一种铬渣掺杂制作自保温墙体砌块的方法
【专利摘要】本发明公开了一种铬渣掺杂制作自保温墙体砌块的方法，属于工业废弃物资源化综合利用领域。具体步骤为将一定细度的粉煤灰、石灰、铬渣加入研磨机，配入一定量的水研磨一定时间后加入定量磷石膏继续研磨一定时间，然后加入一定量水泥或水玻璃研磨一定时间，再加入一定量铝粉后继续研磨一定时间后将此料浆浇注至钢模中，然后保温静停一段时间后切割成块，并送入蒸压釜中在180℃饱和水蒸气作用下蒸压6～8小时，停止送蒸汽，冷却后出料即得自保温墙体砌块。本发明所得砌块抗压强度可达13.6～14.1mPa，导热系数为0.11～0.12W/m·K，蓄热系数为3.1～3.3W/m2·K，是一种性能优异的节能建材。
【专利说明】一种铬渣掺杂制作自保温墙体砌块的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业废弃物资源化综合利用处置方法，具体涉及将铬渣掺杂到磷石膏、粉煤灰、石灰、水泥(或水玻璃)等硅酸盐混合料中用于制作建筑自保温墙体砌块。
【背景技术】
[0002] 我国有20余家大型铬盐生产企业，铬酸钠年产量超过22万吨，铬渣的年排放量约45万吨，历年堆存量已达800万吨。铬渣中的有害成分主要是可溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙等六价铬离子。由于这些六价铬以及它的流失扩散而构成对生态环境的污染危害。其次是铬渣的强碱性危害。当铬渣在露天堆存时，经长期雨水冲淋后大量的六价铬离子随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康。六价铬离子对人体健康的毒害很大。它的化合物具有很强的氧化作用，对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有危害。更甚者铬有致癌作用，铬致癌的部位主要是肺。铬渣堆存占用大量土地，由于其中六价铬离子的残留也使地下水受到了严重污染。我国业界多采用“湿法解毒”和“干法解毒”两种工艺，其共同的缺点是投资过大、处理成本高、能耗大、铬回收难或无法回收，铬渣的治理一直困扰和阻碍国家铬化工行业的发展。
[0003]铬渣的化学成分为:二氧化硅占24~30%，三氧化二铝占5~10%，氧化钙占25~34 %，氧化镁占5~10 %，三氧化二铁占2~11 %，六氧化二铬(Cr2O6)占0.6~0.8 %和重铬酸钠(Na2Cr2O7)占1%左右等。铬渣所含主要矿物有方镁石、硅酸钙(2Ca0.SiO2)、布氏石(4Ca0.Al2O3.Fe2O3)和I~10%的残余铬铁矿等。目前我国除有大量铬渣堆存外，部分铬洛经还原解毒后用于制烧结砖、作为水泥掺合料等，但这些方法，解毒成本高、铬渣的消化量少，难以彻底消化铬渣堆存与毒害。铬渣中有较高量的硅酸钙(2Ca0*Si02)、布氏石(4Ca0.Al2O3.Fe2O3)，这些成分均是生产建筑材料尤其是自保温墙体材料非常好的原料，本发明将铬渣作为掺合料加入到磷石膏、粉煤灰、水泥(或水玻璃)等硅酸盐混合料中用于制作建筑自保温墙体砌块，可大量消化现堆存的铬渣，同时在制作过程中可将铬渣中的六价铬离子彻底还原，消除其对土壤、水体、大气等的毒害。
[0004]发展循环经济、建设节约型社会已成为我国的一项基本国策。自保温墙体砌块正是节能、节土、利废的绿色建材，其生产能耗低，是红砖的I/3,为此,建筑物基础造价可降低15%，运输能耗降低10% ;导热系数是红砖的1/4~1/5，20cm厚的自保温墙体砌块的保温隔热效果相当于49cm厚的砖墙，可大大节省材料的用量，提高建筑物的有效使用面积，每生产I万立方米的产品可消耗粉煤灰0.35万吨、铬渣0.21万吨，节省灰场、渣场用地0.5亩，节省烧砖用地5亩，实现铬渣无害化、资源化利用是一种利废、节能产品，有利于实现资源再利用、保护环境、符合可持续发展的战略。
【发明内容】
[0005]针对铬渣大量堆放占用土地及对环境的破坏问题，本发明提出将铬渣掺入到磷石膏、粉煤灰、石灰、水泥(或水玻璃)等硅酸盐混合料中用于制作建筑自保温墙体砌块的方法。磷石膏、粉煤灰、石灰、水泥(或水玻璃)、铬渣等硅酸盐混合料与水按一定比例充分搅拌混合形成碱性料浆，利用发泡剂(铝粉)与碱性料浆发生反应形成的还原性气体氢气在后续蒸压等工序中的较高温度作用下将铬渣中的六价铬还原解毒。从而实现铬渣的无害化处置、资源化利用。[0006]具体技术方案
[0007]将一定细度的粉煤灰、石灰、铬渣、水按一定比例混合均匀后研磨成浆，然后加入一定量的磷石膏继续研磨3~5分钟，然后按比例加入水泥(或水玻璃)，研磨3~5分钟，再加入一定量的铝粉后继续研磨I~2分钟至物料完全混合均匀后将此料浆通过浇注搅拌机浇注入模，料浆在模具中进行一系列物理化学反应，产生气泡，使料浆膨胀、稠化、硬化，然后保温静停以使料浆完成发气形成坯体，并使坯体达到一定的强度后在切割机上进行切害I]，切割后送入蒸压釜中在180°C饱和水蒸气作用下蒸压6~8小时，停止送蒸汽，待蒸压釜内温度低于50°C后出料即得产品。
[0008]所述粉煤灰为热电厂回收所得，粉煤灰应符合JC/T409-91规定，由于粉煤灰主要含Si02、Al2O3，它可以与料浆中的石灰在水热反应中生成水化硅酸钙产物，从而使制品达到一定的强度。要求粉煤灰中各组分质量百分含量为=SiO2 >30~20%、Fe203< 15%、烧失量< 10%、细度小于40um。
[0009]所述石灰应符合JC/T621-1996之规定。石灰在加气混凝土中，主要是向加气混凝土提供有效氧化钙。石灰在水化后生成的氢氧化钙，在加热条件下与粉煤灰、铬渣、水泥(或水玻璃)等硅质材料中的Si02、Al203等作用，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙，从而使制品获得强度。另外石灰也是铝粉发气的促进剂。铝粉发气需要碱性环境，料浆中石灰遇水消化生成Ca(OH)2，提高了料浆碱度，提供铝粉的发气条件，石灰遇水消化时还放出一定的热量，它可以使温度上升80°C~90°C，这给坯体中的水泥提供了快速水化条件，促使坯体硬化，缩短坯体静停时间。
[0010]所述铬渣为铬盐生产企业氧化焙烧铬铁矿浸取出铬酸盐后形成的滤渣。要求铬渣细度小于40um、MgO质量含量小于15% ;所述磷石膏为湿法磷酸生产企业在采用硫酸萃取磷灰石后经过滤所形成的滤渣，要求该渣含水量小于10% (质量)；所述水泥应符合GB175-92之规定，水泥在加气混凝土中的主要作用是水泥水化使料浆逐渐稠化，保证浇注稳定性，随后加速坯体硬化，使其具有初始强度，便于切割和入釜养护，采用425#普通硅酸盐水泥；所述水玻璃即硅酸钠(Na2O^mSiO2)的水溶液为水泥的替代品，要求水玻璃中各组分质量百分含量为=SiO2≥24.6%, Na2O ≤ 7.0%、水不溶物≤0.2%，模数2.8~3.5。
[0011]所述铝粉为发泡剂，自保温墙体砌块中的气孔结构是由铝粉在料浆中产生化学反应，放出气体，生成均匀细小的气孔而形成的，在静停、蒸压等过程中产生还原性气体氢气，将铬渣中的六价铬还原解毒。铝粉比重小、产气量大、成本较低、来源广泛，对铝粉的质量要求是:金属铝质量含量> 97%、强性铝质量含量> 88%、颗粒细度在65 μ m~75 μ m之间、比表面积大于4200cm2/g。
[0012]所述粉煤灰、石灰、铬渣、磷石膏、水泥(或水玻璃)、铝粉、水的配料比例按I立方米自保温墙体砌块的配料(质量用量，Kg)如下:
[0013]粉煤灰320~360
[0014]石灰85 ~100[0015]铬渣200 ~220
[0016]磷石膏15~20
[0017]水泥35~40或水玻璃23~30
[0018]铝粉0.5 ~0.6
[0019]水320 ~350
[0020]本发明的优点在于:能大批量消化利用粉煤灰、铬渣与磷石膏，同时在自保温墙体砌块生产过程的静停、蒸压等工序中的较高温度作用下将铬渣中的六价铬还原解毒，从而实现铬渣的无害化处置、资源化利用。该发明工艺简单，设备投资少，适于大批量生产，便于产业化，具有较好的应用推广前景。
【具体实施方式】
[0021]以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0022]实施例1
[0023]将粉煤灰、石灰、铬渣分别研磨至细度小于40um后，取3.3吨粉煤灰、900公斤石灰、2.1吨铬渣加入研磨机，配入3.位方米水研磨20分钟，然后加入170公斤磷石膏继续研磨3~5分钟，然后加入370公斤水泥研磨3~5分钟，再加入0.5公斤铝粉后继续研磨I~2分钟至物料完全混合均匀后将此料浆通过浇注搅拌机向在内表面壁涂有用废弃机油作为脱模剂的钢模中浇注至钢模容积的1/2，然后保温静停2~3小时以使料浆完成发气形成坯体，并使坯体达到一定的强度，然后在切割机上进行切割成块，切割后送入蒸压釜中在180°C饱和水蒸气作用下蒸压6~8小时，停止送蒸汽，待蒸压釜内温度低于50°C后出料即得10立方米产品。
`[0024]本实施例所得自保温墙体砌块体积密度为0.56g/cm3,低于国家标准((625Kg/m3)，导热系数为0.llff/m.K，蓄热系数为3.1ff/m2.K，抗压强度为13.6mPa。
[0025]实施例2
[0026]将粉煤灰、石灰、铬渣分别研磨至细度小于40um后，取3.3吨粉煤灰、900公斤石灰、2.1吨铬渣加入研磨机，配入3.2立方米水研磨20分钟，然后加入170公斤磷石膏继续研磨3~5分钟，然后加入260公斤水玻璃研磨3~5分钟，再加入0.5公斤铝粉后继续研磨I~2分钟至物料完全混合均匀后将此料浆通过浇注搅拌机向在内表面壁涂有用废弃机油作为脱模剂的钢模中浇注至钢模容积的1/2，然后保温静停2~3小时以使料浆完成发气形成坯体，并使坯体达到一定的强度，然后在切割机上进行切割成块，切割后送入蒸压釜中在180°C饱和水蒸气作用下蒸压6~8小时，停止送蒸汽，待蒸压釜内温度低于50°C后出料即得10立方米产品。
[0027]本实施例所得自保温墙体砌块体积密度为0.57g/cm3,低于国家标准((625Kg/m3)，导热系数为0.12ff/m.K，蓄热系数为3.3ff/m2.K，抗压强度为14.1mPa0
【权利要求】
1.一种铬渣掺杂制作自保温墙体砌块的方法，具体步骤为将一定细度的粉煤灰、石灰、铬渣、水按一定比例混合均匀后研磨成浆，然后加入一定量的磷石膏继续研磨3~5分钟，然后按比例加入水泥(或水玻璃)，研磨3~5分钟，再加入一定量的铝粉后继续研磨I~2分钟至物料完全混合均匀后将此料浆通过浇注搅拌机浇注入模，然后后在切割机上进行切割成块后送入蒸压釜中在180°C饱和水蒸气作用下蒸压6~8小时，停止送蒸汽，待蒸压釜内温度低于50°C后出料即得产品。
2.如权利要求1所述的自保温墙体砌块，其特征在于:所述粉煤灰为热电厂回收所得，粉煤灰应符合JC/T409-91规定，粉煤灰中各组分质量百分含量为=SiO2 > 30%,Al20313%~20%、Fe203 < 15%、烧失量< 10%、细度小于 40um。
3.如权利要求1所述的自保温墙体砌块，其特征在于:所述石灰符合JC/T621-1996之规定。
4.如权利要求1所述的自保温墙体砌块，其特征在于:所述铬渣为铬盐生产企业氧化焙烧铬铁矿浸取出铬酸盐后形成的滤渣，铬渣细度小于40um、Mg0质量含量小于15% ;所述磷石膏为湿法磷酸生产企业在采用硫酸萃取磷灰石后经过滤所形成的滤渣，要求该渣含水量小于10% (质量)；所述水泥符合GB175-92之规定；所述水玻璃中各组分质量百分含量为=SiO2≥24.6%, Na2O≤7.0%、水不溶物≤0.2%，模数2.8~3.5。
5.如权利要求1所述的自保温墙体砌块，其特征在于:所述铝粉质量要求为:金属铝质量含量> 97%、强性铝质量含量> 88%、颗粒细度在65 μ m~75 μ m之间、比表面积大于4200cm2/g。
6.如权利要求1所述的自保温墙体砌块，其特征在于:所述粉煤灰、石灰、铬渣、磷石膏、水泥(或水玻璃)、铝粉、水的配料比例按I立方米自保温墙体砌块的配料(质量用量，Kg)如下: 粉煤灰320~360 石灰85~100 铬渣200~220 磷石膏15~20 水泥35~40或水玻 璃23~30 铝粉0.5~0.6 水 320 ~350。
【文档编号】C04B38/02GK103570374SQ201210272496
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2012年7月25日
【发明者】苏凤明 申请人:江油市万裕建材有限公司