CN1291940C

CN1291940C - 利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法

Info

Publication number: CN1291940C
Application number: CNB2004100149760A
Authority: CN
Inventors: 崔崇; 江金国; 张士华
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: CN1699258A

Abstract

本发明公开了一种利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法。该方法包括下列步骤：制备混合料，即在白泥渣浆体中加入一部分硅质原料，该硅质原料与白泥渣的质量比为1∶1～0.25，将其搅拌均匀之后，再加入占总混合料重量的30～50%的骨料和剩余部分的硅质原料，然后充分搅拌制成混合料，再压制成型，砖坯预养，蒸压养护。所述的化工白泥渣为电石泥渣和氯醇法环氧丙烷白泥渣，硅质原料为细黄沙、细粉石英或者粉煤灰。在制备混合料时采用了超塑化剂、白泥渣触变性、沉淀浓缩后搅拌等方法。本发明工序简化，节省设备、能源、原材料，工艺时间短，投资大大减小，生产成本大为降低，有利于环境保护。

Description

利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法

一、技术领域

本发明涉及一种利用化工废料为主要原料来制备新型高强度墙体材料的方法，尤其是利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法。

二、背景技术

我国化工生产中产生的白泥渣产品有多种，其主要成分是Ca(OH)₂，目前对环境影响较典型的有：氯醇法制备环氧丙烷而产生的白泥渣；电石法PVC树脂生产过程中产生的主要污染物有电石泥渣；电石乙炔法生产聚乙烯醇(PVA)、纤维(维纶)的过程中产生大量的电石泥渣。在我国每年化工企业排放的化工白泥渣高达数百万吨，这对环境造成了严重的二次污染。传统的蒸压(水热合成反应)硅酸盐墙体材料制备过程中是以石灰为钙质材料，并需要配备石灰粉磨工艺和石灰消化工艺，设备含有球磨机，破碎机，给料机，皮带输送机，连续式石灰消化仓，相应的土建厂房，原工艺生产成本高。从成分上讲，化工白泥渣是一种非常适合水热合成反应的钙质材料，但是经压滤脱水后的化工白泥渣还有大约40％～50％的水分，化工白泥渣由于含有大量消解氧化钙，分散度高、粘度大、不易拌合均匀，若不采取任何处理直接将白泥渣与干态的硅质原料搅拌易形成大小不一的球状颗粒，白泥渣球外部包有坚硬的硅质原料壳，使得钙质材料与硅质材料不能充分反应，产品强度性能下降，同时脱水需要大量的能耗增加了生产成本，因而限制了化工白泥渣的应用。目前，国内曾有多家科研机构从事这方面的研究工作，其利用途径是将白泥渣作为消化石灰用于建筑砂浆，但就此项技术也难以推广应用，主要缺陷是对白泥渣进行脱水处理时，氢氧化钙在干燥过程中就与二氧化碳发生反应，碳化而失去了石灰的功能，同时脱水能耗高增加了生产成本。基于此，寻求一种不需要除水的条件下综合利用化工白泥渣就显得尤为紧迫。另外，粉煤灰是燃煤电厂大量排放的固体废料，利用电石泥渣和粉煤灰化学组成的特点，它们在一定条件下发生水化反应生成水化硅酸钙，而水化硅酸钙正是新型墙体材料的主要成分。由于我国耕地资源日益缺乏，国家出台相关政策，粘土砖逐步用新型高强度墙体材料所替代。因此，将化工白泥渣和粉煤灰综合利用制造墙体材料正是一条行之有效的方法。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种工序简化，成本低廉，利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法，它包括下列步骤：

第一步：制备混合料，即在白泥渣浆体中加入一部分硅质原料，该硅质原料与白泥渣的质量比为1∶1～0.25，将其搅拌均匀之后，再加入占总混合料重量的30％-50％的骨料和剩余部分的硅质原料，该骨料与剩余部分的硅质原料质量比为0.5～0.25∶0.5～0.25，然后充分搅拌而制成混合料；

第二步：压制成型，即把制备成的混合料在15～20MPa压力下压制成型硅酸盐砖坯；

第三步：砖坯预养，即把制成的硅酸盐砖坯在50～80℃热室中静停放置5～8小时；

第四步：蒸压养护，即把成型硅酸盐砖坯在反应釜中蒸汽养护，蒸汽温度控制在174.5～197℃，压力保持在8～14atm，时间为8～14小时。

本发明利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法中，所述的化工白泥渣为电石泥渣或氯醇法环氧丙烷白泥渣，硅质原料为细黄沙、细粉石英或者粉煤灰。

本发明利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法，在制备混合料时，可以先将电石泥渣或者氯醇法环氧丙烷白泥渣加入到搅拌机强力搅拌使电石泥渣或者氯醇法环氧丙烷白泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；其次向白泥渣浆体中加入一部分硅质原料，将其搅拌均匀获得基料，其中白泥渣和硅质原料的质量比为1∶1～0.5；然后将骨料和剩余的硅质原料加入到基料中在另一台搅拌机中充分搅拌而制成混合料，其中基料和骨料、剩余的硅质原料质量比为1∶0.5～0.25∶0.5～0.25。

本发明原理是利用电石泥渣中CaO与粉煤灰中SiO₂发生水热合成反应，反应产物水化硅酸钙CSH，水硫化铝酸钙和水榴子石等，将参与反应的沙砾胶结在一起而获得高强度墙体材料的。

本发明与现存技术相比，其显著优点是：1、以化工白泥渣代替石灰原料与现在的工艺技术相比节省了石灰破碎、石灰粉磨、石灰消化等工序，按年产8000万块标准砖的规模计算，节省设备、厂房投资200万元；2、按年产8000万块标准砖的规模计算，年吸纳电石泥渣的量达到9万吨(湿基)，电石泥渣在原料组成中的用量可高达25％，按粉状石灰150元/吨的价格计算直接节约原材料费用315万元；3、按破碎机功率75KW年工作310(天)*12(小时/天)、球磨机功率150KW年工作310(天)*20(小时/天)计算，节省石灰破碎、石灰粉磨电耗1209000度，节省电费62.9万元；4、制备出的墙体材料强度高，是普通粘土砖的5～6倍，达到40MPa，更高的可达到80MPa；5、采用白泥渣制备技术，使得工艺布置十分紧凑，由于减少了石灰破碎、粉磨、混合料消化等工艺处理环节使得混合原料处理时间由原来的12小时～16小时缩短至目前的2小时；6、投资大大减小，生产成本大为降低。

四、附图说明

图1是本发明利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法采用多次投料二次搅拌混合料的一种工艺流程图。

图2是本发明利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法采用多次投料二次搅拌混合料的另一种工艺流程图。

图3是本发明利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法采用一次搅拌的工艺流程图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1：结合图1，第一步：将450kg含水的电石泥渣，6.2kg的减水剂以及75kg的水一起加入到胶砂搅拌机中，充分搅拌均匀，搅拌时间2到3分钟，此时白泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；

第二步：继续向搅拌机加入450kg的细黄沙，搅拌均匀，搅拌2到3分钟，此时获得的搅拌料为基料；

第三步：再将450kg细黄沙、粗骨料225kg和第一步、第二步获得基料同时加入到另一台搅拌机中，搅拌2到3分钟制得混合料；

第四步：制备出的混合料在18MPa压力下成型硅酸盐砖坯。

第五步：成型硅酸盐砖坯进行蒸压养护，具体是升温2小时，恒温压力1Mpa，恒温温度179℃，恒温时间8小时，降温2小时。

实施例2：结合图2，第一步：将450kg含水的电石泥渣加入到搅拌机中，充分搅拌均匀，搅拌时间2到3分钟，此时白泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；

第二步：继续向搅拌机加入450kg的细粉石英，搅拌均匀，搅拌2到3分钟，此时获得的搅拌料为基料；

第三步：再将400kg细粉石英、375kg粗骨料和第一步、第二步获得基料同时加入到另一台搅拌机中，搅拌2到3分钟制得混合料；

第四步：制备出的混合料在19MPa压力下成型硅酸盐砖坯；

第五步：成型硅酸盐砖坯进行蒸压养护，具体是升温2小时，恒温压力1Mpa，恒温温度179℃，恒温时间9小时，降温2小时。

实施例3：结合图3，第一步：沉淀、浓缩，因为电石泥渣混合液是一种含水率很高的悬浮液，应先将其沉淀、浓缩降低含水率，并测定浓缩过后悬浮液的白泥渣固体含量；

第二步：在经过浓缩沉淀的白泥渣浆液中按白泥渣与粉煤灰的质量比为1∶0.8，并搅拌均匀，然后经过压滤机进行固液分离，获得的滤渣可以作为混合料的基料；

第三步：将计量过后的白泥渣和硅质料的滤渣与剩余的粉煤灰和骨料加入搅拌机内进行搅拌制得砖坯混合料，其中，基料、粉煤灰与骨料的质量比为1∶0.5∶0.4。

第四步：制备出的混合料在17MPa压力下成型硅酸盐砖坯；

第五步：成型硅酸盐砖坯进行蒸压养护具体是升温2小时，恒温压力1Mpa，恒温温度179℃，恒温时间9小时，降温2小时。

实施例4：结合图1，第一步：将450kg含水的氯醇法环氧丙烷白泥渣，6.2kg的减水剂以及75kg的水一起加入到胶砂搅拌机中，充分搅拌均匀，搅拌时间2到3分钟，此时白泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；

第二步：继续向搅拌机加入450kg的粉煤灰，搅拌均匀，搅拌2到3分钟，此时获得的搅拌料为基料；

第三步：再将325kg粉煤灰、450kg骨料和第一步、第二步获得基料同时加入到另一台搅拌机中，搅拌2到3分钟制得混合料；

第四步：制备出的混合料在18MPa压力下成型硅酸盐砖坯。

实施例5：结合图2，第一步：将450kg含水的氯醇法环氧丙烷白泥渣加入到搅拌机中，充分搅拌均匀，搅拌时间2到3分钟，此时氯醇法环氧丙烷白泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；

第三步：再将325kg细黄沙、450kg骨料和第一步、第二步获得基料同时加入到另一台搅拌机中，搅拌2到3分钟制得混合料；

第四步：制备出的混合料在19MPa压力下成型硅酸盐砖坯；

第五步：成型硅酸盐砖坯进行蒸压养护，具体是升温2小时，恒温压力1Mpa，恒温温度179℃ ，恒温时间9小时，降温2小时。

实施例6：结合图3，第一步：沉淀、浓缩，因为氯醇法环氧丙烷白泥渣混合液是一种含水率很高的悬浮液，应先将其沉淀、浓缩降低含水率，并测定浓缩过后悬浮液的白泥渣固体含量；

第二步：在经过浓缩沉淀的白泥渣浆液中按与白泥渣的质量比为1∶0.5的细粉石英比例加入，并搅拌均匀然后经过压滤机进行固液分离，获得的滤渣可以作为混合料的基料；

第三步：将计量过的白泥渣的滤渣与剩余的细粉石英和骨料加入搅拌机内进行搅拌制得砖坯混合料，其中，基料、粉煤灰与骨料的质量比为1∶0.4∶0.3；

第四步：制备出的混合料在17MPa压力下成型硅酸盐砖坯；

第五步：成型硅酸盐砖坯进行蒸压养护具体是升温2小时，恒温压力1Mpa，恒温温度179℃，恒温时间10小时，降温2小时。

Claims

1、一种利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法，它包括下列步骤：

第一步：制备混合料，即在白泥渣浆体中加入一部分硅质原料，该硅质原料与白泥渣的质量比为1∶1～0.25，将其搅拌均匀之后，再加入占总混合料重量的30～50％的骨料和剩余部分的硅质原料，该骨料与剩余部分的硅质原料质量比为0.5～0.25∶0.5～0.25，然后充分搅拌而制成混合料；

2、根据权利要求1所述的利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法，其特征在于所述的化工白泥渣为电石泥渣或氯醇法环氧丙烷白泥渣，硅质原料为细黄沙、细粉石英或者粉煤灰。

3、根据权利要求2所述的利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法，其特征在于制备混合料时，首先将电石泥渣加入到搅拌机强力搅拌使电石泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；其次向白泥渣浆体中加入一部分硅质原料，将其搅拌均匀获得基料，其中白泥渣和硅质原料的质量比为1∶1～0.5；然后将骨料和剩余的硅质原料加入到基料中在另一台搅拌机中充分搅拌而制成混合料，其中基料和骨料、剩余的硅质原料质量比为1∶0.5～0.25∶0.5～0.25。

4、根据权利要求2所述的利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法，其特征在于制备混合料时，首先将氯醇法环氧丙烷白泥渣加入到搅拌机强力搅拌使氯醇法环氧丙烷白泥渣塑化成为均匀的白泥渣浆体；其次向白泥渣浆体中加入一部分硅质原料，将其搅拌均匀获得基料，其中白泥渣和硅质原料的质量比为1∶1～0.5；然后将骨料和剩余的硅质原料加入到基料中在另一台搅拌机中充分搅拌而制成混合料，其中基料和骨料、剩余的硅质原料质量比为1∶0.5～0.25∶0.5～0.25。