CN109485361A - 一种制备利用钙华修复及养护基料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钙华修护技术领域,尤其涉及一种钙华修护的方法,本发明提供的钙华修护的方法是先分别通过煅烧、消化和碳化得到第一钙华修复基料、第二钙华修复基料和钙华养护基料、第三钙华修复基料;然后将所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华混合,得到钙华修复材料;将所述钙华修复材料压制成型,得到钙华型块;将所述钙华型块与所述钙华养护基料混合,进行养护,得到钙华强化型块。所述方法可以实现钙华的原位修复,并能够提高钙华的修复效果;可以修护破坏程度较大的大量废弃和破碎的钙华,同时在修护过程中不会产生污染物,修护成本低。

Description

一种制备利用钙华修复及养护基料的方法
技术领域
本发明涉及修护钙华技术领域,尤其涉及一种钙华修护的方法。
背景技术
九寨沟-黄龙景区具有丰富多彩的独特钙华景观,并因此被列入“世界文化与自然遗产名录”、国家地质公园及5A级风景名胜区,有着巨大的人文价值与科研价值。钙华又称石灰华,是在地表由岩溶泉、河、湖水沉积形成的大孔隙次生碳酸钙,一般具有多孔隙的海绵状结构,以及薄层壳状、块状构造,因此钙华的成分主体为碳酸钙。而2017年九寨沟发生的7.0级地震,使得九寨沟独特壮丽的钙华景观受到严重损毁,钙华坝受损严重难以自然恢复,需加以人工干预对钙华坝进行修护。地震导致该地区出现大量废弃和破碎的钙华,极大的影响着该区域的景观价值,而且这部分钙华无法进行原地直接利用,需要经过人工回收处理。
目前,钙华坝体裂缝、缺口或坍塌部分可以通过钙华地质用材料进行修复,如,专利号为201611032119.2的中国专利公开了一种钙华地质用修补剂、修补液及其修补液的应用,可以用于钙华边坝坍塌区域的修复。专利号为201611031004.1的中国专利公开了一种钙华地质用补缝剂及其应用,可以用于钙华破损边坝缝隙的修补。专利号为201810580313的中国专利公开了一种钙华地质用喷涂材料及其应用,可用于实现对钙华地质无损无污染的修复。但是,如何对破坏程度较大的大量废弃和破碎的钙华进行修护,现有技术中并没有任何相关的记载。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钙华修护的方法,所述方法可以修护破坏程度较大的大量废弃和破碎的钙华。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种钙华修护的方法,包括以下步骤:
将含碳酸钙的原料与生物质燃料混合,进行煅烧,得到第一钙华修复基料和钙华养护基料;
将含氧化钙的原料与水混合,进行消化,得到第二钙华修复基料;
将含氢氧化钙的原料和含二氧化碳的原料反应,进行碳化,得到第三钙华修复基料;
将所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华混合,得到钙华修复材料;
将所述钙华修复材料压制成型,得到钙华型块;
将所述钙华型块与所述钙华养护基料混合,进行养护,得到钙华强化型块。
优选的,所述含碳酸钙的原料为废弃的钙华或碳酸钙质量含量为>95%的矿物;
所述含碳酸钙的原料与生物质燃料的质量比为20:(4~5)。
优选的,所述含氧化钙的原料为第一钙华修复基料或纯度>95%的氧化钙;
所述含氧化钙的原料与水的质量比为1:(4~7)。
优选的,所述钙华养护基料中二氧化碳的质量含量为30%~70%。
优选的,所述含氢氧化钙的原料为第二钙华修复基料或纯度>95%的氢氧化钙;
所述含氢氧化钙的原料与含二氧化碳的原料中的二氧化碳的质量比为1:(0.5~1.5)。
优选的,所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华的质量比为(5~10):(10~20):(5~10):(60~80)。
优选的,所述第三钙华修复基料替换为质量浓度为20%~70%的碳酸氢钙浆料;
所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述碳酸氢钙浆料和钙华的质量比为(5~10):(10~20):(5~20):(60~80)。
优选的,所述养护的温度为100~300℃,所述养护的时间为1~5h。
优选的,所述钙华养护基料替换为能够维持养护过程的温度为100~300℃,二氧化碳含量的体积含量为30%~70%的气体。
优选的,所述煅烧的温度为900~1200℃,所述煅烧的时间为1~6h。
本发明提供了一种钙华修护的方法,包括以下步骤:将含碳酸钙的原料与生物质燃料混合,进行煅烧,得到第一钙华修复基料;将含氧化钙的原料与水混合,进行消化,得到第二钙华修复基料和钙华养护基料;将含氢氧化钙的原料和二氧化碳混合,进行碳化,得到第三钙华修复基料;将所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华混合,得到钙华修复材料;将所述钙华修复材料压制成型,得到钙华型块;将所述钙华型块与所述钙华养护基料混合,进行养护,得到钙华强化型块。本发明提供的上述方法可以实现钙华的生态修复,并能够提高钙华的修复效果;可以修护破坏程度较大的大量废弃和破碎的钙华,同时在修护过程中不会产生污染物,修护成本低。
附图说明
图1为钙华修护的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种钙华修护的方法,包括以下步骤:
将含碳酸钙的原料与生物质燃料混合,进行煅烧,得到第一钙华修复基料和钙华养护基料;
将含氧化钙的原料与水混合,进行消化,得到第二钙华修复基料;
将含氢氧化钙的原料和含二氧化碳的原料反应,进行碳化,得到第三钙华修复基料;
将所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华混合,得到钙华修复材料;
将所述钙华修复材料压制成型,得到钙华型块;
将所述钙华型块与所述钙华养护基料混合,进行养护,得到钙华强化型块。
在本发明中,若无特殊说明,所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将含碳酸钙的原料与生物质燃料混合,进行煅烧,得到第一钙华修复基料;在本发明中,所述含碳酸钙的原料优选为碳酸钙质量含量为>95%的矿物或废弃的钙华;在本发明中,所述废弃的钙华的来源优选为待修复的废弃钙华或破碎的钙华。在本发明中,所述碳酸钙质量含量为>95%的矿物优选为石灰岩和/或大理石。
在本发明中,将含碳酸钙的原料与生物质燃料混合前优选对含碳酸钙的原料进行预处理;所述预处理优选包括破碎和筛分;本发明对所述破碎没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的破碎过程进行即可。本发明对所述筛分没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的筛分过程并能够得到粒径为0.1~30mm的含碳酸钙的原料即可。
在本发明中,所述生物质燃料优选为碳含量为75~95%的可燃物;可以具体的优选为低硫煤。
在本发明中,所述含碳酸钙的原料与生物质燃料的质量比优选为20:(4~5),更优选为20:(4.4~4.6)。
本发明对所述混合没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的混合方法、能够将所述含碳酸钙的原料与生物质燃料混合均匀即可。
在本发明中,所述煅烧的温度优选为900~1200℃,更优选为950~1150℃,最优选为1000~1100℃;所述煅烧的时间优选为1~6h,更优选为2~5h,最优选为3~4h。
在本发明中,所述钙华养护基料为煅烧完成后反应生成的烟气;所述钙华养护基料包括二氧化碳和燃烧后残余的空气;所述二氧化碳优选为生物质燃料充分燃烧和含碳酸钙的原料煅烧后的产物。所述钙华养护基料中二氧化碳的体积含量优选为30%~70%。
得到第一钙华修复基料和钙华养护基料后,本发明将含氧化钙的原料与水混合,进行消化,得到第二钙华修复基料和钙华养护基料。在本发明中,所述含氧化钙的原料优选为所述第一钙华修复基料或纯度>95%的氧化钙;在本发明中,所述纯度>95%的氧化钙的粒径优选为<1mm,更优选为<0.75μm。本发明对所述纯度>95%的氧化钙是否进行预处理没有任何特殊的限定,能够保证所述纯度>95%的氧化钙的粒径在上述范围内即可。
在本发明中,所述含氧化钙的原料与水的质量比优选为1:(4~7),更优选为1:(5~6)。
在本发明中,所述消化反应的温度优选为60~300℃,更优选为100~200℃;所述消化反应的时间优选为20~160min,更优选为40~120min。
在本发明中,所述消化反应优选在搅拌的条件下进行,本发明对所述搅拌没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌进行即可。
消化完成后,本发明优选对消化后得到的浆料进行干燥,得到第二钙华修复基料;本发明对所述干燥没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的干燥进行即可。
得到第二钙华修复基料后,本发明将含氢氧化钙的原料和二氧化碳混合,进行碳化,得到第三钙华修复基料。在本发明中,所述含氢氧化钙的原料优选为第二钙华修复基料或纯度>95%的氢氧化钙;在本发明中,所述纯度>95%的氢氧化钙的粒径优选为<1mm,更优选为<0.75μm。本发明对所述纯度>95%的氢氧化钙是否进行预处理没有任何特殊的限定,能保证所述纯度>95%的氢氧化钙的粒径在上述范围内即可。
本发明对所述二氧化碳的来源没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的二氧化碳来源即可。
在本发明中,所述含氢氧化钙的原料与二氧化碳的质量比优选为1:(0.5~1.5),更优选为1:(0.8~1.2)。
在本发明中,所述碳化的温度优选为20~60℃,更优选为30~50℃;所述碳化的时间优选为30~120min,更优选为60~100min。
在本发明中,所述第三钙华修复基料为含碳酸氢钙的浆料;所述含碳酸氢钙的浆料中碳酸氢钙的质量含量优选为20%~80%,更优选为40%~60%。
得到第三钙华修复基料后,本发明将所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华混合,得到钙华修复材料;在本发明中,所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华的质量比优选为(5~10):(10~20):(5~10):(60~80),更优选为(6~9):(12~18):(6~9):(65~75),最优选为(7~8):(14~16):(7~8):(68~72)。在本发明中,所述第三钙华修复基料的质量优选以纯碳酸氢钙的质量计。
在本发明中,所述第三钙华修复基料优选替换为质量浓度为20%~80%的碳酸氢钙浆料。
本发明对所述混合没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的混合即可。
得到钙华修复材料后,本发明将所述钙华修复材料压制成型,得到钙华型块。在本发明中,所述压制成型的压力优选为3~15MPa,更优选为8~10MPa。
得到钙华型块后,本发明将所述钙华型块与所述钙华养护基料混合,进行养护,得到钙华强化型块。在本发明中,所述钙华养护基料优选替换为能够维持养护过程的温度100~300℃,二氧化碳含量的体积含量为30%~70%的气体;在本发明中,所述养护的温度优选为100~300℃,更优选为150~250℃,最优选为180~220℃;所述养护的时间优选为1~5h,更优选为2~4h。
在本发明中,上述钙华修复的方法优选在图1所述的修复流程中进行,所述流程可以根据原料的选择以及需要制备得到的产品来选择其中的一步或几步进行,即,所述修复流程可以分离组合,分离后可使各单元单独制备一种或几种钙华修复基料及材料。
下面结合实施例对本发明提供的钙华养护的方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将1吨石灰岩进行破碎筛分后,与200Kg标煤混合,在900℃下煅烧5h,生成0.56吨第一钙华修复基料和1吨钙华养护基料(以纯二氧化碳计)。
实施例2
将1吨纯度>95%的氧化钙和4吨水混合,在300℃和搅拌的条件下进行消化反应160min,干燥,得到1.32吨第二钙华修复基料。
实施例3
将1吨纯度>95%的氢氧化钙和1.2吨二氧化碳混合,进行碳化反应(60℃,100min),得到2.2吨第三钙华修复基料。
实施例4
将1吨废弃钙华原料进行破碎筛分后,与250Kg标煤混合,在1200℃下煅烧5h,生成0.56吨第一钙华修复基料和1.5吨钙华养护基料(以纯二氧化碳计)。
将0.56吨第一钙华修复基料和3.92吨水混合,在100℃和搅拌的条件下进行消化反应100min,干燥,得到0.74吨第二钙华修复基料。
将0.74吨第二钙华修复基料和0.88吨二氧化碳混合,进行碳化反应(60℃,100min),得到2.2吨第三钙华修复基料。
实施例5
将1吨废弃钙华原料进行破碎筛分后,与220Kg标煤混合,在1200℃下煅烧3h,生成0.56吨第一钙华修复基料和1.3吨钙华养护基料(以纯二氧化碳计)。
将0.56吨第一钙华修复基料和2.24吨水混合,在120℃和搅拌的条件下进行消化反应20min,干燥,得到0.74吨第二钙华修复基料。
将0.74吨第二钙华修复基料和0.44吨二氧化碳混合,进行碳化反应(50℃,80min),得到第三钙华修复基料。
实施例6
按照60:10:20:10的配比将钙华、第一钙华修复基料、第二钙华修复基料和第三钙华修复基料混合,得到钙华修复材料;
在15MPa下,将所述钙华修复材料进行压制成型,得到钙华型块;
按照质量比为1:0.5配比,将所述钙华型块与钙华养护基料混合,进行养护(100℃,5h),得到钙华强化型块。
实施例7
按照80:5:10:5的配比将钙华、第一钙华修复基料、第二钙华修复基料和第三钙华修复基料混合,得到钙华修复材料;
在10MPa下,将所述钙华修复材料进行压制成型,得到钙华型块;
按照质量比为1:0.1配比,将所述钙华型块与钙华养护基料混合,进行养护(100℃,5h),得到钙华强化型块。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钙华修护的方法,包括以下步骤:
将含碳酸钙的原料与生物质燃料混合,进行煅烧,得到第一钙华修复基料和钙华养护基料;
将含氧化钙的原料与水混合,进行消化,得到第二钙华修复基料;
将含氢氧化钙的原料和含二氧化碳的原料反应,进行碳化,得到第三钙华修复基料;
将所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华混合,得到钙华修复材料;
将所述钙华修复材料压制成型,得到钙华型块;
将所述钙华型块与所述钙华养护基料进行养护,得到钙华强化型块。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含碳酸钙的原料为废弃的钙华或碳酸钙质量含量为>95%的矿物;
所述含碳酸钙的原料与生物质燃料的质量比为20:(4~5)。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含氧化钙的原料为第一钙华修复基料或纯度>95%的氧化钙;
所述含氧化钙的原料与水的质量比为1:(4~7)。
4.如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述钙华养护基料中二氧化碳的质量含量为30%~70%。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含氢氧化钙的原料为第二钙华修复基料或纯度>95%的氢氧化钙;
所述含氢氧化钙的原料与含二氧化碳的原料中的二氧化碳的质量比为1:(0.5~1.5)。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述第三钙华修复基料和钙华的质量比为(5~10):(10~20):(5~10):(60~80)。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第三钙华修复基料替换为质量浓度为20%~70%的碳酸氢钙浆料;
所述第一钙华修复基料、所述第二钙华修复基料、所述碳酸氢钙浆料和钙华的质量比为(5~10):(10~20):(5~20):(60~80)。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述养护的温度为100~300℃,所述养护的时间为1~5h。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钙华养护基料替换为能够维持养护过程的温度为100~300℃,二氧化碳的体积含量为30%~70%的气体。
10.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述煅烧的温度为900~1200℃,所述煅烧的时间为1~6h。
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