CN114591056A - 一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法 - Google Patents

一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114591056A
CN114591056A CN202210252264.0A CN202210252264A CN114591056A CN 114591056 A CN114591056 A CN 114591056A CN 202210252264 A CN202210252264 A CN 202210252264A CN 114591056 A CN114591056 A CN 114591056A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid waste
artificial stone
industrial solid
fly ash
fluidized bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210252264.0A
Other languages
English (en)
Inventor
高宏宇
刘洋
程芳琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi University
Original Assignee
Shanxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanxi University filed Critical Shanxi University
Priority to CN202210252264.0A priority Critical patent/CN114591056A/zh
Publication of CN114591056A publication Critical patent/CN114591056A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/142—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements
    • C04B28/144—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements the synthetic calcium sulfate being a flue gas desulfurization product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/003—Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法，属于人造石材制备技术领域，本发明的固废配合物包括流化床粉煤灰、脱硫石膏、电石渣、有色金属尾矿和铁尾矿中三种或三种以上，通过选择合理的成型压力，球磨时间和配比，采用高频激振技术振实后静压成型。本发明工艺简单，大的流化床粉煤灰掺量不仅可以降低成本，拓宽流化床粉煤灰高值化利用，而且可以缓解天然石材的储备压力，符合低污染、低能耗、低成本的绿色生态可持续发展理念。

Description

一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法
技术领域
本发明属于人造石材制备技术领域，具体涉及一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法。
背景技术
由于天然石材的长期开采，天然石材储备严重不足，导致其开采难度和成本日益增加，并且造成了一定程度的环境污染。相比之下，人造石不仅具备生产工艺简单、易加工的优点，而且符合低污染、低能耗、低成本的绿色生态可持续发展理念。用人造石为主的建筑装饰材料可以有效推进绿色可持续发展。人造石材可分为有机人造石材和无机人造石材，有机人造石在居家环境尤其是冬天因为受热容易释放出甲醛等有毒物质，对人体有害。所以无机人造石材应用越来越多。
当前及未来的很长一段时间，我国主要的发电方式仍然是燃煤发电。燃煤不可避免的会带来固体废弃物，粉煤灰就是其中的一种，并且近几年呈一种不断上涨的趋势。根据数据统计，我国的粉煤灰产量在2016年达到了5.65亿吨，在2017年粉煤灰的产量已经超过6亿吨，2020年达到了9亿吨，粉煤灰的总堆积会达到30亿吨以上。粉煤灰如果大量堆积，不仅占用土地，浪费土地资源还有可能引起土壤的盐碱变化，对地下水也会造成一定的污染。循环流化床粉煤灰是煤炭在CFB锅炉中燃烧生成的产物，因为其本身含有较高的CaO、S等，使其综合利用遭到限制。而近年我国以煤矸石和煤泥等低热值煤作为原料用于循环流化床锅炉，导致CFB粉煤灰的产量直线增加，年产量达0.8~1.5亿t，这使得大部分循环流化床粉煤灰只能用于填埋。
在公开号为CN113582645A的发明专利中公开了一种零泛白硫铝酸盐水泥基人造石材及其制备方法，该专利在加入固废材料10-30份的同时，还加入了硫铝酸盐水泥50-70份，砂300-400份，减水剂0-0.3份，石膏10-20份，颜料0.6-1份。在公开号为CN112694283A的发明专利中公开了一种利用固体危废制备人造石的方法，该专利包括如下百分比组分：树脂8-10wt％；颗粒65-75％；适量的固化剂；余量的粉末；所述颗粒为危废回收熔炼得到的熔渣；所述粉末为危废处理得到的飞灰经玻璃化转化得到的玻璃体粉末。在公开号为CN112408859A的发明专利中公开了一种以废弃砖料作为主要原材料的环境友好型人造石材，该专利加入了废弃砖料45-58份、不饱和树脂15-21份、人造纤维11-19份、固化剂1-4份、偶联剂1-4份。
在上述公开的专利中在加入一定固废的同时加入了水泥、减水剂、砂和树脂等物料，固废基无机人造石材中固废的掺杂量偏低，不能充分利用工业固废将废料资源化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高掺量工业固废基人造石材，不需额外添加石英砂、有机助剂或激发剂，可以充分在实现产品优质性能的同时，达到除水外100%的固废掺量。
本发明采用如下技术方案：
一种高掺量工业固废基人造石材，包括如下质量比的组分：固废配合物：水为100:30~36。
进一步地，所述固废配合物包括流化床粉煤灰、脱硫石膏、电石渣、有色金属尾矿和铁尾矿中三种或三种以上的配合物。
进一步地，所述固废配合物包括如下质量百分数的组分：流化床粉煤灰60-80%、电石渣15-35%、脱硫石膏0-10%。
一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，包括如下步骤：
第一步，原料预处理：将流化床粉煤灰在105℃烘箱中进行烘干去除水分，然后将原料放入球磨机中研磨1-7h，取出得到流化床粉煤灰粉末；
第二步，将流化床粉煤灰粉末放入105℃烘箱中烘干；
第三步，按比例将工业固废放入混料机中搅拌3分钟，再加入水搅拌7分钟，混合均匀；
第四步，启动压力试验机，设置成型压力、静压时间及模型尺寸；
第五步，模具布料，将第三步中混合好的物料加到模具中，然后进行高频激振1分钟；
第六步，静压成型，利用静压成型机将所述模具中的物料压制成型；
第七步，脱模养护，将型块从模具中脱出，并转移至养护室养护。
进一步地，第一步中所述流化床粉煤灰研磨后平均粒径为20-50μm。
进一步地，第一步中所述球磨时间为5-7h。
第三步中需保证物料混合均匀，物料量多时可延长混合时间10~15min。
进一步地，第四步中所述成型压力为10-70MPa，静压时间为10-15s。
进一步地，第五步中所述高频激振频率为100-200Hz。
进一步地，第七步中所述养护方式为水热养护，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为1-28d。
本发明的有益效果如下：
本发明首次大掺量CFB粉煤灰，解决了CFB粉煤灰在水泥、混凝土等建材领域利用困难等问题，因CFB粉煤灰是大宗固废，价格便宜较易获得，极大的降低了成本，并且实现了CFB粉煤灰的高值化利用。球磨后激发了CFB灰的胶凝活性，有利于提高固废基人造石的抗压强度，超过80MPa。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
实施例1
一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石其组分及工艺参数设置为：CFB灰：电石渣：脱硫石膏为70%：25%：5%，固废混料：水为100：32，成型压力为70MPa，稳压时间为10s，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石具体步骤为按比例称量CFB灰、电石渣和脱硫石膏，放入搅拌机中搅拌3min，再边加水边搅拌7min，然后进行高频激振频率为180Hz，静压成型后脱模放入养护箱中养护，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。
实施例2
一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石其组分及工艺参数设置为：CFB灰：电石渣：脱硫石膏为70%：25%：5%，固废混料：水为100：32，成型压力为50MPa，稳压时间为10s，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。球磨时间为7h，中位径为22.8微米。一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石具体步骤为按比例称量CFB灰、电石渣和脱硫石膏，放入搅拌机中搅拌3min，再边加水边搅拌7min，然后进行高频激振频率为180Hz，静压成型后脱模放入养护箱中养护，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。
实施例3
一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石其组分及工艺参数设置为：CFB灰掺量75%，电石渣20%，脱硫石膏5%，固废混料：水为100：32，成型压力为50MPa，稳压时间为10s，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。球磨时间为7h，中位径为22.8微米。一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石具体步骤为按比例称量CFB灰、电石渣和脱硫石膏，放入搅拌机中搅拌3min，再边加水边搅拌7min，然后进行高频激振频率为180Hz，静压成型后脱模放入养护箱中养护，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。
实施例4
一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石其组分及工艺参数设置为：CFB灰70%，电石渣25%，脱硫石膏5%，固废混料：水为100：32，成型压力为50MPa，稳压时间为10s，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。球磨时间为1h，中位径为36.5微米。一种高掺量CFB粉煤灰制备人造石具体步骤为按比例称量CFB灰、电石渣和脱硫石膏，放入搅拌机中搅拌3min，再边加水边搅拌7min，然后进行高频激振频率为180Hz，静压成型后脱模放入养护箱中养护，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为28d。
参考人造岗石标准（GB/T 9966.1-2020），实施例1~4制备得到的固废基人造石抗压强度如表1所示。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由人造岗石标准和实例1、2、3可知，在本发明的制备条件下可以得到抗压强度较高的高掺量工业固废基人造石材。实例4与实例1、2、3相比，流化床粉煤灰中位径由22.8微米增加至36.5微米，所以抗压强度有所下降。

Claims (9)

1.一种高掺量工业固废基人造石材，其特征在于：包括如下质量比的组分：固废配合物：水为100:30~36。
2.根据权利要求1所述的一种高掺量工业固废基人造石材，其特征在于：所述固废配合物包括流化床粉煤灰、脱硫石膏、电石渣、有色金属尾矿和铁尾矿中三种或三种以上的配合物。
3.根据权利要求2所述的一种高掺量工业固废基人造石材，其特征在于：所述固废配合物包括如下质量百分数的组分：流化床粉煤灰60-80%、电石渣15-35%、脱硫石膏0-10%。
4.一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，原料预处理：将流化床粉煤灰在105℃烘箱中进行烘干去除水分，然后将原料放入球磨机中研磨1-7h，取出得到流化床粉煤灰粉末；
第二步，将流化床粉煤灰粉末放入105℃烘箱中烘干；
第三步，按比例将工业固废放入混料机中搅拌3分钟，再加入水搅拌7分钟，混合均匀；
第四步，启动压力试验机，设置成型压力、静压时间及模型尺寸；
第五步，模具布料，将第三步中混合好的物料加到模具中，然后进行高频激振1分钟；
第六步，静压成型，利用静压成型机将所述模具中的物料压制成型；
第七步，脱模养护，将型块从模具中脱出，并转移至养护室养护。
5.根据权利要求4所述的一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，其特征在于：第一步中所述流化床粉煤灰研磨后平均粒径为20-50μm。
6.根据权利要求4所述的一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，其特征在于：第一步中所述球磨时间为5-7h。
7.根据权利要求4所述的一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，其特征在于：第四步中所述成型压力为10-70MPa，静压时间为10-15s。
8.根据权利要求4所述的一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，其特征在于：第五步中所述高频激振频率为100-200Hz。
9.根据权利要求4所述的一种高掺量工业固废基人造石材的制备方法，其特征在于：第七步中所述养护方式为水热养护，养护温度为70℃，养护湿度为98%，养护时间为1-28d。
CN202210252264.0A 2022-03-15 2022-03-15 一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法 Pending CN114591056A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210252264.0A CN114591056A (zh) 2022-03-15 2022-03-15 一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210252264.0A CN114591056A (zh) 2022-03-15 2022-03-15 一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114591056A true CN114591056A (zh) 2022-06-07

Family

ID=81817862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210252264.0A Pending CN114591056A (zh) 2022-03-15 2022-03-15 一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114591056A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115959880A (zh) * 2022-12-22 2023-04-14 达辰新材料科技股份有限公司 一种石膏基煤矸石石材及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004018316A (ja) * 2002-06-17 2004-01-22 Hirao Tamotsu 人造軽石の製造方法
CN103073256A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 合肥工业大学 一种利用尾矿砂和工业石膏制备砖的方法
US20150118484A1 (en) * 2011-11-02 2015-04-30 Shanghai Ape Stone Co., Ltd Environment-friendly natural-like artificial stone containing fly ash and the method for producing the artificial stone
CN108529939A (zh) * 2018-04-27 2018-09-14 山西大学 一种钢渣免烧砖的制备方法
CN112851208B (zh) * 2021-01-13 2022-01-07 山西大学 一种固废基无机人造石及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004018316A (ja) * 2002-06-17 2004-01-22 Hirao Tamotsu 人造軽石の製造方法
US20150118484A1 (en) * 2011-11-02 2015-04-30 Shanghai Ape Stone Co., Ltd Environment-friendly natural-like artificial stone containing fly ash and the method for producing the artificial stone
CN103073256A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 合肥工业大学 一种利用尾矿砂和工业石膏制备砖的方法
CN108529939A (zh) * 2018-04-27 2018-09-14 山西大学 一种钢渣免烧砖的制备方法
CN112851208B (zh) * 2021-01-13 2022-01-07 山西大学 一种固废基无机人造石及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘强: "固废基人造石材的制备与性能研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115959880A (zh) * 2022-12-22 2023-04-14 达辰新材料科技股份有限公司 一种石膏基煤矸石石材及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101306929B (zh) 一种高掺量建筑垃圾蒸压砖及其生产方法
CN106830987B (zh) 一种以石材废浆为原料的人造文化石及其制备方法
CN109020318B (zh) 利用建筑垃圾冗余土的免烧实心砖及其制备方法
CN104876627A (zh) 一种利用煤矸石和铁尾矿制备加气混凝土的方法
CN103880464A (zh) 管桩余浆垃圾焚烧炉渣混凝土多孔砖制备工艺
CN103467013A (zh) 一种掺煤渣生产轻质新型墙体材料的方法
CN108314366B (zh) 一种利用生活垃圾焚烧飞灰和炉渣制砖的方法
CN114591056A (zh) 一种高掺量工业固废基人造石材及其制备方法
CN101306937A (zh) 一种建筑垃圾混凝土砖及其生产方法
CN113880477A (zh) 飞灰、污泥及矿渣制备的建筑陶粒及其制备工艺
CN111039642A (zh) 一种由废弃砖制备成的压力成型砖及其制备方法
CN112408877B (zh) 一种锂辉石浮选尾矿水泥胶砂及其制备方法
CN111233409A (zh) 一种利用盾构渣土制备透水免烧制品的方法
CN112851168A (zh) 一种应用于混凝土中的高硅尾砂复合掺合料及其制备方法
CN107879682B (zh) 一种以矿渣为基质的加气砖及其加工方法
CN101913797A (zh) 一种粉煤灰装饰板及其制备方法
CN115466066A (zh) 一种生活垃圾焚烧底灰免烧多孔人造骨料的制备方法
CN100528793C (zh) 一种催化胶结电石渣砖
CN114455975A (zh) 一种利用钼尾矿浆制备蒸压加气混凝土制品的方法
CN110451923B (zh) 一种镁渣纤维增强板及其制备方法
CN113845371A (zh) 一种基材为环保复合材料的墙体砖制备方法
CN101774221B (zh) 掺矿渣微粉生产钢筋混凝土轻质新型墙体材料的方法
CN113860831A (zh) 一种利用市政污泥和多组分煤基固废制备环保污泥免烧砖及其制备方法
CN111704418A (zh) 一种煤矸石免烧砖及其制作方法
CN102329116B (zh) 一种利用池塘污泥制造的轻质墙板及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination