CN108069685A - 一种采用废弃物制备环保型建材的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建材的制备方法；将磷矿渣、大理石废浆、废竹屑、废木屑等工业及生活废弃物作为原材料制备而成建材，实现了废物的循环利用，减少了对环境的污染，符合可持续发展战略要求；同时，工艺中添加了海藻、竹屑，能够有效提升建材的强度，使得其适用范围更加广泛；配方中添加了改性鳞片石墨，能够有效促进各物料之间的融合，减少成型后建材内部的裂痕，增强建材的力学性能，同时，可使得制备出的建材具有良好的耐酸碱性，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种建材的制备方法，特别是采用废矿及废木制成环保建材的制备方法。
背景技术
在全世界能源和自然资源保护日益重要的背景下，随着产业政策的调整和环境保护意识的提高，其他工业废弃物的利用也呈现上升趋势，大多数国家对工业废弃物在施工过程中具有的经济、环境和技术方面的优势表现出积极的兴趣，许多工业废弃物被证明可以被循环利用，成为发展循环经济和可持续发展的动力。
人类社会工业及经济的发展和人类生活水平的提高及其多样化的结果，则形成了大生产化、高消耗化和多废弃化的社会体系。特别是大量的城市垃圾，不得不采用焚烧减容无害化和填埋处理。但是占用土地及环境污染仍是最大的社会问题。解决这个日益深刻化问题的最有力的对策是推行垃圾及工业废弃物再资源化，将各种工业废弃物或城市建设废弃物作为原材料生产制备建材，起到节省天然资源，利废环保等效果，成为发展循环经济和可持续发展的动力。
发明内容
本发明将磷矿渣、大理石废浆、废竹屑、废木屑等工业及生活废弃物作为原材料制备而成建材，实现了废物的循环利用，减少了对环境的污染，符合可持续发展战略要求；此外，通过对添加剂及制备工艺的控制，生产出的建材具有优良的耐酸碱性，且具有高强的力学性能，适用范围广泛。
本发明的技术方案如下：
一种采用废弃物制备环保型建材的方法：（1）原材料包括磷矿渣45-75份、大理石废浆15-26份、粉煤灰13-22份、水泥35-40份、石膏9-14份、改性鳞片石墨1.5-4份、废竹屑3-8份、海藻2-6份、废木屑8-15份；（2）将天然鳞片石墨在100℃-125℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡2-4h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至75℃-90℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.01-0.05%十二烷基硫酸钠，升温至85℃-110℃后继续搅拌混合1-1.5h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得所述建材。
优选的，步骤（1）中所述原材料包括磷矿渣55份、大理石废浆20份、粉煤灰17份、水泥38份、石膏11份、改性鳞片石墨2.5份、废竹屑5份、海藻4份、废木屑11份。
其中，所述步骤（4）的挤出温度为：一区140℃～160℃，二区 155℃～175℃、三区150℃～170℃、四区150℃～175℃、五区 155℃～175℃、六区145℃～160℃、七区140℃～160℃、模头135℃～ 155℃。
本发明具有如下优点：
1、本发明采用工业废矿、建筑废料等作为原材料制成建材，实现了废物的循环利用，节约了资源，符合当下的可持续发展战略；
2、工艺中添加了海藻、竹屑，能够有效提升建材的强度，使得其适用范围更加广泛；
3、通过对天然鳞片石墨的改性，提升其润湿性，配方中添加该改性鳞片石墨，能够有效促进各物料之间的融合，减少成型后建材内部的裂痕，增强建材的力学性能，同时，鳞片石墨具有优良的耐腐蚀性能，可使得制备出的建材具有良好的耐酸碱性，延长使用寿命。
具体实施方式
实施例1：
一种采用废弃物制备环保型建材的方法：（1）原材料包括磷矿渣:5份、大理石废浆20份、粉煤灰17份、水泥38份、石膏11份、改性鳞片石墨2.5份、废竹屑5份、海藻4份、废木屑11份；（2）将天然鳞片石墨在115℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡3h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至80℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.03%十二烷基硫酸钠，升温至100℃后继续搅拌混合1h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；
其中，所述步骤（4）的挤出温度为：一区140℃～160℃，二区 155℃～175℃、三区150℃～170℃、四区150℃～175℃、五区 155℃～175℃、六区145℃～160℃、七区140℃～160℃、模头135℃～ 155℃。
实施例2：
一种采用废弃物制备环保型建材的方法：（1）原材料包括磷矿渣75份、大理石废浆26份、粉煤灰22份、水泥35份、石膏9份、改性鳞片石墨4份、废竹屑3份、海藻2份、废木屑15份；（2）将天然鳞片石墨在100℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡2h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至75℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.01%十二烷基硫酸钠，升温至110℃后继续搅拌混合1h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；其余同实施例1。
实施例3：
一种采用废弃物制备环保型建材的方法：（1）原材料包括磷矿渣45份、大理石废浆15份、粉煤灰13份、水泥40份、石膏14份、改性鳞片石墨1.5份、废竹屑8份、海藻6份、废木屑8份；（2）将天然鳞片石墨在125℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡4h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至90℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.05%十二烷基硫酸钠，升温至85℃后继续搅拌混合1.5h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；其余同实施例1。
实施例4：
（1）原材料包括磷矿渣50份、大理石废浆18份、粉煤灰14份、水泥37份、石膏12份、天然鳞片石墨3份、废竹屑5份、海藻4份、废木屑10份；（2）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、天然鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.02%十二烷基硫酸钠，升温至105℃后继续搅拌混合1.5h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（3）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；其余同实施例1。
实施例5：
（1）原材料包括磷矿渣55份、大理石废浆23份、粉煤灰16份、水泥38份、石膏10份、改性鳞片石墨1.5份、废木屑11份；（2）将天然鳞片石墨在115℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡4h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至80℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.04%十二烷基硫酸钠，升温至100℃后继续搅拌混合1h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；其余同实施例1。
实施例6：
（1）原材料包括磷矿渣70份、大理石废浆23份、粉煤灰15份、水泥38份、石膏12份、改性鳞片石墨1份、废竹屑9份、海藻7份、废木屑10份；（2）将天然鳞片石墨在105℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡3h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至85℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.01%十二烷基硫酸钠，升温至90℃后继续搅拌混合1.5h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；其余同实施例1。
实施例7：
一种采用废弃物制备环保型建材的方法：（1）原材料包括磷矿渣65份、大理石废浆20份、粉煤灰17份、水泥38份、石膏13份、改性鳞片石墨5份、废竹屑5份、海藻5份、废木屑12份；（2）将天然鳞片石墨在125℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡4h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至90℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.05%十二烷基硫酸钠，升温至105℃后继续搅拌混合1.5h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材；其余同实施例1。
实施例8：
测试上述实施例所得建材的力学性能及耐酸碱性，采用通用建材作为对比例，测试数据如下：
其中，耐酸性测试采用20%硫酸浸泡48h，起泡则记为“+”,不起泡则记为“-”；耐碱性测试采用20%的氢氧化钠浸泡48h，起泡则记为“+”,不起泡则记为“-”；
分析表中数据：实施例1-3具有较强的力学性能及耐酸碱性，且平均值与最小值±值较小，表示所制备的建材内部均匀，融合较好，且实施例1为最优选方案；实施例4鳞片石墨未经过改性，虽然力学性能均有所提高，但平均值与最小值±值较实施例1-3大，说明均匀度较实施例1-3差；实施例5未添加海藻及废竹屑，可见力学性能与对比例差别不大，但耐酸碱性有明显提高；实施例6添加了过量的海藻及废竹屑，但改性鳞片石墨添加较少，虽然力学性能提高，但平均值与最小值±值较实施例1-3大，产品不均匀；实施例7添加了过量的改性鳞片石墨，其各性能较对比例差别不大；由此可得出结论，本发明工艺中添加了海藻、竹屑，能够有效提升建材的强度，使得其适用范围更加广泛，配方中添加了改性鳞片石墨，能够有效促进各物料之间的融合，减少成型后建材内部的裂痕，增强建材的力学性能，同时，可使得制备出的建材具有良好的耐酸碱性。
Claims (3)
1.一种采用废弃物制备环保型建材的方法，其特征在于：（1）原材料包括磷矿渣45-75份、大理石废浆15-26份、粉煤灰13-22份、水泥35-40份、石膏9-14份、改性鳞片石墨1.5-4份、废竹屑3-8份、海藻2-6份、废木屑8-15份；（2）将天然鳞片石墨在100℃-125℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡2-4h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至75℃-90℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.01-0.05%十二烷基硫酸钠，升温至85℃-110℃后继续搅拌混合1-1.5h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材。
2.根据权利要求1所述的一种采用废弃物制备环保型建材的方法，其特征在于：所述步骤（4）的挤出温度为：一区140℃～160℃，二区 155℃～175℃、三区150℃～170℃、四区150℃～175℃、五区 155℃～175℃、六区145℃～160℃、七区140℃～160℃、模头135℃～ 155℃。
3.根据权利要求1所述的一种采用废弃物制备环保型建材的方法，其特征在于：（1）原材料包括磷矿渣:5份、大理石废浆20份、粉煤灰17份、水泥38份、石膏11份、改性鳞片石墨2.5份、废竹屑5份、海藻4份、废木屑11份；（2）将天然鳞片石墨在115℃下煅烧10min，再采用20%盐酸冷却浸泡3h后，过滤干燥得粉末固体，按1g：10ml的比例将粉末固体与质量比为40-50%木质磺酸钠混合，通过硫酸调节pH为4-6，加热至80℃，搅拌反应45min后，自然冷却过滤，收集固体，干燥后得改性鳞片石墨，备用；（3）分别将磷矿渣、废竹屑、废木屑、改性鳞片石墨粉碎至160目以下，再按配比与大理石废浆、粉煤灰、水泥、石膏、海藻混合，加入固体总量的20倍的水，搅拌混合10min后，再加入固体总量的0.03%十二烷基硫酸钠，升温至100℃后继续搅拌混合1h，降温至30℃以下抽滤，收集滤渣；（4）将滤渣转移至挤出机中挤出，得建材。
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| 商平，申俊峰，赵瑞华: "《环境矿物材料》", 31 January 2008 * |
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