CN112521179B - 一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其将铜渣、粉煤灰和磷石膏分别干燥、研磨、筛分至80‑100目；按比例和一定的添加顺序进行配料；选用生石灰作为激发剂，α‑烯烃磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠三种混合物作为发泡剂；采用生石灰→少量水→磷石膏+辅料→水泥→水泥发泡剂的加料顺序混料配制成浆料后，浇注成型，经自然静停干燥24h、恒温箱加热干燥24h后，得到建筑墙体保温材料。本发明的优点：固体废物磷石膏不进行脱硫处理，铜渣直接利用，通过加入其他辅助原料与其中的物质反应，以达到除杂作用；选用三种研究较少的阴离子型表面活性剂共同作为水泥发泡剂；工艺简单易行，制得的保温材料天然无污染且性能优越。

Description

一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法
技术领域
本发明涉及一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，特别涉及一种利用工业固废水淬铜渣结合磷石膏制备墙体保温材料的方法，属于工业固废资源化利用技术领域。
背景技术
工业固体废物是工业生产过程中排入环境的各种废渣、粉尘及其他废物，可分为一般工业废物，如采矿废石、矿山尾矿、高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏等和工业有害固体废物。目前大部分工业固废难以再利用，只能以堆积的方式存储，磷石膏也在其中。我国的工业固废产量主要集中在煤炭产业、金属冶炼行业和制酸行业，目前总的堆积量已高达几十亿吨。
工业固体废物的处理迫在眉睫，但由于工业固废的组分受其产生途径、工艺条件和来源的影响，难以采用统一的方法处理，使得工业固废的处理成为一个全国关注的难点问题。研究工业固体废物的利用方式，将其变为可用的原材料，是目前各方研究者所关注的问题。
铜渣是冶金行业的副产物，根据生产工艺的不同，各类铜渣的主成分含量有较大差异,经预处理后的铜渣可有多种用途。铜渣综合利用大致可分为二类：一是利用铜渣的物理性质，二是利用铜渣中某些组分。随着环境保护要求的提高和矿产资源的日益枯竭，铜渣拥有良好的综合利用前景，选矿及贫化、浮选过程没有采矿成本，可充分回收铜及其中含有的Au、Ag等贵金属资源，尾矿含铁40％左右，经磁选富集可获得铁精矿。应用于水泥制造工业：(1)代替铁粉作矿化剂；(2)作铁质校正剂生产硅酸盐水泥熟料；(3)生产铜渣水泥。应用于工业及民用建筑业：(1)制砖及各种砌块；(2)代替沙石用于配制混凝土及砌筑砂浆；(3)在采矿业中作充填料；(4)应用于铸石生产。随着我国铜渣预处理技术的不断发展和铜渣粉生产技术要求的不断完善和相关生产、检验标准的出台，生产铜渣粉用于制造干粉砂浆、水泥、砖和做混凝土掺合料、筑路材料，墙体材料是我国铜渣资源化利用的主要发展方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法。
本发明通过下述方案实现：一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其包括以下步骤，
步骤一、准备原料，原料为磷石膏、水淬铜渣、粉煤灰、生石灰、水泥发泡剂和水泥；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至80-100目；
步骤三、加入生石灰，加入少量的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏、水淬铜渣和粉煤灰原料，混匀；
步骤五、再加入水泥；
步骤六、加入充分搅拌发泡的水泥发泡剂；
步骤七、制备料浆之后，注塑成型；
步骤八、干燥。
以磷石膏为主原料，水淬铜渣和粉煤灰为辅原料，混以生石灰、水泥发泡剂、水泥。
各组分按照以下重量百分比配料：磷石膏50-60％，粉煤灰12％-16％，水淬铜渣3-5％，水泥发泡剂0.6-1.5％，水泥15-18％，生石灰1.5％-5％。
所述步骤二原料分别采用三头研磨机和手动研磨相结合进行研磨。
所述步骤七制备料浆之后，采用半干压成型法，灌入既定的试模中，并施加一定的压力，注塑成型。
所述步骤八中干燥过程主要分为两步:自然静停干燥24h和恒温箱加热干燥24h。
所述水泥发泡剂为α-烯烃磺酸钠(AOS)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)三种发泡剂的结合。
所述α-烯烃磺酸钠(AOS)：十二烷基苯磺酸钠(LAS)：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为1：1：1。
本发明的有益效果为：
1、本发明的固体废物磷石膏不进行脱硫处理，铜渣直接利用，通过加入其他辅助原料与其中的物质的反应，以达到除杂作用；
2、本发明创新性地选用三种研究较少的阴离子型表面活性剂共同作为水泥发泡剂；
3、本发明方法工艺简单易行，制得的建筑墙体保温材料天然无污染且性能优越。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
实施例1：一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其包括以下步骤，
步骤一、磷石膏、铜渣、粉煤灰在恒温干燥箱中干燥12小时备用；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至80目；
步骤三、加入生石灰5g，加入50mL的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏200g，铜渣10g，粉煤灰50g，混匀；
步骤五、再加入水泥60g，使得原材料具备胶凝性质；
步骤六、加入水泥发泡剂2g，其中α-烯烃磺酸钠(AOS)：十二烷基苯磺酸钠(LAS)：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)＝1:1:1；
步骤七、制备料浆之后，采用半干压成型法，将混合的原料灌入试模，制成40mm*40mm*160mm的试样，静停干燥24小时后脱模；
步骤八、脱模处理后，将试样放入恒温干燥箱干燥24小时；
步骤九、制成的试样冷却之后进行性能测试。
制得墙体保温材料性能测试如表1所示，制得墙体保温材料毒性测试结果如表2所示。
实施例2：一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其包括以下步骤，
步骤一、磷石膏、铜渣、粉煤灰在恒温干燥箱中干燥12小时备用；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至90目；
步骤三、加入生石灰7g，加入50mL的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏200g，铜渣15g，粉煤灰50g，混匀；
步骤五、再加入水泥60g，使得原材料具备胶凝性质；
步骤六、加入水泥发泡剂3g，其中α-烯烃磺酸钠(AOS)：十二烷基苯磺酸钠(LAS)：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)＝1:1:1；
步骤七、制备料浆之后，采用半干压成型法，将混合的原料灌入试模，制成40mm*40mm*160mm的试样，静停干燥24小时后脱模；
步骤八、脱模处理后，将试样放入恒温干燥箱干燥24小时；
步骤九、制成的试样冷却之后进行性能测试。
制得墙体保温材料性能测试如表1所示，制得墙体保温材料毒性测试结果如表2所示。
实施例3：一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其包括以下步骤，
步骤一、磷石膏、铜渣、粉煤灰在恒温干燥箱中干燥12小时备用；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至100目；
步骤三、加入生石灰12g，加入50mL的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏200g，铜渣25g，粉煤灰50g，混匀；
步骤五、再加入水泥60g，使得原材料具备胶凝性质；
步骤六、加入水泥发泡剂4g，其中α-烯烃磺酸钠(AOS)：十二烷基苯磺酸钠(LAS)：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)＝1:1:1；
步骤七、制备料浆之后，采用半干压成型法，将混合的原料灌入试模，制成40mm*40mm*160mm的试样，静停干燥24小时后脱模；
步骤八、脱模处理后，将试样放入恒温干燥箱干燥24小时；
步骤九、制成的试样冷却之后进行性能测试。
制得墙体保温材料性能测试如表1所示，制得墙体保温材料毒性测试结果如表2所示。
实施例4：一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其包括以下步骤，
步骤一、磷石膏、铜渣、粉煤灰在恒温干燥箱中干燥12小时备用；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至80目；
步骤三、加入生石灰17g，加入50mL的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏200g，铜渣40g，粉煤灰50g，混匀；
步骤五、再加入水泥60g，使得原材料具备胶凝性质；
步骤六、加入水泥发泡剂5g，其中α-烯烃磺酸钠(AOS)：十二烷基苯磺酸钠(LAS)：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)＝1:1:1；
步骤七、制备料浆之后，采用半干压成型法，将混合的原料灌入试模，制成40mm*40mm*160mm的试样，静停干燥24小时后脱模；
步骤八、脱模处理后，将试样放入恒温干燥箱干燥24小时；
步骤九、制成的试样冷却之后进行性能测试。
制得墙体保温材料性能测试如表1所示，制得墙体保温材料毒性测试结果如表2所示。
实施例5：一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其包括以下步骤，
步骤一、磷石膏、铜渣、粉煤灰在恒温干燥箱中干燥12小时备用；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至100目；
步骤三、加入生石灰20g，加入50mL的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏200g，铜渣60g，粉煤灰50g，混匀；
步骤五、再加入水泥60g，使得原材料具备胶凝性质；
步骤六、加入水泥发泡剂6g，其中α-烯烃磺酸钠(AOS)：十二烷基苯磺酸钠(LAS)：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)＝1:1:1；
步骤七、制备料浆之后，采用半干压成型法，将混合的原料灌入试模，制成40mm*40mm*160mm的试样，静停干燥24小时后脱模；
步骤八、脱模处理后，将试样放入恒温干燥箱干燥24小时；
步骤九、制成的试样冷却之后进行性能测试。
制得墙体保温材料性能测试如表1所示，制得墙体保温材料毒性测试结果如表2所示。
表1工业固废型墙体保温材料的测试性能
表2工业固废型墙体保温材料的毒性测试结果
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
步骤一、准备原料，原料为磷石膏、水淬铜渣、粉煤灰、生石灰、水泥发泡剂和水泥，各组分按照以下重量百分比配料：磷石膏50-60％，粉煤灰12％-16％，水淬铜渣3-5％，水泥发泡剂0.6-1.5％，水泥15-18％，生石灰1.5％-5％；
步骤二、将原料研磨、粉碎、筛分至80-100目；
步骤三、加入生石灰，加入少量的水，使得生石灰与水充分反应，生成足量Ca(OH)2作为激发剂；
步骤四、加入磷石膏、水淬铜渣和粉煤灰原料，混匀；
步骤五、再加入水泥；
步骤六、加入充分搅拌发泡的水泥发泡剂，水泥发泡剂为α-烯烃磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠三种发泡剂的结合，所述α-烯烃磺酸钠：十二烷基苯磺酸钠：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为1：1：1；
步骤七、制备料浆之后，注塑成型；
步骤八、干燥。
2.根据权利要求1所述的一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其特征在于：以磷石膏为主原料，水淬铜渣和粉煤灰为辅原料，混以生石灰、水泥发泡剂、水泥。
3.根据权利要求1所述的一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其特征在于：所述步骤二原料分别采用三头研磨机和手动研磨相结合进行研磨。
4.根据权利要求1所述的一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其特征在于：所述步骤七制备料浆之后，采用半干压成型法，灌入既定的试模中，并施加一定的压力，注塑成型。
5.根据权利要求1所述的一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其特征在于：所述步骤八中干燥过程主要分为两步:自然静停干燥24h和恒温箱加热干燥24h。
6.根据权利要求1所述的一种利用工业固废制备墙体保温材料的方法，其特征在于：所述磷石膏中CaSO4的重量百分比含量≥80％。
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