CN110054470B - 固化灰渣中重金属的绿色环保混凝土的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固化灰渣中重金属的绿色环保混凝土的制造方法。一种用生活垃圾焚烧发电的飞灰、炉渣和粉煤灰等含重金属元素的工业灰渣，与偏高岭土超细粉(代号MK，比表面积≥600m2/kg)及水淬高炉矿渣超细粉(代号BFS,比表面积≥600m2/kg)为主要原料,按一定质量比例配合,以水玻璃、水及碱溶液喷雾成球,制成粒径<5mm的细骨料及粒径5‑10mm的粗骨料,使灰渣中重金属固化,无害化.再用这种人造粗、细骨料与MK及BFS超细粉按比例配合,加入水玻璃、水及碱溶液,共同搅拌制成混凝土.这种混凝土不用水泥,也不用天然砂石为粗细骨料,耐久性好；是一种省资源、省能源,具有高耐久性的绿色环保型混凝土。

Description

固化灰渣中重金属的绿色环保混凝土的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用生活垃圾焚烧发电的飞灰、炉渣和粉煤灰等含重金属元素的工业灰渣，与偏高岭土超细粉(代号MK，比表面积≥600m2/kg)及水淬高炉矿渣超细粉(代号BFS,比表面积≥600m2/kg)为主要原料,按一定质量比例配合,以水玻璃、水及碱溶液喷雾成球,制成粒径<5mm的细骨料及粒径5-10mm的粗骨料,使灰渣中重金属固化,无害化.再用这种人造粗、细骨料与MK及BFS超细粉按比例配合,加入水玻璃、水及碱溶液,共同搅拌制成混凝土。这种混凝土不用水泥,也不用天然砂石为粗细骨料,耐久性好；是一种省资源、省能源,具有高耐久性的绿色环保型混凝土，属新材料、环境保护工程的领域。
背景技术
生活垃圾焚烧发电是国内外公认的生活垃圾处理的唯一途径.但是生活垃圾焚烧过程中产生的灰渣,含重金属元素及放射性物质，至今，国内外尚未得到安全、有效的处理，对环境污染及对人的危害并未消除；每焚烧1000吨的生活垃圾发电，就会产生100吨炉渣和30吨飞灰，从全国来看，每年排放生活垃圾约5-7亿吨.都用来发电，就会产生5000-7000万吨炉渣，1500-2100万吨飞灰.其危害之大，难以估量。此外，粉煤灰、锅炉渣、矿渣，甚至水泥中也含有超标的重金属元素。因此，如何有效的固化这些材料中的重金属元素，使其无害化、资源化，是当前科技工作者要解决的重大课题。
发明内容
本发明的目的是提出一种固化灰渣中重金属元素的方法；并把灰渣资源化，制造绿色环保型高耐久性混凝土。本方法先把MK超细粉与BFS超细粉配制成复合超细粉,然后将重金属含量超标的灰渣,与复合超细粉按一定比例配合,搅拌均匀,投入成球盘中,用水玻璃、水及碱溶液喷雾成球,制造出粒径5-10mm,及<5mm的人造粗细骨料；灰渣中重金属元素被固化于其中.再用已制造出粒径5-10mm,及<5mm的人造粗细骨料,代替天然的砂、石骨料；用MK超细粉与BFS超细粉复合的超细粉；代替水泥和掺合料,用水玻璃、水及碱溶液为拌合液,可配制出强度等级C30—C60的高耐久性的绿色环保型混凝土。把人造粗细骨料中固化的重金属元素,再次用水玻璃、水及碱溶液拌合MK-BFS起细粉的浆体包裹起来.制成了高耐久性混凝土。达到了省资源,省能源,以及安全绿色环保的目的.
本发明提出的用MK-BFS超细粉,水玻璃、水及碱溶液，制造人造粗、细骨料，固化灰渣中的重金属元素；再用这种人造粗、细骨料，与MK-BFS超细粉、水玻璃-碱溶液配制混凝土，把人造粗细骨料中固化的重金属元素再次包裹起来.，这种安全、耐久、绿色环保的混凝土制造方法，包括以下步骤：
(1).将MK与BFS超细粉，按1:0—0:1的质量比任意配合，成为A料；
(2).将含重金属元素的灰渣,如生活垃圾焚烧发电的飞灰和炉渣，粉煤灰及含重金属的其他工业废渣,过5mm的筛；过筛的部分为B料.大于5mm的灰渣,再经破碎,过5mm筛,仍为B料；
(3).将Na OH、水、水玻璃(模数m＝1)按质量比＝1:(1-1.1):(6-8)的比例配合,得到C料；
(4).将B料与A料，按质量比＝1:0—1:1的比例配合,搅拌均匀,得到D料；
(5).将C料与D料按质量比＝0.38-0.45在成球盘中成球.D料在盘中边转动,边喷入C料,制得粒径<5mm的人造细骨料(G1),及粒径＝5-10mm的粗骨料(G2)；
(6)将A料与G1与G2,按A:G1:G2＝1:(O.8-0.9):(0.9-1.0)的质量比例配合；得到混合料E；
(7)将混合料E倒入混凝土搅拌机中,并按质量比C/A＝0.58-0,65,倒入C料；共同搅拌、成型,得到安全、耐久、绿色、环保型混凝土。
本发明的特点及有益效果
本发明用含重金属元素的灰渣，如生活垃圾焚烧发电的飞灰和炉渣，粉煤灰及含重金属的其他工业废渣,与偏高岭土(MK)及水淬高炉矿渣(BFS)复合的超细粉，按比例配合,并用水玻璃碱溶液喷雾成球,制得粗、细骨料,固化重金属元素.再用这种骨料与水玻璃碱溶液和MK-BFS复合超细粉制成混凝土,使灰渣中的重金属元素被双重固化,稳定安全.将有害、有毒的工业灰渣无害化，并变成了有用的资源。该种混凝土不用水泥和天然砂石；也不用特殊的化学添加剂，按照生产通用的C30,C40及C50混凝土,可节省水泥大约200-300kg/m3,节省天然粗、细骨料约1500kg/m3；生产制造工艺简便，成本低,抗硫酸盐及抗海水侵蚀性能好；是一种省资源、省能源与绿色环保的新型混凝土。可用于海洋开发、城市建设及地下建设等方面工程中.
具体实施方式
以下介绍本发明方法的实施例:
例子中，偏高岭土超细粉(代号MK，比表面积≥600m2/kg)及水淬高炉矿渣超细粉(代号BFS,比表面积≥600m2/kg)。
实施例1
将MK超细粉与BFS超细粉按1:1的比例配合制得A料,将含重金属元素的工业灰渣,过5mm筛孔的筛子,制得B料；按B：A＝1:0的质量比例配合,得到D料。
将Na OH、水与水玻璃(模数m＝1),按1:1:6的质量比例配合,制得C料；将C料与D料,按质量比C/D＝0.45；先将D料倒入成球盘中,成球盘边转动,边喷入C料,制得粒径<5mm的人造细骨料G2；及粒径<5mm-10mm的人造粗骨料G1。
再将A料,与G1、G2按1:0.9:1.0的比例配合；制得E料；倒入混凝土搅拌机中，搅拌1分钟，再投入C料,C料与A料质量比为0.65；共同拌合3分钟,得到绿色环保型的C30混凝土。
实施例2
将MK超细粉与BFS超细粉按1:1的比例配合制得A料,将含重金属元素的工业灰渣，过5mm筛孔的筛子,制得B料；将B与A按质量比＝1:1的比例配合,搅拌均匀,制得D料.将NaOH、水与水玻璃(模数m＝1),按1:1:7的比例配合制得C料.将C料与D料,按质量比C/D＝0.42的比例；先将D料倒入成球盘中,成球盘边转动,边喷入C料,制得人造细骨料G2,及人造粗骨料G1。
再将A料与G1、G2按1:0.8:1.0的质量比例配合,制得E料；倒入混凝土搅拌机中，搅拌1分钟，再投入C料,C料与A料质量比为0.62；共同拌合4分钟,得到绿色环保型的C40混凝土。
实施例3
将MK超细粉与BFS超细粉按0:1的质量比例配合制得A料,将含重金属元素的工业灰渣，过5mm筛孔的筛子,制得B料；按B:A＝6:4的质量比例配合,搅拌均匀,制得D料.将NaQH、水与水玻璃(模数m＝1),按1:1.1:7的质量比例配合，制得C料.将C料与D料,按质量比C/D＝0.40；先将D料倒入成球盘中,成球盘边转动,边喷入C料,制得人造细骨料G2；及人造粗骨料G1。
再将A料与G1、G2按1:0.8:0.9的质量比例配合,制得E料,倒入混凝土搅拌机中，搅拌1分钟，再投C料，C料与A料质量比为比为0.60；共同拌合3分钟,得到绿色环保型的C50混凝土。
实施例4
将MK超细粉与BFS超细粉按0:1的比例配合制得A料,将含重金属元素的工业灰渣，过5mm筛孔的筛子,制得B料；按B:A＝7:3的比例配合,搅拌均匀,制得D料.将Na OH、水与水玻璃(模数m＝1),按1:1:8的比例配合制得C料.C料与D料,按质量比＝0.38；先将D料倒入成球盘中,成球盘边转动,边喷入C料,制得人造细骨料G2；及人造粗骨料G1.
再将A料与G1、G2按1:0.8:0.9的质量比配合,制得E料,倒入混凝土搅拌机中，搅拌1分钟，投入C料,C料与A料质量比为C/A＝0.58；共同拌合4分钟,得到绿色环保型的C60混凝土。

Claims (1)

1.固化灰渣中重金属的绿色环保混凝土的制造方法 ， 其特征在于，包括以下步骤：
1）制造粗、细骨料
(1)将比表面积≥600m2/kg的偏高岭土超细粉及比表面积≥600m2/kg的水淬高炉矿渣超细粉，按0-1：1的比例混合，成为A料；
(2)将含重金属元素的灰渣 过5mm的筛； 过筛的部分为B料； 大于5mm的灰渣， 再经破碎， 过5mm筛， 仍为B料；
(3)将NaOH、水 、水玻璃按质量比 =1: 1-1.1:6-8 的比例配合， 得到C料；
(4) 将B料与A料，按质量比 = 1 : 0.43—1: 1的比例配合， 搅拌均匀， 得到D料；
(5) 将C料与D料按质量比 = 0.38 – 0.45的比例， 在成球盘中成球； D料在成球盘中边转动， 边喷入C料， 制得粒径<5mm 及粒径 = 5-10mm的人造细骨料G1和人造粗骨料G2；
2）制造环保型混凝土
将A料与G1、G2按质量比A : G1:G2 = 1: 0.8 -0.9:1 比例配合， 制得E料，倒入混凝土搅拌机中，搅拌1-2分钟，然后按质量比C/A = 0.58-0.65的比例， 将C料倒入搅拌机中搅拌3-4分钟， 得到混凝土。
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