所在地域不同程度的污染，尤其使水产业和生态环境受到深重的影响：同时，废渣沉积占用大量土地造成“白海”，已成为制约世界上纯碱工业发展的一大难题。国内外有不少工厂因无法解决“白海”或废液渗入地下，海洋造成污染而被迫关闭。
[0045] 氨碱法排出的碱渣化学成分参见表-5所示：
[0046] 表-5：某氨碱法制碱厂排出的碱渣化学成分
[0047]检测项目 Na2O Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O
检测结果 4.79 1.93 1.11 28.40 12.47 0.08
检测结果 4.79 1.93 1.11 28.40 12.47 0.08
[0048]检测项目 TiO2 Cl SO3 SiO2 P2O5 烧失量
检测结果 0.07 24.19 1.13 4.75 0.05 20.48
检测结果 0.07 24.19 1.13 4.75 0.05 20.48
[0049] 碱渣因各地生产厂家原料及生产技术不同，其碱渣的化学成分各有不同。
[0050] 步骤3所述稳定剂是五水偏硅酸钠Na2SiO3·5H2O其水溶液呈碱性。十八水硫酸铝Al2(SO1)3·18H2O和/或十二水硫酸铝钾AlK(SO1)2·12H2O，其水溶液呈酸性。所检测的酸性 混合污泥用五水偏硅酸钠Na2SiO3·5H2O作稳定剂，调节混合污泥PH值至7.5～9，成为中性混合污泥。检测的碱性混合污泥，用十八水硫酸铝Al2(SO1)3·18H2O和/或十二水硫酸铝钾AlK(SO4)2·12H2O作稳定剂，调节混合污泥PH值至7.5～9，成为中性混合污泥。
[0051] 步骤5所述的固结剂，是浙江省宁波市鄞州腾达建筑材料厂生产供货的。
[0052] 步骤5所述的固结剂是一种无机胶凝材料，其性状为如下：
[0053] (1)灰色粉未状固体
[0054] (2)密度为2.70～2.85g/cm3
[0055] (3)细度为80um方筛筛余不超过4.0％
[0056] 本发明采用的固结剂做胶凝材料，是因为该固结剂是一种水硬性胶凝材料。其胶凝原理为：固结剂在常温下直接对材料颗粒进行快速胶结，同时固结剂的活性组分渗入材料的基本颗粒的相界面上，激发混合材料的活性，利用多组分复合产生超叠加效应，赋予混合材料的活性组分稀释分散作用，使之形成多晶聚集体，使制品早强、高强。
[0057] 由于工业废渣、焚烧处置残渣、MSW飞灰等的偏碱或强碱性，电镀污泥等的偏酸性，因此利用它们的酸、碱物质共同混合中和，在稳定剂酸碱调节作用下，可使混合料趋向中性，增强砖块、建筑构件的稳定性。而且，工业废渣、焚烧残渣MSW飞灰等还以颗粒状固态增加砖块或构件的强度，便于混合和脱模。
[0058] 由于工业废渣、焚烧处置残渣、MSW飞灰等含有大量的SiO2、Ai2O3、CaO的主要成分。显型废渣含有的硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)具有水泥的水硬特性，给于废渣的胶凝提供了保障。
[0059] 活性废渣的胶凝原理。活性废渣在活化之后，其封闭在玻璃体内的硅铝成分被水溶出，其活性的发挥开始。但其硅、铝两大成分本身，并不具有胶凝作用。它们要产生胶凝作用，使制品或构件产生强度，还要进行系列的复杂反应，形成水泥成分的硅酸盐和铝酸盐，其最终的胶凝性才可以形成和显现。
[0060] 要使活性废渣的硅铝成分形成水化硅酸盐和水化铝酸盐，必须有一个先决反应条件，那就是Ca(OH)2的存在。只有Ca(OH)2的存在，活性废渣中的SiO2才能和其形成水化硅酸钙。众所周知，硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的水化产物才是水化硅酸盐和水化铝酸盐。本发明的活性废渣的水化产物与水泥相同，其胶凝性能也就和水泥相同。
[0061] Ca(OH)2可以有两个来源，一是活性废渣和固结剂含有的CaO，二是来自外加的生石灰(CaO)，其反应如下。
[0062] 活性废渣、固结剂水化形成Ca(OH)2：
[0063] 3CaO·SiO2+nH2O→xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 (1-2)
[0064] 生石灰水化形成Ca(OH)2：
[0065] CaO+2H2O→CaO+2H2O (1-3)
[0066] CaO+2H2O→Ca(OH)2+2H2O (1-4)
[0067] 在Ca(OH)2形成，并达到一定浓度之后，活性废渣溶出的硅铝成分就开始与Ca(OH)2反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。其反应如下：
[0068] SiO2(活性)+mCa(OH)2+aq→mCaO·SiO2·aq (1-5)
[0069] Al2O3(活性)+nCa(OH)2+aq→nCaO·Al2O3·aq (1-6)
[0070] 上述两个反应的生成物水化硅酸钙mCaO·SiO2·aq和水化铝酸钙nCaO·Al2O3·aq均为胶凝物质，和水泥的水化产物相同。它们可以将各种砖块、建筑构件物料颗粒黏结成为一体，从而产生强度。当活性废渣如钢渣、矿渣含有硅酸二钙(C2S)或硅酸三钙(C3S)时，由于它们和水泥热料的成分相同，所以它们可以直接水化成水化硅酸盐和水化铝酸盐。这样，这些废渣就又多了一重胶凝性。因此，这些废渣的胶凝性更强，制品强度更高，其水化反应如下。
[0071] 硅酸二钙水化生成水化硅酸钙：
[0072] 2CaO·SiO2+H2O→2CaO·SiO2·H2O (1-7)
[0073] 硅酸三钙水化生成水化硅酸钙和氢氧化钙：
[0074] 3CaO·SiO2+2H2O→2CaO·SiO2·H2O+Ca(OH)2 (1-8)
[0075] 铝酸三钙水化生成水化铝酸钙：
[0076] 3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·H2O (1-9)
[0077] 本发明发现：当石灰和SiO2含量高的材料混合，水热蒸养或蒸压时，就会显现中优异的胶凝性，产生极高的强度。当蒸养温度上升到174.5℃时，其硬化就会大大加速，在较短的时间内硬化为人造石。当蒸养再加上0.8～1.2MPa的压力时，这种硬化速度会更快，形成人造石的时间更短。于是发明人利用它的这一硬化特点，将工业废渣与危险废物胶结，成功制砖。由于这种原料特别充足，到处都有，容易推广。
[0078] SiO2和石灰之所以在蒸养或蒸压下可以产生胶凝性，高硅或富硅材料中的SiO2与石灰中的Ca(OH)2可以进行水热合成反应，生成了具有胶凝作用的水化产物-水化硅酸钙CaO·SiO2·nH2O、水化铝酸钙3CaO·Al2O3·nH2O及4CaO·Al2O3·Al2O3·nH2O、水化硅铝酸钙3CaO·Al2O3·SiO2·nH2O等。这些水化生成物基本上和水泥的水化生成物相同。因而，它可以使制品产生很高的强度。
[0079] 水泥的水化反应是常温的，而SiO2与石灰的反应则是蒸养与蒸压的。在蒸养或蒸压下，无活性的SiO2与石灰形成的Ca(OH)2溶液生成了纤维状晶体的多种水化产物。这些结晶度很好的水化硅酸钙和少量的托贝莫来石胶凝物质，将其他材料以及未反应的骨料黏结起来，就 形成了高强度的砖。其主要反应如下：
[0080] CaO+H2O→Ca(OH)2+15.5kcal (1-10)
[0081] Ca(OH)2+SiO2(n-1)H2O→CaO·SiO2·nH2O (1-11)
[0082] 除上述生成物之间外、SiO2与石灰的水热反应还生成纤维结晶的CSH(B)、硬硅钙石CSH、非纤维状的C2SH(A)或白钙沸石C4S6H5等多种水化产物，产生了综合胶凝作用，才使这种砖的强度和性能超过了烧结黏土砖。
[0083] 石膏的应用原理。和石灰一样，石膏本身具有胶凝性，但胶凝性较差，不能使免烧砖的强度达到技术标准。它用于本专利，主要是利用对活性废渣的激发作用，协助石灰，促进石灰和活性废渣的反应，生成更多的水化硅酸钙和水化铝酸钙。另外，它可以和活性废渣中的Al2O3反应，生成一定数量的钙矾石(水化硫铝酸钙)。由于钙矾石的水化速度很快，所以，当钙矾石生成之后，制品的早期强度就大大提高，克服了制品早期强度低的不足，其反应如下：
[0084]
[0085] 本发明技术所产生的有益效果：
[0086] 1、本发明利用废弃的工业废渣、固体危险废物固有的酸、碱特性，采用混合调节的方法，使之混合物成为中性，趋向稳定；利用其内含的二氧化硅、三氧化二铝和氧化钙为主要化学成分，经化学与物理激发，固结剂的复合并用，使废物固结，固定废渣及危险废物中存在的zh：Cu：N等重金属离子具有不溶解范围。控制重金属的氧化还原电势，生成稳定的通常环境下不会浸出金属化合物，不产生放射性气体。同时消灭废渣、危险废物中的病源体、病毒、恶臭气体及有机腐殖质。使之达到无害化、减量化、稳定化、资源化四个标准。
[0087] 2、工业废渣、固体危险废物资源化利用专利技术的发明，符合《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第三条、第四条、第五条的政策规定，及国家环保总局关于发布《危险废物污染防治技术政策》的通知精神。符合国务院关于《新型墙体改革政策》，坚持新型墙材应“节土、省地、利废、环保”的原则。迎合国务院、各部委以及地方人民政府关于环境保护、墙体改革、建筑节能的各项政策和法规。
[0088] 3、综合治理工矿企业，生活环境中有毒、有害的废渣特别是固体危险废物。改变了城镇周边，江、河、湖泊前沿，农耕地间、山凌野玻，废渣堆积，废物倾倒的现象。保护环境，避免了二次污染。优化生态环境，有利于人身的健康。
[0089] 4、工业废渣、固体危险废物的综合治理的同时，转化为资源化综合利用，向社会提供新的资源，变废为宝，成为社会的物质财富。节约了废物填埋、堆积用地。节土制砖，保护耕 地，利国利民。有显著的社会、环境、经济效益，是一个可持续发展的产业。
[0090] 5、工业废渣、固体危险废物，替代粘土制砖，产品质量技术指标符合并超过国家五个部委联合推广应用的蒸压灰砂砖国家标准(GB17945-1999)。
[0092] 图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0093] 以下结合实施例，进一步说明本发明。实施案例所述内容不是对本发明的限定。
[0094] 实施例1
[0095] 本实施例以下述工艺步骤进行。
[0096] (1)混合搅拌步骤：采用带式输送机将50％(重量百分比)的钢渣、35％粉煤灰、15％电镀污泥、15％水在物料自动计量器和液体流量计量器的计量控制下，加入至SB系列双卧轴搅拌机内，搅拌3min，成为混合污泥。
[0097] (2)检测混合污泥的PH值。测得的PH值10，为碱性混合污泥。
[0098] (3)混合碾研步骤：将碱性混合污泥与以下(重量百分比)组分混合：采用螺旋输送机输送，将86.3％的碱性混合污泥、0.2％硫酸铝、12％生石灰、1.5％生石膏粉、5％水，在物料自动计量器和液体流量计量器的控制下加入至XJ-II系列加载行星机混合碾研。碾研成PH值9的中性混合料。
[0099] (4)消化步骤：将中性混合料输入至连续式消化仓内进行物料消化。消化仓保持温度为50℃。消化时间为2.5h，成为消化料。
[0100] (5)终搅拌步骤：将消化料用螺旋机，在物料自动计量器的控制中定量输入至SB系列双卧轴搅拌机内，与以下组分混合搅拌，其重量百分比分别是：消化料88％、固结剂12％。用适量的磁化热水调节消化料含水率18％。搅拌时间为3min。制得制坯料输入贮备箱备用。
[0101] (6)冲压步骤：将制坯料从贮备箱定量输入液压机冲压模框内，冲压成实心砖毛坯 冲压压力根据产品设计强度。
[0102] (7)养护工艺步骤：当时场地温度28℃。采用自然预养法。实心砖毛坯在室内自然预养18h。进入蒸压釜蒸养。制品设计强度为26MPa。蒸压釜工作温度194.1℃，压力1.3MPa。蒸压制度：50℃左右的湿热条件下预热3.5h，在2.5h内升温到194.1℃(压力1.3MPa)，恒温(194.1℃)7h，降温2.5h(出釜温差小于80℃)。
[0103] 实施例2
[0104] (1)混合搅拌步骤：将75％(重量百分比)矿渣、25％电镀污泥、14％水加入至SB系列双卧轴搅拌机内，成为混合污泥。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0105] (2)检测混合污泥的PH值：测得的PH值9.5，为碱性混合污泥。
[0106] (3)混合碾研步骤：将86.3％(重量百分比)碱性混合污泥、0.15％硫酸铝钾、12％生石灰、1.5％生石膏粉、7％水加入至XJ-11系列加载行星机混合碾研，碾研成PH值9的中性混合料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0107] (4)消化步骤：消化仓内保持温度为60℃。消化时间为2h。成为消化料，其它工艺、参数与实施例1相同。
[0108] (5)终搅拌步骤：将87％(重量百分比)消化料、13％固结剂，输入至SB系列双卧轴搅拌机中混合搅拌制成制坯料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0109] (6)冲压步骤：冲压成实心砖毛坯。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0110] (7)养护工艺步骤：当时场地温度8℃。采用湿热预养法，湿热预养时间48h。进入蒸压釜蒸压养护。制品设计强度25MPa。蒸压釜工作温度，压力，蒸压制度与实施例1相同。
[0111] 实施例3
[0112] (1)混合搅拌：将40％(重量百分比)的矿渣、25％钢渣、35％电镀污泥、15％水加入至SB系列双卧轴搅拌机内混合搅拌，成为混合污泥。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0113] (2)检测混合污泥的PH值：测得的PH9，为中性混合污泥。
[0114] (3)混合碾研步骤：将85.7％(重量百分比)的中性混合污泥、12.5％生石灰、1.8％生石膏粉、6％水加入至XJ-II系列加载行星机内混合碾研，碾研成PH值8的中性混合料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0115] (4)消化步骤：消化仓内保持温度为55℃。消化时间为2.5h，成为消化料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0116] (5)终搅拌步骤：将86％(重量百分比)消化料、14％固结剂输入至SB系列双卧轴搅拌机中混合搅拌，制得制坯料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0117] (6)冲压步骤：更换冲压模框、模具，冲压成空心砖毛坯。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0118] (7)养护工艺步骤：当时当地温度2℃。采用湿热预养法。预养时间为50h。进入蒸压釜蒸养。制品设计强度18MPa。蒸压釜工作温度174.5℃，压力0.8MPa。蒸压制度：50℃左右条件下预热3h，2.5h内升温174.5℃(压力0.8MPa)，恒温(174.5℃)6h，降温2h(出釜温差小于80℃)。
[0119] 实施例4
[0120] (1)混合搅拌步骤：将35％(重量百分比)钢渣、20％矿渣、45％电镀污泥、15％水，加入至SB系列双卧轴搅拌机内混合搅拌成混合污泥。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0121] (2)检测混合污泥的PH值：测得的PH值6.5，为酸性混合污泥。
[0122] (3)混合碾研步骤：将86.3％(重量百分比)酸性混合污泥、0.25％五水偏硅酸钠、12％生石灰、1.5％生石膏粉、7％水加入至XJ-II系列加载行星机内混合碾研，碾研成PH为7.5的中性混合料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0123] (4)消化步骤：消化时间为2h，其他工艺、参数与实施例1相同。
[0124] (5)终搅拌步骤：将85％(重量百分比)消化料、15％固结剂加入至SB系列双卧轴搅拌机内混合搅拌，制得制坯料。其他工艺、参数与实施例1相同。
[0125] (6)冲压步骤：冲压成空心砖毛坯。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0126] (7)养护工艺步骤：当时场地温度32℃，采用自然预养法，预养时间12h。进入蒸压釜蒸养。制品设计强度14MPa，蒸压釜工作温度、压力，蒸压制度与实施例3相同。
[0127] 实施例5
[0128] (1)混合搅拌步骤：将60％(重量百分比)磷渣、40％焚烧残渣、16％水输入至SB系列双卧轴搅拌机内，成为混合污泥。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0129] (2)检测混合污泥的PH值，测得的PH值10，为碱性混合污泥。
[0130] (3)混合碾研步骤：将83.5％(重量百分比)碱性污泥、2.5％硫酸铝、12％生石灰、2％生石膏粉、8％水加入至XJ-11系列加载行星机内混合碾研，成PH值9的中性混合料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0131] (4)消化步骤：其工艺、参数与实施例1相同。
[0132] (5)终搅拌步骤：将86％(重量百分比)消化料、14％固结剂输入至SB系列双卧轴搅拌机内混合搅拌，制成制坯料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0133] (6)冲压步骤：冲压成实心砖毛坯。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0134] (7)养护步骤：当时当地温度6℃。采用湿热预养法。湿热预养时间54h。进入蒸压釜蒸养。制品强度设计26.5MPa。蒸压釜工作温度，压力、蒸压制度与例施1相同。
[0135] 实施例6
[0136] (1)混合搅拌步骤：将40％(重量百分比)钢渣、20％粉煤灰、40％MSW飞灰、15％水加入至SB系列双卧轴搅拌机内混合，成为混合污泥。
[0137] (2)检测混合污泥的PH值，测得的PH值10.5，为碱性混合污泥。
[0138] (3)混合碾研步骤：将84.55％(重量百分比)碱性混合污泥、0.25％硫酸铝钾、13％生石 灰、2.2％生石膏粉、8％水加入至XJ-11系列加载行星机内混合碾研，成为PH值
9的中性混合料。
9的中性混合料。
[0139] (4)消化步骤：消化后成为消化料。工艺、参数与实施例1相同。
[0140] (5)终搅拌步骤：将84％(重量百分比)消化料、16％固结剂输入至SB系列双卧轴搅拌机内混合搅拌，制成制坯料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0141] (6)冲压步骤：冲压成地砖毛坯。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0142] (7)养护工艺步骤：当时场地温度27℃采用自然预养法。产品设计强度28.5MPa。蒸压养护、温度、压力和蒸压制度及其它工艺、参数与实施例1相同。
[0143] 实施例7
[0144] (1)混合搅拌步骤：将60％(重量百分比)矿渣、40％含铬废物、15％水加入至SB系列双卧轴搅拌机内，混合搅拌成混合污泥。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0145] (2)检测混合污泥的PH值：测得的PH值9，为中性混合污泥。
[0146] (3)混合碾研步骤：将85.5％(重量百分比)中性混合污泥、12.2％生石灰、2％生石膏粉、10％水加入至XJ-II系列加载行星机内，混合碾研成PH值9的中性混合料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0147] (4)消化步骤：将中性混合料输入连续式消化仓，消化仓保持温度为70℃。消化时间1.5h。消化后成为消化料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0148] (5)终搅拌步骤：将84％(重量百分比)消化料、16％固结剂输入至SB系列双卧轴搅拌机混合搅拌，制成制坯料。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0149] (6)冲压步骤：冲压成地砖毛坯。其它工艺、参数与实施例1相同。
[0150] (7)养护工艺步骤：当时场地温度34℃，采用自然预养法，预养时间8h。进入蒸压釜蒸压养护。制品设计强度30MPa，蒸压釜工作温度、压力与蒸压制度及其它工艺、参数与实施例1相同。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 湿型砂的再利用方法以及装置 | 2020-05-12 | 913 |
| 湿型砂低湿压强度测定装置 | 2020-05-11 | 775 |
| 一种湿型铸造中的湿型砂及其制备方法 | 2020-05-14 | 240 |
| 一种不含煤粉的粘土湿型砂 | 2020-05-13 | 785 |
| 一种高出砂性及湿粘性的铸造用型砂 | 2020-05-13 | 218 |
| 一种湿型砂真空密封造型的精密铸造工艺 | 2020-05-18 | 912 |
| 一种高湿压强度型砂粘结剂材料的制备方法 | 2020-05-15 | 907 |
| 用于金属铸件湿型铸造的型砂添加剂 | 2020-05-14 | 195 |
| 湿型砂的注水混制系统 | 2020-05-11 | 365 |
| 湿型砂的射砂机构 | 2020-05-18 | 945 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈