CN103524117B

CN103524117B - 粘土烧结砖用固氟剂的制备方法

Info

Publication number: CN103524117B
Application number: CN201310440978.5A
Authority: CN
Inventors: 侯贵华; 王保林; 许宁; 代少俊
Original assignee: Yangcheng Institute of Technology
Current assignee: Yangcheng Institute of Technology; Yancheng Institute of Technology
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: CN103524117A

Abstract

本发明公开了一种粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：40～70份的石灰岩和30～60份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。优点是：利用上述粘土烧结砖用固氟剂的制备方法制备的固氟剂高温固氟率高，稳定性好，而且使用了粉煤灰等工业废料，成本低廉。

Description

粘土烧结砖用固氟剂的制备方法

技术领域

本发明涉及到一种固氟剂的制备方法，特别涉及到一种粘土烧结砖用固氟剂的制备方法。

背景技术

砖是以粘土为主要原料,经过搅拌、成型、干燥、焙烧等工序制成。粘土中含氟量因土样不同而异，高的为521mg/kg，低的为328mg/kg,平均为407mg/kg。由于目前,轮窑砖的烧成温度通常是1 000℃左右,因此砖坯在高温烧制过程中, 除了部分氟化物留存于砖体中，坯土中的大部分氟化物成为气态氟化物逸散到大气。焙烧后氟的留存率因土样不同而异,高的达41%,低的只有5%,平均为18.7%,也就是说,在高温焙烧过程中,粘土中81.3%的氟被释放出来排入大气。虽然土壤含氟量并不高,但坯土作为砖瓦厂生产的主要原料,其耗用量巨大,故氟的排放量也大。统计数据表明,我国粘土砖瓦厂所排放的氟化物占年全国总排放量的31.18%。由此可见,砖瓦厂是重要的大气氟污染源。氟化物对植物的毒性比SO₂大10～1000倍,而且比重比空气小,扩散距离远,往往在较远距离也能危害植物。承担全国90%以上墙体建材的企业,特别是中小砖瓦厂,几乎遍布全国各乡、镇、村。砖瓦厂大量含氟废气的排放若不加以控制,则会给周围农业环境造成很大的污染和危害。由于烧制砖所用的轮窑是一种一边焙烧,一边装窑、出窑的连续式窑炉,砖坯焙烧过程中释放出的氟化物不是全部经过烟道排出,有一部分通过窑门、加料口等无组织排放。以往的除氟装置,只去除去烟道排出的氟化物,除氟率达60%~80%；由于不能去除无组织排放的氟化物,总除氟率仅30%～40%。采用固氟剂拌在砖坯内,可以在烧制过程中将坯土中大部分氟固定,不使氟逸散到大气中去。杨林军发现向坯土中添加适当的碳酸钙、氢氧化钙等钙基物料可使砖存氟率由约25%增至70%以上,且对砖制品质量没有不利影响,从而可有效抑制砖中氟的逸出[杨林军，钙基物料在砖坯烧制过程中固氟特性的研究，环境科学学报,2002,22(3):294～2991]。唐翔宇通过试验证明,以白泥的制备的固氟剂的固氟效果最佳[唐翔宇,固氟剂应用于砖瓦厂氟治理的初步研究,重庆环境科学,1997,19(6):37～401]。已有资料报道固氟剂主要为钙基固氟剂，其原理为CaO与粘土挥发出的氟化氢生成氟化钙（CaF₂），但CaF₂在高温时会分解。用钙基固氟剂，从800℃升高到1200℃ 时，固氟率由70％左右减小到17％左右[任强，燃煤高温固氟工艺和添加剂的实验研究，中国电机工程学报，2004.24（7）:227～230]。其外，未反应的CaO存在于砖中，当砖吸水后生成氢氧化钙而可能引起砖爆裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种粘土烧结砖用固氟剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：40～70份的石灰岩和30～60份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的石灰岩为氧化钙含量大于45%的天然石灰矿岩。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述的粉煤灰为燃煤火力发电厂排放的干排或湿排粉煤灰。

本发明的优点是：利用上述粘土烧结砖用固氟剂的制备方法制备的固氟剂高温固氟率高，稳定性好，而且使用了粉煤灰等工业废料，成本低廉。

具体实施方式

下面通过具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：40～70份的石灰岩和30～60份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。

所述的石灰岩为氧化钙含量大于45%的天然石灰矿岩。

所述的粉煤灰为燃煤火力发电厂排放的干排或湿排粉煤灰。

将粘土烧结砖原料添加0.4～1.0%该固氟剂，按常见粘土砖成型与烧结工艺制得粘土烧结砖,可使砖在烧结过程中的固氟率达到92%以上。

其原理为固氟剂分解产生的CaO与粘土挥发出的氟化氢生成氟化钙（CaF₂），同时，固氟剂产生部分熔融，形成钙、硅、铝和铁等多种元素共有的高温熔融体，该熔融体有良好的吸收氟化氢作用，当温度下降后，熔融体能把CaF₂固结下来，其不会与水发生反应。所选的石灰岩的主要成分为CaCO₃。在600℃左右开始分解，分解得到CaO，到950℃基本分解完全。土壤中氟化物大多在600 ℃开始逸出，主要逸出过程发生在800℃～950 ℃范围内，这与石灰岩分解温度范围基本一致，使石灰岩在整个分解过程中均可参与固氟反应，因而具有较高的固氟率。所选粉煤灰中大量的氧化铁、氧化铝、氧化硅能与石灰岩石分解的CaO和MgO等反应形成高温熔体，一方面能固结CaF₂，另一方面能与氟化氢形成含氟固溶体，从而提高了固氟产物的高温稳定性，有助于提高固氟剂的高温固氟率。

实施例1

粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：40份的石灰岩和60份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。将粘土烧结砖原料添加0.4%该固氟剂，按常见粘土砖成型与烧结工艺制得粘土烧结砖,所使用的粘土的含氟量为506mg/ kg，不添加固氟剂烧成的砖块的含氟量为99 mg/ kg，添加0.4%的固氟剂后，砖块的含氟量为 467 mg/ kg，固氟率为92.2%。

实施例2

粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：50份的石灰岩和50份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。将粘土烧结砖原料添加0.6%该固氟剂，按常见粘土砖成型与烧结工艺制得粘土烧结砖,所使用的粘土的含氟量为506mg/ kg，不添加固氟剂烧成的砖块的含氟量为99 mg/ kg，添加0.6%的固氟剂后，砖块的含氟量为 475 mg/ kg，固氟率为93.8%。

实施例3

粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：60份的石灰岩和40份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。将粘土烧结砖原料添加0.8%该固氟剂，按常见粘土砖成型与烧结工艺制得粘土烧结砖,所使用的粘土的含氟量为506mg/ kg，不添加固氟剂烧成的砖块的含氟量为99 mg/ kg，添加0.8%的固氟剂后，砖块的含氟量为 479 mg/ kg，固氟率为94.6%。

实施例4

粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，按照质量百分选用如下原料：70份的石灰岩和30份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。将粘土烧结砖原料添加1.0%该固氟剂，按常见粘土砖成型与烧结工艺制得粘土烧结砖,所使用的粘土的含氟量为506mg/ kg，不添加固氟剂烧成的砖块的含氟量为99 mg/ kg，添加1.0%的固氟剂后，砖块的含氟量为 481 mg/ kg，固氟率为95.1%。

Claims

1.粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，其特征在于：按照质量百分选用如下原料：40～70份的石灰岩和30～60份粉煤灰混合均匀，磨细使得到的粉料的比表面积为350～450m²/kg，即得固氟剂。

2.按照权利要求1所述的粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，其特征在于：所述的石灰岩为氧化钙含量大于45%的天然石灰矿岩。

3.按照权利要求1所述的粘土烧结砖用固氟剂的制备方法，其特征在于：所述的粉煤灰为燃煤火力发电厂排放的干排或湿排粉煤灰。