CN101244912A - 晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种精制电石渣即晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其中将含硅质材料与水混合进行湿磨得到硅质料浆，将上述料浆中加入外加剂、水泥，制得硅质混合料浆，搅拌2.0－10.0分钟，加热至40.0－45.0℃，加入晶石灰、生石灰，搅拌，然后加入发气剂，搅拌30.0－50.0秒，成为蒸汽加气砌块浇注料浆，进行发气、静停、切割，并蒸压成型。采用晶石灰较直接采用电石渣能减少碳酸钙、未燃净碳等杂质，有利于提高蒸压加气砌块的质量；采用先湿磨硅质材料，后加入电石渣精制石灰工艺能很大幅度地替代部分生石灰，降低了生产成本；该工艺制备的蒸压加气砌块节能、质轻、强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种以精制电石渣即晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料极其方法，属于无机化工或硅酸盐建材领域。本发明通过该方法一方面可以可对热电厂和聚氯乙烯厂的工业废渣进行综合利用，治理污染，保护环境；另一方面可以变废为宝，实现资源的循环利用，获得巨大的经济效益。
技术背景
循环经济理念的深化为利废产业带来了新的春天。循环经济是运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，是以资源的低消耗、高效利用和循环利用为核心，其实质是以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价实现最大的发展效益。循环经济的原则有三点，其一是“减量化”(Reduce)，其二是“再利用”(Reuse)，其三是“再循环”(Recycle)，这就是循环经济著名的″3R原则”。循环经济理论的原理显示，建材产业是循环经济的牵头产业之一。如建材产业与煤炭、电力、冶金、化工、轻工等产业相关联，他们为建材产业提供了煤炭、电力及其他重要原料；反过来建材产业又为这些产业消纳了大量的工业废渣，如煤炭产业的煤矸石、电力产业的粉煤灰、冶金产业的各种矿渣(炉渣)铝渣(赤泥)以及化工、轻工等产业的电石渣、排烟脱硫石膏、糖渣等。没有建材产业和这些产业的相互“吐纳”和代谢关系，发展循环经济是困难的。而加气混凝土产业的吃“废”功能决定了它是一门处在循环经济前沿的产业。目前全国已有300多家加气砌块材料生产企业，年生产能人达3000余万立方米，大部都集中在国内大中城市的火力发电厂旁边。加气砌块材料通常是采用水泥、生石灰、砂、粉煤灰、石膏为主要原料，经过加工配制成料浆，经浇注、切割、蒸气高压养护而成为容重轻、隔热好的新型建筑材料。加气砌块材料的产品特性是：质轻，隔热，施工效率高，益于作业，尤其适合于框架结构的墙体填充和屋面隔热及保温工程。目前，具有节土、节能、环保、脱硫、隔热、保温等性能的加气混凝土已经成为我国新型墙体材料的主导材料之一，被广泛地应用于公共建筑和居宅建设。近年来，“禁止使用黏上实心砖”令在2005年全面执行，为新型墙体材料产业的进步与发展开创了前所未有的市场空间；由于大范围的能源紧缺，节能建筑开始在我国强力推行，已经使得加快推广节能建筑成为越来越多人的共识。从国内“三北”地区推广节能建筑的实践经验来看，加气砌块材料作为新型墙体材料都会被节能建筑作为重要的选择材料。据报道：近年来仅珠三角的加气砌块材料产业就吃进漂浮粉尘废渣变为轻质墙体材料，节省下了24000亩宝贵的土地。这是有目利而无一弊的产业。蒸压加气砌块材料生产中需要大量的生石灰，其所起的功能作用是调节蒸压加气砌块浇注料浆的pH值，满足铝粉或铝膏与水溶液反应产生氢气而加气；其与浆中水反应，产生大量热量并消耗水分，加快热静停车预养速度；其作为钙源，补充钙质，提高加气砌块中的硅钙比。生石灰的生产要消耗大量的煤炭资源和土地资源，产生大量的废气；生石灰在用于蒸压加气砌块材料生产中需要干磨，产生大量的粉尘并需要消耗大量的电力资源。电石渣是聚氯乙烯生产的副产物，其中所含的主要化学成分是氢氧化钙即熟石灰，还含有氧化铝、氧化硅以及少量的未燃尽的碳粒；电石渣精制晶石灰通过对电石渣精加工而得到的不含或含少量碳酸钙、未燃尽的碳粒等杂质的晶石灰。中国专利公开号CN 195483A涉及了利用化工白泥渣制备蒸压加气混凝土的方法，其中所用的电石白泥渣并没有说明是该发明中所采用的电石渣精制晶石灰；中国专利公开号CN 195483A将化工白泥渣与硅质原料混合湿磨制得硅质混合浆料，根据化学原理，在湿磨过程中，硅质材料中所含二氧化硅能与化工白泥渣中所含的氢氧化钙发生水化反应而降低有效的氢氧化钙含量，不利于制备蒸压加气砌块材料生产的后续进行的加气反应。
本发明涉及一种电石渣精制晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料极其方法，其中将含硅质材料粉煤灰(或河砂，或粉煤灰与河砂混合物)与水混合进行湿磨得到硅质料浆，将上述料浆中加入水泥、石膏粉、硫酸钠或氯化钙或氯化镁，搅拌2-10分钟，加热至40.0-45.0℃，加入生石灰和电石渣精制石灰，搅拌，然后加入铝膏(或铝粉)或水与铝膏(或铝粉)混合物，搅拌30.0-50.0秒，成蒸汽加气砌块浇注料浆，进行发气、静停、切割，并蒸压成型。
发明内容
本发明目涉及一种利用以电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料。本发明目提供一种利用以电石渣精制晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料的方法和工艺操作过程如图所示。
硅质浆料的制备：将硅质原料粉煤灰(或河砂，或粉煤灰与河砂混合物)进行湿磨制得95.0％细度大于180目的硅质浆料，水固质量比采用0.7-1.3∶1.0；
硅质混合浆料的制备：在硅质浆料中加入水泥、石膏粉、硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)搅拌混合；搅拌混合在带水夹套的反应釜中于室温下进行，其中90.0％以上颗粒过180目，各料分的质量比为硅质浆料∶水泥∶石膏∶硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)为65.0-80.0∶8.0-15.0∶1.0-3.0∶0.0-2.0，搅拌时间为2.0-10.0分钟；
将上述硅质混合浆料采用水夹套维持浆料温度为40.0-45.0℃；
电石渣精制晶石灰的加入：在上述硅质混合浆料中加入电石渣精制晶石灰，搅拌混合；
搅拌混合在带水夹套的反应釜中于室温下进行，其中电石渣精制晶石灰与硅质混合浆料的各物料的质量比为：硅质浆料∶水泥∶石膏∶硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)∶电石渣精制石灰为65.0-80.0∶8.0-15.0∶1.0-3.0∶0.0-2.0∶4.0-10.0，搅拌分散时间为1.0-3.0分钟；
生石灰粉的加入：在上述电石渣精制晶石灰-硅质混合浆料中加入生石灰粉，搅拌混合；搅拌混合在带水夹套的反应釜中于室温下进行，其中生石灰粉与电石渣精制晶石灰-硅质混合浆料的各物料的质量比为：硅质浆料∶水泥∶石膏∶硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)∶电石渣精制晶石灰∶生石灰粉为65.0-80.0∶8.0-15.0∶1.0-3.0∶0.0-2.0∶4.0-10.0∶7.0-12.0，搅拌分散时间为1.0-3.0分钟；
铝膏(或铝粉)(或水与铝膏(或铝粉)混合物)的加入：加入铝膏(或铝粉)(或水与铝膏(或铝粉)混合物)，其中铝膏(或铝粉)与上述浆料的各物料的质量比为：硅质浆料∶水泥∶石膏∶硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)∶电石渣精制晶石灰∶生石灰∶铝膏(或铝粉)为65.0-80.0∶8.0-15.0∶1.0-3.0∶0.0-2.0∶4.0-10.0∶0.07-0.1，搅拌混合，搅拌速度为120-180转/分钟，搅拌时间为30.0-50.0秒，出料进入模具进行浇注；
完成浇注的模具进入热静停车预养，静停车预养温度75.0-90.0℃，静停时间为2.5h，达到切割强度后，进行切割，之后进入釜前静停室养护。
将切割后的坯体拉入釜内进行蒸压养护，蒸汽压力1.2MPa，温度180℃左右，恒压蒸养时间大于10.0小时。
依上所述，本发明利用以电石渣精制晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料极其方法；在制备蒸压加气砌块材料的浆料中，各物料的质量比为：硅质浆料∶水泥∶石膏∶硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)∶电石渣精制晶石灰∶生石灰∶铝膏(或铝粉)为65.0-80.0∶8.0-15.0∶1.0-3.0∶0.0-2.0.∶4.0-10.0∶0.07-0.1，且其中水固质量百分比为0.8-1.2∶1.0。
依上所述，本发明利用的电石渣精制晶石灰是通过对聚氯乙烯生产的副产物电石渣精制而得到，减少了其中碳酸钙、未燃碳等杂质含量，也减少了它们对加气砌块材料质量的不利影响；本发明利用的硅质原料为粉煤灰(或河砂，或粉煤灰与河砂混合物。
本发明与现有技术及所公开的相关专利技术相比，其具有很大的技术优点：
(1)采用电石渣精制晶石灰能减少电石渣中碳酸钙、未燃碳等杂质对加气砌块材料质量的不利影响，有利于提高加气砌块材料质量；
(2)采用将电石渣精制晶石灰加入到硅质混合浆料中的工艺，较中国专利公开号CN 195483A将化工白泥渣与硅质原料混合湿磨制得硅质混合浆料的工艺能有效地避免在湿磨过程中钙硅反应，有利于控制加气反应过程中浆料中有效的氢氧化钙含量，从而有利于制备蒸压加气砌块材料生产的后续进行的加气反应，且在本发明所提供的该工艺的操作条件下，并不影响浆料的均匀性；
(3)采用电石渣精制晶石灰能代替30-45％的生石灰用于生产加气砌块材料，大大地降低了生产成本；
(4)采用本发明提供的技术生产的加气砌块材料具有环保、质轻、强度高、节能的特点，可替代现有技术生产的加气砌块材料用于框架结构的墙体填充和屋面隔热及保温工程。
附图说明：
以电石渣精制晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法的生产流程图。
具体实施方案
结合流程图，本发明电石渣精制晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，按以下工艺步骤进行生产操作：
1、材料选用：电石渣精制晶石灰含水率质量百分比为30.0％，氢氧化钙质量百分比含量为66.0％，生石灰中的氧化钙质量百分比含量为82.0％；粉煤灰中的二氧化硅的质量百分比含量为61.0％，氧化铝的质量百分比含量为27.5％，氧化钙质量百分比含量为4.5％，氧化铁质量百分比含量为3.0％；普通硅酸盐水泥。
2、将粉煤灰与水按质量百分比粉煤灰∶水为57∶43加入球磨机中进行湿磨，控制颗粒细度，90％以上的颗粒过180目，制备硅质浆料备用；
3、取1200.0公斤硅质浆料、150.0公斤水泥、15.0公斤石膏粉、5.0公斤硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)加入到带水夹套的反应釜中于室温下进行搅拌混合5.0分钟得到硅质混合浆料；
4、将浆料采用水夹套加热至42.0℃
5、在上述所得到的硅质混合浆料中，加入200.0公斤电石渣精制晶石灰，搅拌分散1.0-3.0分钟；
6、取200.0公斤生石灰加入到上述电石渣精制晶石灰-硅质混合浆料中，搅拌分散时间1.0-3.0分钟；
7、往上述浆料中加入16.5公斤铝粉-水混合悬浮液(其中含铝粉1.5公斤)，搅拌分散时间40秒；出料进入模具进行浇注；
8、成浇注的模具进入热静停车预养，静停车预养温度75.0-90.0℃，静停时间为2.5小时，达到切割强度后，进行切割，之后进入釜前静停室养护。
9、将切割好后的坯体拉入釜内进行蒸压养护，蒸汽压力1.2MPa，温度180℃左右，恒压蒸养时间大于10.0小时。采用上述方法生产的蒸压加气砌块的力学性能见表1
表1：本发明生产的蒸压加气砌块的力学性能与国标对照值
Claims (9)
1. 一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于将含硅质材料粉煤灰(或河砂，或粉煤灰与河砂混合物)45.0-60.0％与水40.0-55.0％混合进行湿磨得到硅质料浆，按质量百分比，将上述料浆65.0-80.0％，加入水泥8.0-15.0％，石膏粉(90.0％以上颗粒过180目)1.0-3.0％，硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)0.0-2.5％，搅拌2.0-10.0分钟，制得硅质混合料浆，将硅质混合料浆加热至40.0-45.0℃，再加入电石渣精制石灰4.0-10.0％搅拌1.0-3.0分钟，加入生石灰(90.0％以上颗粒过180目)7.0-12.0％，搅拌1.0-3.0分钟后，然后加入铝膏(或铝粉)0.07-0.1％或水与铝膏(或铝粉)混合物，搅拌30.0-50.0秒，成蒸压加气砌块浇注料浆，进行发气、静停、切割，并蒸压成型。
2. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于其电石渣晶石灰是——将电石渣除出杂质如未燃净碳或氧化铁以后的精石灰泥，其中水分含量小于30％，氢氧化钙含量大于65％。
3. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于其蒸压加气砌块浇注料浆的比例是——硅质料浆∶电石渣精制石灰∶生石灰∶水泥∶石膏粉∶硫酸钠或氯化钙或氯化镁∶铝膏或铝粉的质量百分比为65.0-80.0∶4.0-10.0∶7.0-12.0∶8.0-150∶1.0-3.0∶0.0-2.0∶0.07-0.1，且其中水固质量百分比为0.8-1.2∶1.0。
4. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于其电石渣精制石灰是——加入到已对硅质材料进行湿磨并加入相关组分处理后的硅质混合料浆中，搅拌速度为120-180转/分钟，搅拌时间为1.0-3.0分钟，温度为室温。
5. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于相关组分是指水泥、石膏粉(90.0％以上颗粒过180目)、硫酸钠(或氯化钙或氯化镁)。
6. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于加入铝膏或铝粉质量分数为0.07-0.1％，搅拌速度为120-180转/分钟搅拌时间为30.0-50.0秒，搅拌反应温度为40.0-45.0℃。
7. 根据权利要求1和6所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于其水与铝膏或铝粉混合物是由94.0-89.0％水和6.0-11.0％铝膏或铝粉混合而成。
8. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于完成浇注的模具进入热静停车预养，静停车预养温度75.0-90.0℃，静停时间为2.5小时，达到切割强度后，进行切割，之后进入釜前静停室养护。
9. 根据权利要求1所述一种电石渣晶石灰部分替代生石灰制备蒸压加气砌块材料及其方法，其特征在于切割好后的坯体拉入釜内进行蒸压养护，于蒸汽压力1.2MPa，温度180℃左右下，恒压蒸养时间大于10.0小时。
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