CN106977125A - 一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法，造纸绿泥经干化、煅烧、球磨，得到绿泥灰粉末，绿泥灰粉末经搅拌溶解后静置，得到上清液和底渣；所述底渣经压滤后与粉煤灰掺混作为混凝土掺合料。本发明一方面避免了造纸绿泥填埋，另一方面有效利用了绿泥碱回收后产生的大量废渣，同时，绿泥灰溶液的上清液可用于造纸厂燃煤锅炉脱硫系统。

Description

一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法
技术领域
本发明属于建材技术领域，涉及混凝土掺合料，具体涉及一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法。
背景技术
制浆造纸在碱回收苛化工艺中产生大量绿泥。目前国内行业中80％仍是传统填埋方式。绿泥填埋处理不仅占用大量土地，而且对地下水体、环境造成严重的污染。绿泥成分复杂，含有大量钠、钙、镁、硅、铁以及游离碳等物质。绿泥由于含有大量无机质，具有作为建筑材料的潜力，然而由于大量钠、钾的存在造成绿泥碱性较强，难以用作建筑材料。为此，碱再回收，降低绿泥碱性，是解决绿泥建材化的关键步骤。同时，碱回收后会产生大量废渣，目前虽有报道介绍绿泥在水泥砖制备中的应用，但是，现有的技术无法大量解决绿泥碱回收后产生的废渣。造纸绿泥碱回收底渣作为混凝土掺合料的应用目前未见报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法，保证混凝土掺合料较佳使用性能的同时解决绿泥碱回收后的大量废渣的处置问题。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术方案：
一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法，造纸绿泥经干化、煅烧、球磨，得到绿泥灰粉末，绿泥灰粉末经搅拌溶解后静置，得到上清液和底渣；
所述底渣经压滤后与粉煤灰掺混作为混凝土掺合料。
所述造纸绿泥干化处理后的烟气经过除尘处理产生的颗粒物与压滤后的底渣及粉煤灰掺混作为混凝土掺合料。
所述压滤后的底渣与粉煤灰掺混时，按照质量比1:2-4掺混。
所述干化处理为接触式干燥，所述造纸绿泥干化处理后含水率降低至质量浓度10％以下。
所述煅烧条件包括800-850℃，煅烧10-30min。
所述球磨时，采用球磨机将绿泥灰研磨至180目以下。
所述造纸绿泥干化和煅烧可在煅烧炉中依次进行。
本发明的有益效果为：
(1)本发明一方面避免了造纸绿泥填埋，另一方面有效利用了绿泥碱回收后产生的大量废渣，同时，绿泥灰溶液的上清液可用于造纸厂燃煤锅炉脱硫系统。
(2)本发明制备的混凝土掺合料中含有较高成分的氧化钙，水化活性强，掺混后混凝土具有更好的和易性和强度，相关性能符合《混凝土质量控制标准》(GB50164-2011)的指标要求。
(3)本发明制备掺合料时的所有原料，均来自造纸过程产生的废弃物，其中，粉煤灰收集自造纸场内燃煤锅炉，可实现造纸废弃资源的最大化利用。另外，本方法所涉及到的绿泥处理步骤均采用已有的工艺，用于制备混凝土掺合料，实现简单，可操作性强。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法，绿泥碱回收可作为燃煤锅炉脱硫系统原始碱液。具体的：
(1)造纸绿泥干化，以煅烧炉烟气为热源，将造纸绿泥进行接触式干燥，使其从原始含水率降低至10％以下，烟气经除尘、碱洗后达标排放，烟气除尘收集的颗粒物与绿泥灰，粉煤灰掺混作为混凝土掺合料；
(2)煅烧，在800-850℃，在煅烧炉中煅烧10-30min，完全焚烧去除绿泥中的有机质，并使造纸绿泥中的盐分分解为氧化物，并转化为绿泥灰。可在煅烧炉中依次实现实现造纸绿泥干化和煅烧；
(3)绿泥灰球磨，采用球磨机，将绿泥灰研磨至180目以下；
(4)溶解，将球磨后的绿泥灰粉末投入溶解槽，搅拌后静置，上清液作为造纸厂内锅炉烟气脱硫系统的原始碱液，溶解时通入空气，按照空气中二氧化碳浓度与绿泥灰中氧化钙浓度确定2-4:1；
(5)将溶解槽内的底渣压滤后，按一定比例与造纸厂锅炉系统产生的粉煤灰混合，作为混凝土掺合料，滤出液返回步骤(3)继续使用。
本方法中的绿泥煅烧条件及绿泥灰碱回收的程度等，会直接影响最终的混凝土掺合料的质量。分析表明，造纸绿泥经800-850℃，10-30min煅烧后，游离碳可完全焚烧去除，盐分可转化为氧化物，碱性更强，pH值可提高1-2级，溶解性显著增强，因此将造纸绿泥转化为绿泥灰，实现碱回收的难度显著降低。综合考虑整个造纸环节，绿泥灰溶解得到的上清液可用于燃煤锅炉脱硫系统，高氧化钙含量的底渣可与粉煤灰掺混作为混凝土掺合料。
实施例2
本实施例提供一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法，具体的：
(1)将100单位质量含水率40％的造纸绿泥以煅烧炉烟气为热源，采用旋转窑干燥炉干燥至含水率10％，干绿泥质量为66.7单位质量，烟气经旋风分离器除尘后经后续处理达标排放，从旋风分离器底部收集粉尘颗粒物备用。
(2)将66.7单位质量含水率10％的造纸绿泥以天然气为燃料，采用煅烧炉在815℃煅烧20min，转化为40单位质量的绿泥灰，煅烧烟气用于步骤(1)绿泥干化。
(3)采用球磨机将40单位质量的绿泥灰球磨至180目以下。
(4)采用400单位自来水在溶解槽中溶解40单位质量绿泥灰，溶解过程中不断添加工艺水与绿泥灰，绿泥灰溶液溢流至静置槽，静置槽中回收180单位体积的上清液，实现碱回收，可作为造纸厂内燃煤锅炉脱硫系统的原始碱液。
(5)定期清理溶解槽和静置槽内的底渣，经压滤，底渣与场内燃煤锅炉产生的粉煤灰按照1:2的质量比，与旋风分离器底部收集的粉尘颗粒物无限掺混，作为建材混凝土掺合料，滤液回用至绿泥灰球磨过程。
绿泥灰、绿泥溶解底渣，混凝土掺合料的组分如表1所示。
表1各组分含量
组分 绿泥灰粉末含量(％) 底渣含量(％) 混凝土掺合料含量(％)
Fe2O3 4.45 8.04 6.01
SiO2 8.62 15.57 38.52
Al2O3 1.46 2.64 20.88
P2O5 0.43 0 0
MnO 0.6 1.08 0.36
CaO 27.95 0 23.28
MgO 6.97 12.59 5.53
TiO2 0.14 0.25 0.08
K2O 0.82 0 0
Na2O 37.38 0 0
SO3 11.18 0 0
Ca(OH)2 0 59.83 1.34
残炭 0 0 4
经煅烧、球磨后的绿泥灰粉末中残碳含量为零，总钙(CaO)为27.95％，有效钙(Ca(OH)2)为零，盐分物质大都以氧化物形式存在，混凝土掺和料中SiO2、Al2O3、CaO的占比分别为38.52％、20.88％、23.28％，活性较高，用于制备混凝土时，可有效改善混凝土的和易性、节约水泥及调节混凝土强度等级，在本发明底渣与粉煤灰的比例范围内，底渣含量相对较高则混凝土强度越高。
实施例3
本实施例利用实施例2制备的混凝土掺合料制备C40混凝土，按照《混凝土质量控制标准》(GB50164-2011)规定的方法进行试验，检测混凝土的塌落度及力学性能，其结果符合《混凝土拌合物性能试验方法》(GB/T 50080)及《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107)的各项规定。

Claims (7)

1.一种利用造纸绿泥碱回收底渣制备混凝土掺合料的方法，其特征在于，
造纸绿泥经干化、煅烧、球磨，得到绿泥灰粉末，绿泥灰粉末经搅拌溶解后静置，得到上清液和底渣；
所述底渣经压滤后与粉煤灰掺混作为混凝土掺合料。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述造纸绿泥干化处理后的烟气经过除尘处理产生的颗粒物与压滤后的底渣及粉煤灰掺混作为混凝土掺合料。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述压滤后的底渣与粉煤灰掺混时，按照质量比1:2-4掺混。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述干化处理为接触式干燥，所述造纸绿泥干化处理后含水率降低至质量浓度10％以下。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述煅烧条件包括800-850℃，煅烧10-30min。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述球磨时，采用球磨机将绿泥灰研磨至180目以下。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述造纸绿泥干化和煅烧可在煅烧炉中依次进行。
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