CN1994962A - 一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖及制备方法 - Google Patents
一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用造纸废水及废硼渣制备建筑用多孔砖、空心砖，其组分为：造纸废水适量；含铁废盐酸液适量；废硼渣50－70重量份；页岩30－50重量份；铁矿废渣1－3重量份。其制备方法可为将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米；将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，与废硼渣、页岩、铁矿废渣进行充分搅拌、混匀，经陈化、碾压、再搅拌、挤压、切坯、码坯后，静置干燥、烧结、冷却即得。本发明用造纸废水及废硼渣制备建筑用多孔砖、空心砖，克服了现有工厂处理造纸废水成本高、不彻底、污染环境，废硼渣掩埋、占用土地、污染环境等不足。采用本发明方法制备的多孔砖、空心砖可用于建筑领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用造纸废水及生产硼砂、硼酸后的废硼渣等为原料制备的建筑用多孔砖、空心砖及制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展，纸张在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。但中国是个森林资源匮乏的国家，所以目前造纸业的主要原料来自于麦稻秸秆、芦苇、蔗渣、霸王草等；在自制浆中非木浆占有56.8％，其中禾草制浆就占自制浆总量的45.0％。在造纸制浆过程中，会产生大量黑液，黑液中含有大量植物原料物质和化学药剂，其中木质素磺酸钠使废水的色度及有机物浓度过高，硅酸钠使废水黏度增高、悬浮物多，直接排放，不仅浪费了有限的水资源，而且还给环境带来了严重污染，破坏了环境的生态平衡；同时还给动植物的生长及人们的生活造成了极大的危害。为了保护环境，保障人们的生活和身体健康，近些年污水处理已引起人们的高度重视，造纸废水是工业污水中一种排放量较大的污水源；目前处理此类废水，较常见的有浓缩燃烧法，黑液蒸发、燃烧、苟化回收碱等。但这些方法都投资大，运行费用高，而且燃烧过程产生的废气、废渣带来二次污染，故难以推广。
硼矿是一种用途广泛的化工原料矿物。它主要用于生产硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等部门都是不可缺少的。硼酸主要用于玻璃制造工业；在搪瓷、陶瓷工业中用以增强制品的光泽和坚牢度；在钢铁工业中掺入硼制成的硼钢具有较高的硬度和良好的轧延性，可代替镍钢；在医药上作杀菌剂。此外，作木材防腐剂；农业上作硼肥；还在金属焊接、皮革制造、电容器、电镀、化妆品等制造方面有广泛用途。硼酸是制造各种硼化合物的主要原料。硼砂的用途很广，可用做洗衣粉和肥皂的填料，也是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料，也可制造人造宝石、焊药等。硼砂也常用作金属除锈剂，在农业上，硼砂可充当硼肥。硼的化合物硼烷还可作为高能火箭燃料。因此，硼资源的开发、利用，对于现代工、农业的发展，具有越来越重要的作用。
世界上含硼矿物很多，根据含硼矿物的化学组成，可将其分为三类：硼硅酸盐矿物、硼铝硅酸盐矿物和硼酸盐矿物。目前，作为硼工业原料的主要是第三类——硼酸盐矿物。这类矿物有100多种，但作为工业硼资源开发利用的仅有10余种，如硼镁石、天然硼砂、遂安石、硬硼钙石、天然硼酸、钠硼解石、柱硼镁石等。
在我国主要是用硼镁矿生产硼砂、硼酸，其生产过程中排出大量碱性废渣。每一个硼砂生产厂，都面临着废渣处理问题。每吨产品约排除3-4吨废渣。这种废矿渣含大量镁，以碱式碳酸镁(3MgCO3.Mg(OH)2.nH2O)、氧化镁等形式存在。见《硼镁矿制取硼砂：P-99》其含量以氧化镁计，一般为35-45％。到目前，这种废弃物仍未得到有效利用，一般都被运往厂外倒掉，或填坑、填路，或挖坑掩埋，结果占用土地、污染环境。这样不但给环境造成很大的污染，而且对资源也是一种浪费；同时由于运输量加大而增加了工厂负担，截止目前国内外均无较好的解决方法。
发明内容
为解决现今造纸厂废水及硼砂、硼酸生产厂废渣问题，申请人根据多年实践经验，经过查阅大量文献资料和无数次试验，研制出用造纸废水和废硼渣等为原料制备的建筑用多孔砖、空心砖及制备方法。
本发明的目的在于提供一种用造纸废水和废硼渣制备建筑用多孔砖、空心砖及制备方法，以降低企业成本、减少污染，造福社会。
本发明一种用造纸废水和废硼渣制备的多孔砖、空心砖，其组分为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量；
3)、废硼渣50-70重量份，优选60重量份；
4)、页岩30-50重量份，优选40重量份；
5)、铁矿废渣1-3重量份，优选2重量份；
上述3)、4)、5)中各种固体物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
本发明一种用造纸废水和废硼渣为原料制备的建筑用多孔砖、空心砖的制备方法，其步骤为：
1)、将废硼渣、页岩和铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到4-6；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣50-70重量份，优选为60重量份；页岩30-50重量份，优选为40重量份；铁矿废渣1-3重量份，优选为2重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经48-96小时陈化后，优选为72小时，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为15-25％的空心泥条，优选为20％，压力为15-25kg/cm2，优选为20kg/cm2，真空度为0.05-0.15Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为90-110℃，时间为36-72小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温时间为12-24小时；600-1150℃升温8-10小时，在1150℃维持12-18小时，优选15小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却即可。
本发明技术方案中，所述的造纸废水，主要是指亚胺造纸、碱法造纸厂及废纸造纸的废水；
所述的废硼渣主要为生产硼砂、硼酸后的碱性废弃物；
所述的废盐酸液取自钢厂的废弃物；
所述的页岩可为：黑色页岩、碳质页岩、油页岩、硅质页岩或铁质页岩等，在我国分布广泛，且储量巨大；
所述铁矿废渣属钢铁厂的废料，成本低廉，来源广泛；
所述烧结，可采用已知的轮窑或隧道窑等常规的烧砖方法；
本发明中所用设备均为制砖厂常用设备，只是存储及进行反应时的储液槽为防腐型，可为水泥等制作的反应槽、罐等。
本发明中所用各种原料基本属于工厂废弃物，既解决了废物的处理问题，又有了产品原料来源；即避免了环境污染，又降低了生产成本；且由于造纸废水中含有木质素磺酸钠及大量植物原料和化学药剂等，与废盐酸中含有30％以上的氯化亚铁和一定数量的盐酸进行酸化后，再与碱性废硼渣中的20-40％碱式碳酸镁(3MgCO3.Mg(OH)2.nH2O)、MgO，部分SiO2、Na2O、Al2O3和B2O3、页岩、铁矿废渣进行混合，发生化学反应，特别是经过高温烧结后，形成复杂的三价氧化铁、氧化钙、氧化镁、氯化镁、氧化铝、氧化硅、偏高岭石、尖晶石型的结构物等混合物，这些复杂氧化物的混合体，使砖体更加致密，抗压强度更高，抗折性能更好等，具有其它普通粘土砖无法比拟的优点。
同时，由于砖体里面混有内燃物木质素磺酸钠、大量植物原料、氧化镁等助燃，使得本发明制造的砖在烧结过程中，还具有其它优点：①既节能降耗，又减少环境污染；②可加快轮窑、隧道窑焙烧速度，加速轮窑、隧道窑周转，提高产量和质量；③缩短坯体干燥周期，减轻空心砖容重，减小导热系数和热损失，提高隔热保温能力；④减轻烧火工的劳动强度和煤灰污染，改善出窑作业条件。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
本发明一种用造纸废水和废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖，其组成为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量；
3)、废硼渣50重量份；
4)、页岩50重量份；
5)、铁矿废渣1重量份；
上述3)、4)、5)中各种固体物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到4；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣50重量份；页岩50重量份；铁矿废渣1重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经48小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为25％的空心泥条，压力为15kg/cm2，真空度为0.15Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为90℃，时间为72小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温12小时；600-1150℃升温8小时，在1150℃维持12小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却，即可。
实施例2
本发明一种用造纸废水和废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖，组成为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量；
3)、废硼渣70重量份；
4)、页岩30重量份；
5)、铁矿废渣3重量份；
上述3)、4)、5)中各种固体物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到6；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣70重量份；页岩30重量份；铁矿废渣3重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经96小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为15％的空心泥条，压力为25kg/cm2，真空度为0.05Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为110℃，时间为36小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温24小时；600-1150℃升温10小时，在1150℃维持18小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却，即可。
实施例3
本发明一种用造纸废水和废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖，组成为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量：
3)、废硼渣60重量份；
4)、页岩40重量份；
5)、铁矿废渣2重量份；
上述3)、4)、5)中各种固体物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。
制备方法：
1)、将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到5；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣为60重量份；页岩40重量份；铁矿废渣2重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经72小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为20％的空心泥条，压力为20kg/cm2，真空度为0.1Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为100℃，时间为48小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温18小时；600-1150℃升温9小时，在1150℃维持15小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却，即可。
实施例4
本发明一种用造纸废水和废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖，组成为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量；
3)、废硼渣55重量份；
4)、页岩35重量份；
5)、铁矿废渣1.5重量份；
上述3)、4)、5)中各种固体物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。适量；
制备方法：
1)、将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到4.5；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣55重量份；页岩35重量份；铁矿废渣1.5重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经60小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为17％的空心泥条，压力为17kg/cm2，真空度为0.09Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为95℃，时间为42小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温15小时；600-1150℃升温9小时，在1150℃维持13小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却，即可。
实施例5
本发明一种用造纸废水和废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖，组成为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量；
3)、废硼渣65重量份；
4)、页岩45重量份；
5)、铁矿废渣2.5重量份；
上述3)、4)、5)中各种固体物料的颗粒粉碎至砖用级粉，颗粒小于1毫米。适量；
制备方法：
1)、将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到5.5；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣65重量份；页岩45重量份；铁矿废渣2.5重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经88小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为22％的空心泥条，压力为22kg/cm2，真空度为0.12Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为105℃，时间为66小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温21小时；600-1150℃升温9小时，在1150℃维持15小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却，即可。
为表明本发明一种用造纸废水及废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖的性能效果，下面通过对比试验来进一步阐述：
试验材料：1)、100#标准红砖
2)、采用本发明实施例1-5中所述方法制备的多孔砖、空心砖
试验设备及方法：采用普通粘土砖的试验设备及试验方法
| 项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 100#红砖标准值 |
| 外观 | - | 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 | 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 | 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 | 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 | 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 | 无缺损、裂纹、弯曲、杂质凸出 |
| 体积密度 | kg/m3 | 1380 | 1430 | 1470 | 1410 | 1490 | 1365 |
| 吸水率 | ％ | 5.6 | 6.3 | 5.8 | 6.5 | 6.9 | 5.5 |
| 抗压强度 | MPa | 15.7 | 13.9 | 16.9 | 15.6 | 14.8 | 10.5 |
| 单块最小值 | MPa | 12.9 | 10.2 | 13.5 | 12.7 | 9.8 | 6.2 |
| 抗折强度 | MPa | 7.9 | 6.8 | 8.9 | 8.5 | 7.3 | 2.5 |
| 单块最小值 | MPa | 7.6 | 6.8 | 8.3 | 7.1 | 5.9 | 1.1 |
结论：采用本发明一种用造纸废水及废硼渣制备的建筑用多孔砖、空心砖的主要性能指标如抗压强度、抗折强度等均优于100#红砖标准值。
Claims (10)
1.一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖，其特征在于组分为：
1)、造纸废水适量；
2)、含铁废盐酸液适量；
3)、废硼渣50-70重量份；
4)、页岩30-50重量份；
5)、铁矿废渣1-3重量份。
2.根据权利要求1所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖，其特征在于：所述的组分3)、4)、5)中的各种物料的颗粒小于1毫米。
3.根据权利要求1所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖，其特征在于：所述的组分3)中废硼渣为60重量份；4)中页岩为40重量份；5)中铁矿废渣为2重量份。
4.权利要求1所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于步骤为：
1)、将废硼渣、页岩及铁矿废渣物料的颗粒粉碎至小于1毫米，备用；
2)、将造纸废水用含铁废盐酸液进行酸化反应，使其PH值达到4-6；
3)、将步骤2)中的反应液适量与废硼渣50-70重量份；页岩30-50重量份；铁矿废渣1-3重量份，进行充分搅拌、混匀；
4)、后置于陈化库内经48-96小时陈化后，经碾压、再搅拌送入挤砖机中；
5)、真空挤压成含废液为15-25％的空心泥条，压力为15-25kg/cm2，真空度为0.05-0.15Mpa；
6)、再经常规的切坯、码坯后，静置干燥，控制干燥室的温度为90-110℃，时间为36-72小时；
7)、烧结：采用变温烧制，常温至600℃，升温时间为12-24小时；600-1150℃升温8-10小时，在1150℃维持12-18小时；
8)、冷却：600℃以前快速冷却；600℃以后，缓慢冷却。
5.根据权利要求4所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中废硼渣为60重量份。
6.根据权利要求4所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中页岩为40重量份。
7.根据权利要求4所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中铁矿废渣为2重量份。
8.根据权利要求4所述的一种用用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤4)中陈化时间为72小时。
9.根据权利要求4所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤5)中真空挤压成含废液为20％的空心泥条，压力为20kg/cm2。
10.根据权利要求4所述的一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤7)中将砖坯在温度为1150℃维持15小时。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA2007100001593A CN1994962A (zh) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | 一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖及制备方法 |
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| CNA2007100001593A Pending CN1994962A (zh) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | 一种用造纸废水和废硼渣制备多孔砖、空心砖及制备方法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104817340A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-08-05 | 陈莹 | 以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法 |
| CN104844251A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-08-19 | 陈琼燕 | 以页岩为原料生产承重多孔砌块的方法 |
| CN104844252A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-08-19 | 陈琼燕 | 以页岩为原料生产非承重多孔砌块的方法 |
| CN109020601A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-18 | 佛山九陌科技信息咨询有限公司 | 一种泡沫砖的制备方法 |
-
2007
- 2007-01-09 CN CNA2007100001593A patent/CN1994962A/zh active Pending
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| CN109020601A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-18 | 佛山九陌科技信息咨询有限公司 | 一种泡沫砖的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |