CN113105202B - 一种全固废材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种全固废材料及其制备方法和应用，属于固废资源化利用技术领域，材料的成分包括：主料和外加剂；以重量计，主料包括：改性锰渣8‑20份、改性建筑垃圾微粉80‑92份和再生细骨料200‑450份，改性锰渣中的石膏为脱羟基获得的半水石膏；外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.54％‑3.58％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物；通过对锰渣进行石膏脱羟基得到的改性锰渣作为原料，改变了石膏的结构，生成的半水石膏本身具有胶凝活性，弥补建筑垃圾制备的砂浆或砌块早期强度低，或需要添加水泥、化学激发等缺陷。

Description

一种全固废材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于固废资源化利用技术领域，特别涉及一种全固废材料及其制备方法和应用。

背景技术

无废城市建设的核心是需要协同城市及工业固废的特征，综合考虑各类固废污染及资源化特性，优化设计协同处置利用方案后实现城市无废排放。建筑垃圾、电解锰渣是典型的固废及城市矿产，因其产生量大，大量堆积造成了环境污染。将建筑垃圾、电解锰渣在内的大宗固废建材化利用，以解决环境污染难题和推动无废城市建设是大势所趋。

建筑垃圾因其组成复杂，在破碎的过程中会产生20％左右微粉，微粉和泥浆中含有大量泥土粘土矿物、水泥浆水化及碳化产物、房屋粉刷墙皮等，组分复杂，这些微粉多以筛分加水洗泥浆的形式分离出来，这些微粉也是影响再生微粉及骨料品质质量的有害物质，目前对于再生微粉和泥浆的利用成为了建筑垃圾资源化的难点和堵点。同时电解锰渣中含有石膏、石英等可作为建材化利用的组分，但因电解锰渣中氨氮、锰等超标，使得锰渣安全高效建材化及产品性能和用途得不到保障。

发明内容

申请人在发明过程中发现，建筑垃圾在再生利用过程中产生的微粉和泥浆等，少数经过繁杂的工序分离、去除土后用于建材中，这些被利用的微粉几乎没有化学活性，在再利用的过程中仅仅起到物理充填作用，同时多数微粉和泥浆被丢弃或者填埋，无法实现建筑垃圾100％资源化利用处理，且增加了建筑垃圾消纳的压力，也与无废城市建设要求背道而驰。另外电解锰渣资源化利用的前提需要无害化，无害化多需用碱性物质去除氨氮、锰，需要大量的资源。

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的全固废材料及其制备方法和应用。

本发明实施例提供了一种全固废材料，所述材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，所述主料包括：改性锰渣8-20份、改性建筑垃圾微粉80-92份和再生细骨料200-450份，所述改性锰渣中的石膏为脱羟基获得的半水石膏；

所述外加剂的重量用量为所述主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.54％-3.58％；所述外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种全固废材料的制备方法，所述制备方法包括：

将电解锰渣和碱性水混合，获得锰渣混合物；

将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣；

将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性锰渣；

将所述改性锰渣和改性建筑垃圾微粉、再生细骨料及外加剂进行混合，获得全固废材料。

可选的，改性建筑垃圾微粉的制备方法包括：

将建筑垃圾进行破碎，获得建筑垃圾微粉；

将所述建筑垃圾微粉和工程泥浆进行混合搅拌，获得混合泥浆；

将所述混合泥浆进行脱水，获得建筑垃圾固体；

将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣；

将所述高温渣进行水淬冷却，后进行浸水浸泡，获得改性建筑垃圾微粉和浸泡液。

可选的，所述碱性水的制备方法包括：

将所述浸泡液和白泥碱渣混合，获得碱性水。

可选的，所述将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣中，所述焙烧包括第一段焙烧和第二段焙烧，所述第一段焙烧的温度为300-550℃，所述第一段焙烧的时间为10-120min，所述第二段焙烧的温度为650-950℃，所述第二段焙烧的时间为30-120min。

可选的，所述混合泥浆的含水率不大于65％；以干基重量计，所述混合泥浆中的钙镁的碳酸盐和氢氧化物的含量为15％-33％，所述混合泥浆中的粘土矿物的含量不小于30％；所述建筑垃圾固体进行焙烧时的含水率不大于10％，所述浸水浸泡的水固比为1-2.8，所述浸水浸泡的浸泡时间为5-24h。

可选的，所述将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性猛渣中，所述加热改性的温度为110-165℃，所述加热改性的热源为所述焙烧的焙烧窑炉余热。

可选的，所述碱性水的pH值为10.5-12.5。

可选的，所述将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣中，所述锰渣余渣的浸出液中的氨氮重量浓度不大于100mg/L。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种全固废材料的应用，所述应用是将所述全固废材料应用于制备砂浆或砌块。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的全固废材料，所述材料的成分包括：主料和外加剂；以重量计，所述主料包括：改性锰渣8-20份、改性建筑垃圾微粉80-92份和再生细骨料200-450份，所述改性锰渣中的石膏为脱羟基获得的半水石膏；所述外加剂的重量用量为所述主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.54％-3.58％；所述外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物；通过对锰渣进行石膏脱羟基得到的改性锰渣作为原料，改变了石膏的结构，生成的半水石膏本身具有胶凝活性，弥补建筑垃圾制备的砂浆或砌块早期强度低，或需要添加水泥、化学激发等缺陷；实现了电解锰渣在后续砂浆或砌块中兼有作为胶凝材料和激发改性建筑垃圾微粉的作用，改性建筑垃圾与改性电解锰渣协同取代了水泥等胶凝材料，同时可以保障传统建筑垃圾再生制品早期强度低或建筑垃圾利用率不高的难题，同时高效解决了建筑垃圾微粉和电解锰渣安全高效资源化利用难题，真正使得建筑垃圾协全固废再生产品的质量得到保障。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的方法的框图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种全固废材料，所述材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，所述主料包括：改性锰渣8-20份、改性建筑垃圾微粉80-92份和再生细骨料200-450份，所述改性锰渣中的石膏为脱羟基获得的半水石膏；

所述外加剂的重量用量为所述主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.54％-3.58％；所述外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。

具体实施时，锰渣缓凝剂可以选自酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.02％-0.25％；减水剂可以选自聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.5％-3.2％；微粉增强剂可以选自甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.02％-0.13％。

改性锰渣的作用是作为全固废砂浆砌块的有效激发剂组分，且其中的半水石膏本身具有胶凝活性，能够弥补建筑垃圾制备的砂浆或砌块早期强度低，或需要添加水泥、化学激发等缺陷，减少对建材原料资源的依赖，最大限度利用城市固废，多种固废协同处置利用实现城市无废排放，控制改性锰渣的质量份数为8-20份的原因是最大限度的发挥半水石膏自身水化的特性和反应生成二水石膏与碱对改性建筑垃圾的复合耦合作用，该质量份数取值过大的不利影响是石膏含量增多，凝结硬化时间短，实际应用操作难度增大，过小的不利影响是早期强度低，生成的二水石膏不足激发改性建筑垃圾微粉提高后期强度；

改性建筑垃圾微粉的作用是改性微粉具有活性和胶凝活性，能够弥补建筑垃圾制备的砂浆或砌块早期强度低，或需要添加水泥、化学激发等缺陷，减少对建材原料资源的依赖，最大限度利用城市固废，多种固废协同处置利用实现城市无废排放，控制改性建筑垃圾微粉的质量份数为80-92份的原因是基于改性锰渣与改性建筑垃圾微粉两者中活性组分的化学耦合作用，进行材料配伍，该质量份数取值过大的不利影响是早期强度低，更多依赖于增强剂依赖，增加了成本，协同利用锰渣中有效组分，过小的不利影响是改性锰渣引入的石膏较多，产品应用场景受限；换而言之，本领域技术人员可以在本申请的指导下，结合现有技术，为了适应应用场景，对改性建筑垃圾微粉的配比作出适应性调整。

再生细骨料的作用是优化级配和作为砂浆或砌块的骨架，控制再生细骨料的质量份数为200-450份该质量份数取值过大的不利影响是产品强度低、改性锰渣和改性建筑垃圾微粉形成的浆体产物无法包裹住全部的颗粒，过小的不利影响是建筑垃圾利用率低，产品抗裂性能差；

锰渣缓凝剂的作用是缓凝改性锰渣，控制锰渣缓凝剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.02％-0.25％的原因是根据产品配伍中改性锰渣比例和反应进程调控确定，该重量取值过大的不利影响是延缓改性锰渣反应，影响后续改性锰渣和改性建筑垃圾微粉协同反应进程，进而影响产品早期强度，过小的不利影响是不利于反应进程调控；

控制减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.5％-3.2％的原因是调控引入改性建筑垃圾微粉所致的用水量，改性和易性和产品性能，该重量取值过大的不利影响是减水剂有饱和用量，过小的不利影响是调控作用甚微，导致用水量增加，影响后续产品质量；

微粉增强剂的作用是提高改性建筑垃圾微粉强度，控制微粉增强剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.02％-0.13％的原因是与改性锰渣反应物协同激发改性建筑垃圾微粉，提高早期强度，，该重量取值过大的不利影响是微粉增强剂有饱和用量，造成浪费，过小的不利影响是发挥不出与改性锰渣反应物协同激发改性建筑垃圾微粉，早期强度得不到保障；

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种全固废材料的制备方法，所述制备方法包括：

S0.1.将建筑垃圾进行破碎，获得建筑垃圾微粉；需要说明的是，该步骤同时可获得再生细骨料；

S0.2.将所述建筑垃圾微粉和工程泥浆进行混合搅拌，获得混合泥浆；

采用以上设计，利用建筑垃圾微粉与工程泥浆混合，改变工程泥浆原有含水率和持水特性，提高脱水效率，实现了微粉和工程泥浆的混合均匀。

作为一种可选的实施方式，混合泥浆的含水率不大于65％；以干基重量计，所述混合泥浆中的钙镁的碳酸盐和氢氧化物的含量为15％-33％，所述混合泥浆中的粘土矿物的含量不小于30％；

控制混合泥浆的含水率不大于65％的原因是建筑垃圾破碎后的建筑垃圾微粉含水率一般不大于5％，工程泥浆含水率不等，引入建筑垃圾微粉的混合泥浆含水率低于工程泥浆，控制混合泥浆的含水率不低于65％，可以提高混合泥浆中建筑垃圾微粉混入量、控制工程泥浆含固率，提高二者的有效利用率，该含水率取值过大的不利影响是建筑垃圾微粉混入量较少、工程泥浆含固率太低，固废利用效率低，后期废水处理量大。

控制混合泥浆中的钙镁的碳酸盐和氢氧化物的含量为15％-33％的原因是根据改性建筑垃圾微粉资源化利用制备砌块或砂浆性能对碱性激发剂的需求确定的，该含量取值过大的不利影响是产品强度低、后期易碳化，过小的不利影响是产品早期强度低，需要补充外来昂贵的激发剂。

控制混合泥浆中的粘土矿物的含量不小于30％的原因是工程泥浆中主要矿物为粘土，不少30％的技术指标，提高工程泥浆的资源化利用率，同时粘土矿物脱羟基后具有活性，设置这个指标，提高改性建筑垃圾微粉的活性，该取值过小的不利影响是改性建筑垃圾微粉化学活性低，产品强度等级低。

S0.3.将所述混合泥浆进行脱水，获得建筑垃圾固体；

S0.4.将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣；

作为一种可选的实施方式，所述建筑垃圾固体进行焙烧时的含水率不大于10％。

控制建筑垃圾固体经干燥后进入高温窑炉前的含水率不大于10％的原因是综合能耗需求，降低物料含水所致的能耗，该含水率取值过大的不利影响是焙烧时间增加、能耗增加。

作为一种可选的实施方式，将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣中，所述焙烧包括第一段焙烧和第二段焙烧，所述第一段焙烧的温度为300-550℃，所述第一段焙烧的时间为10-120min，所述第二段焙烧的温度为650-950℃，所述第二段焙烧的时间为30-120min。

采用以上设计，两段焙烧法使得混合后的建筑垃圾固体中的粘土矿物脱羟基、水泥产物和碳化产物中氢氧化物、碳酸钙等分解更充分，提高了改性微粉具有活性和胶凝活性。

控制第一段焙烧的温度为300-550℃、第一段焙烧的时间为10-120min的原因是300-550℃是粘土矿物脱羟基的温度段，保温时间的设置是保证粘土矿物充分完成脱羟基，也是保证改性建筑垃圾微粉胶凝活性和使用性能的关键，该取值过大的不利影响是温度过高，且保温时间不够，粘土矿物脱羟基不充分，影响其活性，过小的不利影响是温度太低，粘土矿物未发生脱羟基反应，保温时间太长增加能耗。

控制第二段焙烧的温度为650-950℃、第二段焙烧的时间为30-120min的原因是650-950℃是建筑垃圾固体中碳酸镁钙的分解温度，有效的保温时间使得碳酸镁钙的充分分解，提高其经熟化后自身作为激发剂的性能，该取值过大的不利影响是温度过高，会导致死烧或者分解后碳酸镁钙进一步发生相变反应，导致高温废渣中有效氧化钙镁减少，降低改性建筑垃圾微粉的品质；保温时间过长，导致能耗增加，过小的不利影响是温度太低或保温时间不足，碳酸镁钙分解不充分。

S0.5.将所述高温渣进行水淬冷却，后进行浸水浸泡，获得改性建筑垃圾微粉和浸泡液,

采用以上设计，水淬冷却后，使得粘土矿物热改性形成非晶相，增加活性，浸水浸泡之后，有利于建筑垃圾中原有的氢氧化物、碳酸钙性分解后的氧化物进行熟化形成氢氧化钙/镁等；同时水浸渣分离出来碱性水，碱性水能去除电解锰渣中的锰离子和氨氮得到锰渣余渣从而提高氨氮去除效果，并协同白泥碱渣可以无害化电解锰渣。

作为一种可选的实施方式，所述浸水浸泡的水固比为1-2.8，所述浸水浸泡的浸泡时间为5-24h。

控制水固比为1-2.8，浸泡时间为5-24h是根据氧化钙镁熟化需要来确定的，该取值过大的不利影响是水固比过大，后期废水处理量增大，浸泡时间长，增加无效浸泡时间，降低效率，过小的不利影响是水固比小或浸泡时间短，导致焙烧形成的氧化钙镁等没有完全熟化，会引发安定性的问题，也造成了高温渣中碱的浪费。

S1.将电解锰渣和碱性水混合，获得锰渣混合物；

作为一种可选的实施方式，碱性水的pH值为10.5-12.5，优选pH值为11.5，此pH具有较好的反应效果，同时对后续的水处理中和成本较低，该碱性水可以采用水浸渣分离出来碱性水，同时需要增加白泥碱渣来调节pH值，在实际操作时，白泥碱渣投加重量比例为3％-12％，优选重量比例为6％。采用以上设计，添加的白泥碱渣能提高后续锰渣改性的效率和作为全固废砂浆砌块的有效激发剂组分。

S2.将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣；

作为一种可选的实施方式，将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣中，所述锰渣余渣的浸出液中的氨氮重量浓度不大于100mg/L。实际操作时，在上一步骤中，电解锰渣和碱性水混合的质量比28-35：65-72，优选比例为33：67。

S3.将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性锰渣；

作为一种可选的实施方式，将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性猛渣中，所述加热改性的温度为110-165℃，优选温度为130-155℃，所述加热改性的热源为所述焙烧的焙烧窑炉余热。

利用冷却余热对锰渣余渣进行石膏脱羟基得到改性锰渣，改变石膏的结构。生成的半水石膏本身具有胶凝活性，弥补建筑垃圾制备的砂浆或砌块早期强度低，或需要添加水泥、化学激发等缺陷。

S4.将所述改性锰渣和改性建筑垃圾微粉、再生细骨料及外加剂进行混合，获得全固废材料。以重量计，所述材料的成分包括：改性锰渣8-20份、改性建筑垃圾微粉80-92份、再生细骨料200-450份、外加剂和水；所述改性锰渣中的石膏为脱羟基获得的半水石膏。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种全固废材料的应用，所述应用是将所述全固废材料应用于制备砂浆或砌块，具体而言，水添加量为占改性锰渣和改性建筑垃圾微粉的比例，制备砂浆的用水量0.45-0.75，制备砌块的用水量为0.21-0.38。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的全固废材料及其制备方法和应用进行详细说明。

实施例1

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：改性锰渣8份、改性建筑垃圾微粉80份和再生细骨料200份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.54％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.02％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.5％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.02％。

实施例2

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：改性锰渣20份、改性建筑垃圾微粉92份和再生细骨料450份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的3.51％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.25％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的3.2％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.06％。

实施例3

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：改性锰渣10份、改性建筑垃圾微粉85份和再生细骨料325份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的2.16％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.12％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的2％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.04％。

对比例1

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：改性锰渣4份、改性建筑垃圾微粉70份和再生细骨料150份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.37％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.01％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.35％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.01％。

对比例2

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：改性锰渣25份、改性建筑垃圾微粉100份和再生细骨料500份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的4.5％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.4％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的4％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.1％。

对比例3

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：锰渣10份、改性建筑垃圾微粉85份和再生细骨料325份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的2.16％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.12％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的2％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.04％。

对比例4

一种全固废材料，材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，主料包括：改性锰渣10份、建筑垃圾微粉85份和再生细骨料325份；

外加剂的重量用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的2.16％；外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物。其中，锰渣缓凝剂为酒石酸，酒石酸的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.12％；减水剂为聚羧酸高效减水剂，聚羧酸高效减水剂的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的2％；微粉增强剂为甲酸钙，甲酸钙的用量为主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.04％。

相关实验：

将实施例1-3和对比例1-4提供的材料进行制备砌块，并进行检测，结果如下表。

从实施例数据可得，采用本申请实施例提供配比和方法制得的材料的早起强度高，氨氮含量低，无害化程度高，充分保证了产品的性能和用途范围，通过对比例1和2与实施例数据对比可得，当配比不在本申请实施例范围内时，会发生早期强度低；通过对比例3与实施例数据对比可得，当原料不采用改性锰渣，而直接采用锰渣，会发生早期强度低，且氨氮含量低；通过对比例4与实施例数据对比可得，当原料不采用改性建筑垃圾微粉，而直接采用建筑垃圾微粉，会发生早期强度低。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例提供的方法利用热改性实现了建筑垃圾再生利用过程中分离出来微粉和工程泥浆趋利避害，建筑垃圾微粉协同工程泥浆脱水后，并经热改性得到的改性微粉具有活性；

(2)本发明实施例提供的方法利用浸泡实现改性微粉中氧化钙的熟化和分离出碱液协同白泥碱渣无害化电解锰渣，并利用余热改性电解锰渣中石膏脱水，激发石膏胶凝活性，既实现了余热高效利用，又实现了电解锰渣在后续砂浆或砌块中兼有作为胶凝材料和激发改性建筑垃圾微粉的作用；

(3)本发明实施例提供的材料利用改性建筑垃圾与改性电解锰渣协同取代了水泥等胶凝材料，同时可以保障传统建筑垃圾再生制品早期强度低或建筑垃圾利用率不高的难题；

(4)本发明实施例提供的方法高效的解决了建筑垃圾微粉和电解锰渣安全高效资源化利用难题，真正使得建筑垃圾协全固废再生产品的质量得到保障。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种全固废材料，其特征在于，所述材料的成分包括：主料和外加剂；

以重量计，所述主料包括：改性锰渣8-20份、改性建筑垃圾微粉80-92份和再生细骨料200-450份，所述改性锰渣中的石膏为脱羟基获得的半水石膏；

所述外加剂的重量用量为所述主料中改性锰渣与改性建筑垃圾微粉重量之和的0.54%-3.58%；所述外加剂为锰渣缓凝剂、减水剂和微粉增强剂的混合物；

其中，所述改性锰渣的制备方法包括：

将电解锰渣和碱性水混合，获得锰渣混合物；

将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣；

将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性锰渣；

改性建筑垃圾微粉的制备方法包括：

将建筑垃圾进行破碎，获得建筑垃圾微粉；

将所述建筑垃圾微粉和工程泥浆进行混合搅拌，获得混合泥浆；

将所述混合泥浆进行脱水，获得建筑垃圾固体；

将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣；

将所述高温渣进行水淬冷却，后进行浸水浸泡，获得改性建筑垃圾微粉。

2.一种权利要求1所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将电解锰渣和碱性水混合，获得锰渣混合物；

将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣；

将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性锰渣；

将所述改性锰渣和改性建筑垃圾微粉、再生细骨料及外加剂进行混合，获得全固废材料。

3.根据权利要求2所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，改性建筑垃圾微粉的制备方法包括：

将建筑垃圾进行破碎，获得建筑垃圾微粉；

将所述建筑垃圾微粉和工程泥浆进行混合搅拌，获得混合泥浆；

将所述混合泥浆进行脱水，获得建筑垃圾固体；

将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣；

将所述高温渣进行水淬冷却，后进行浸水浸泡，获得改性建筑垃圾微粉和浸泡液。

4.根据权利要求3所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述碱性水的制备方法包括：

将所述浸泡液和白泥碱渣混合，获得碱性水。

5.根据权利要求3所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述将所述建筑垃圾固体进行烘干和焙烧，获得高温渣中，所述焙烧包括第一段焙烧和第二段焙烧，所述第一段焙烧的温度为300-550℃，所述第一段焙烧的时间为10-120min，所述第二段焙烧的温度为650-950℃，所述第二段焙烧的时间为30-120min。

6.根据权利要求3所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述混合泥浆的含水率不大于65%；以干基重量计，所述混合泥浆中的钙镁的碳酸盐和氢氧化物的含量为15%-33%，所述混合泥浆中的粘土矿物的含量不小于30%；所述建筑垃圾固体进行焙烧时的含水率不大于10%，所述浸水浸泡的水固比为1-2.8，所述浸水浸泡的浸泡时间为5-24h。

7.根据权利要求3所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述将所述锰渣余渣进行加热改性，获得改性猛渣中，所述加热改性的温度为110-165℃，所述加热改性的热源为所述焙烧的焙烧窑炉余热。

8.根据权利要求3所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述碱性水的pH值为10.5-12.5。

9.根据权利要求3所述的全固废材料的制备方法，其特征在于，所述将所述锰渣混合物进行固液分离，获得锰渣余渣中，所述锰渣余渣的浸出液中的氨氮重量浓度不大于100mg/L。

10.一种权利要求1所述的全固废材料的应用，其特征在于，所述应用是将所述全固废材料应用于制备砂浆或砌块。

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