专利名称：：一种利用造纸污泥生产建筑材料的方法
技术领域：
：本发明属于环境保护的
技术领域：
，涉及由工业废弃物(造纸污泥、不同钢渣、炉渣、废弃混凝土)为主要原料，应用加速碳化技术，制备建筑材料的方法，特别涉及一种利用造纸污泥生产建筑材料的方法。
背景技术：
：随着大量化石能源的消耗,大气中C02的含量逐年递增,由温室气体C02等所引起的温室效应也愈发加剧,这给社会和经济带来严重的负面影响。我国造纸是一个污染比较严重的行业,生产过程中产生了大量的废渣和污泥，对周边环境构成了巨大的污染。在造纸废渣中,污泥是主要废弃物,其产生量是原生纤维浆厂产出污泥的24倍,每生产lt纸,含水65y。的污泥产量就超过700kg。直到目前为止,大多数污泥的处置方式是填埋、散放或焚烧,而这些处理方式又不同程度地存在投资高，容易造成二次污染等问题。利用加速碳化的技术处理造纸污泥可以有效利用工业废弃物，并吸收大量温室气体C02，起到利废环保的作用。
发明内容本发明为了克服以上的技术不足，提供了一种利用造纸污泥生产建筑材料的方法，解决了造纸污泥环境污染问题，缓解了全球变暖，并且制备了性能良好、外形美观的建筑材料。本发明是通过以下措施来实现的本发明是利用造纸污泥生产建筑材料的方法，其特征在于采用以下步骤按重量比为l:0.54将造纸污泥与碳化材料混合，加水，混合均匀，压制成建筑材料半成品，半成品在加速碳化养护下，制成建筑材料成品；所述的碳化材料为含有氧化钙、氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、钙矾石、氢氧化镁和氧化镁中的一种或一种以上的碳化成分，碳化成分占碳化材料的重量百分比不少于30%。上述本发明的方法，所述的造纸污泥与碳化材料的重量比优选为1:13。上述本发明的方法，为了进一步提高碳化效果，所述的造纸污泥与碳化材料中加入激发剂，激发剂的加入量占造纸污泥与碳化材料总量的2~10%;所述的易激发成份为NaHC03、水玻璃、石膏、Ca(HC03)2、NaCl和Na2C03中的一种或一种以上。上述本发明的方法，为了进一步提高建筑材料的性能，所述的造纸污泥与碳化材料中加入增强剂，增强剂的加入量占造纸污泥与碳化材料总量的2~10%;所述的增强剂为氢氧化钙、氧化钙、硅酸盐水泥或废水泥中的一种或一种以上。上述本发明的方法，所述的加速碳化养护条件为碳化气体为二氧化碳气体，二氧化碳浓度大于wtl0%，二氧化碳气体压力大于l.Obar，加速碳化温度20-150°C，所述的加速碳化养护时间为2-48小时。上述本发明的方法，优选为所述的气体为含二氧化碳的工业废气，二氧化碳浓度为大于wt25%。上述本发明的方法，优选为所述的碳化成分占碳化材料的重量百分比为大于50%。上述本发明的方法，优选为所述的碳化材料为石灰、钢渣、电石渣或废弃混凝土中的一种以上。本发明是通过以下技术方案来实现的，利用含有碳化成分的造纸污泥，混合一定量的石灰、钢渣或废弃混凝土等原料，加入外加剂，混合均匀，压制成建筑材料半成品，半成品经吸收固定储存工业尾气二氧化碳，制成建筑材料成品。本发明的造纸污泥、石灰、钢渣、废弃混凝土中含有氧化钙、氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、钙矾石、氢氧化镁和氧化镁等碳化成分，经加速碳化，可发生以下反应CaO+H20+C02—CaC03+H20MgO+H20+C02—MgC03+H20Ca(OH)2+C02—CaC03C-S-H+C024CaC03+Si02+H203CaO.Si02+3C02+^iH2O^Si02nH20+3CaC032CaO.Si02+2C02+|nH204Si02^iH20+2CaC03碳化材料的经加速碳化后的主要生成组分为碳酸钙和碳酸镁。本发明是在适量石灰水存在的条件下，利用工业废气二氧化碳加速碳化造纸污泥、钢渣、炉渣、废弃混凝土等工业废弃物半成品。当发生碳化反应时，体系为放热反应，体系中因部分水分蒸发而湿度升高。碳化材料在加速碳化条件下发生碳化反应，生成碳酸盐，产生强度。本发明的要点是利用加速碳化技术处理造纸污泥、钢渣、炉渣、废弃混凝土等工业废弃物，固化储存温室气体二氧化碳。制备了性能良好、外形美观的建筑材料，同时有效解决造纸污泥环境污染问题，缓解全球变暖。本发明的有益效果是利废、环保、节能、成本低。图1为实施例1的制品碳化前和碳化后的XRD图。其中上图为碳化后的XRD图，下图为碳化前的XRD图图2为实施例1的制品碳化前的SEM-EDS图图3为实施例1的制品碳化后的SEM-EDS图具体实施方式实施例l选用淄博某造纸厂的造纸污泥为主要原料，其化学成分和其重量百分比为:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>选用工业生石灰为辅助原料，其主要成分为CaO。取造纸污泥60kg，生石灰40kg，原料共100kg粉碎，加水，混合均匀，压制成76x38x8mmS的半成品板材。采用工业废气二氧化碳进行加速碳化处理，二氧化碳浓度为wt35M，加速碳化温度为30-80'C，经过2小时的反应，制成成品板材。经过加速碳化后，重量增长即吸收二氧化碳8%左右，碳化率超过16%。碳化造纸污泥板材抗折强度约为3MPa，抗压强度约为12MPa.上述制品碳化前和碳化后的XRD分析图如图1所示，其中上图为碳化后的XRD图，下图为碳化前的XRD图。上述制品碳化前和碳化后的SEM-EDS图如图2和图3所示，碳化后的制品中有l-2)^m的颗粒状碳酸转晶体生成。从能谱中可以看出，Ca、C和O的峰明显增高，说明其产物为CaC03。实施例2选用造纸污泥(同实施例l)和济南钢铁集团的钢渣为主要原料。钢渣的化学成分和其重量百分比为<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>取造纸污泥25kg，钢渣75kg，原料共100kg粉碎，加水，混合均匀，压制成76x38xl2mmS的半成品砖。采用工业废气二氧化碳进行加速碳化处理，二氧化碳浓度为wt35。/。，二氧化碳气体压力为2.5bar，加速碳化温度为30-6(TC，经过6小时的反应，制成成品砖。经过加速碳化后，重量增长即吸收二氧化碳10%左右，碳化率超过20%。碳化造纸污泥砖抗折强度约为4MPa，抗压强度约为17MPa.实施例3选用造纸污泥(同实施例l)、钢渣(同实施例2)、石灰和废弃水泥混凝土为原料。废弃混凝土的化学成分和其重量百分比为<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>取造纸污泥35kg，钢渣20kg、石灰20kg和废弃混凝土25kg，原料共100kg粉碎，加入工业石灰水，混合均匀，压制成76x38xl2mi^的半成品砖。采用工业废气二氧化碳进行加速碳化处理，二氧化碳浓度为wt25。/。，二氧化碳气体压力为4bar，加速碳化温度为30-60'C，经过14小时的反应，制成成品砖。经过加速碳化后，重量增长即吸收二氧化碳5%左右，碳化率超过10%。碳化造纸污泥砖抗折强度约为2.5MPa，抗压强度约为10MPa。实施例4选用造纸污泥(同实施例1)、钢渣(同实施例2)、废弃水泥混凝土(同实施例3)为原料；激发剂为石膏和Ca(HC03)2。取造纸污泥50kg，钢渣25kg和废弃混凝土25kg，原料共100kg粉碎，再加入2kg的石膏和2kgCa(HC03)2，加入工业石灰水，混合均匀，压制成76x38xl2mmS的半成品砖。采用工业废气二氧化碳进行加速碳化处理，二氧化碳浓度为wt25n/。，二氧化碳气体压力为4bar，加速碳化温度为30-60。C，经过14小时的反应，制成成品砖。经过加速碳化后，重量增长即吸收二氧化碳8%左右，碳化率超过15%。碳化造纸污泥砖抗折强度约为3.5MPa，抗压强度约为18MPa。实施例5选用造纸污泥(同实施例l)和济南钢铁集团的钢渣(同实施例2)为主要原料；增强剂为熟石灰，氢氧化钙的含量wt90呢。取造纸污泥25kg，钢渣75kg，原料共100kg粉碎，再加入5kg熟石灰，加水混合均匀，压制成76x38xl2mmS的半成品砖。采用工业废气二氧化碳进行加速碳化处理，二氧化碳浓度为wt35。/。，二氧化碳气体压力为2.5bar，加速碳化温度为30-60。C，经过6小时的反应，制成成品砖。经过加速碳化后，重量增长即吸收二氧化碳12%左右，碳化率超过22%。碳化造纸污泥砖抗折强度约为4.5MPa，抗压强度约为20MPa.权利要求1.一种利用造纸污泥生产建筑材料的方法，其特征在于采用以下步骤(1)按重量比为1∶0.5～4将造纸污泥与碳化材料混合，加水，混合均匀，压制成建筑材料半成品，半成品在加速碳化养护下，制成建筑材料成品；(2)所述的碳化材料为含有氧化钙、氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、钙矾石、氢氧化镁和氧化镁中的一种或一种以上的碳化成分，碳化成分占碳化材料的重量百分比不少于30％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的造纸污泥与碳化材料的重量比为1:1~3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的造纸污泥与碳化材料中加入激发剂，激发剂的加入量占造纸污泥与碳化材料总量的2~10%;所述的易激发成份为NaHC03、水玻璃、石膏、Ca(HC03)2、NaCl和Na2C03中的一种或一种以上。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的造纸污泥与碳化材料中加入增强剂，增强剂的加入量占造纸污泥与碳化材料总量的210%;所述的增强剂为氢氧化钙、氧化钙、硅酸盐水泥或废水泥中的一种或一种以上。5.根据权利要求l或2所述的方法，其特征在于所述的加速碳化养护条件为碳化气体为二氧化碳气体，二氧化碳浓度大于wtl0%，二氧化碳气体压力大于l.Obar，加速碳化温度20-150°C，所述的加速碳化养护时间为2-48小时。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的气体为含二氧化碳的工业废气，二氧化碳浓度为大于wt2513/。。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的碳化成分占碳化材料的重量百分比为大于50%。8.根据权利要求l或2所述的方法，其特征在于所述的碳化材料为石灰、钢渣、电石渣或废弃混凝土中的一种以上。全文摘要本发明属于环境保护的
技术领域：
，涉及由工业废弃物(造纸污泥、不同钢渣、炉渣、废弃混凝土)为主要原料，应用加速碳化技术，制备建筑材料的方法，特别涉及一种利用造纸污泥生产建筑材料的方法。该方法按重量比为1∶0.5～4将造纸污泥与碳化材料混合，加水，混合均匀，压制成建筑材料半成品，半成品在加速碳化养护下，制成建筑材料成品。该技术有效地利用了造纸污泥等工业废弃物，减少了二氧化碳温室气体的排放，制备了性能优良、外形美观的建筑材料。本发明的有益成果是利废、环保、节能、成本低。文档编号C04B22/08GK101423354SQ20081015996公开日2009年5月6日申请日期2008年11月14日优先权日2008年11月14日发明者亮丁,叶正茂,吴昊泽,钧常,潘正昭,黄世峰申请人:济南大学