专利名称：无机固体废弃物用粘结剂和方法
技术领域：
本发明涉及无机固体废弃物资源化技术，特别是一种无机固体废弃物用粘结剂和方法。
背景技术：
现代人类生产和生活活动中产生的固体废弃物需要妥善地加以处置，而且在处理固体废弃物时，应避免产生二次污染，对有毒有害废物应确保不致对人类产生危害。对城市产生的固体废物制定全面的、综合性处理规划是非常必要的。其最理想的状态即为固体废弃物的完全再资源化。虽然现有多种固体废弃物的资源化技术在各种不同的条件下得以运用并取得了一定的社会和经济效益，但是，这些已知的技术或不可避免地给环境造成二次 污染，或有其应用局限性，或其资源化效率不理想，或其成本太高。因此，研发一种不造成二次污染，通用性好、效率高及成本可控的固体废弃物资源化技术是科研与工程技术人员所面临的一个重要课题。鉴于此，本发明人在前人工作的基础上，经过不断研究多次试验，终于成功研发出无机固体废弃物资源化的关键技术，即本发明所述的粘结剂和方法。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种无机固体废弃物用粘结剂和方法，所述无机固体废弃物用粘结剂具有良好的通用性，能够提高无机固体废弃物的资源化效率。本发明的技术方案如下无机固体废弃物用粘结剂，其特征在于，包括以下四组物料，第一组物料包括金属氧化物和/或氢氧化物，第二组物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三组物料包括三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、硼酸和/或草酸，第四组物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或矿粉。所述第一组物料中的金属氧化物包括以下物质中的一种或多种的组合MgO，CaO,A1203, Fe203。所述第二组物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的盐，所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的盐。所述第一组物料的重量含量为10% 75%,所述第二组物料的重量含量为10% 45%，所述第三组物料的重量含量为1% 5%，所述第四组物料的重量含量为20% 80%。所述四组物料中的固态物料均采用粉末状物料。上述无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂中的四组物料均采用固态物料，每组固态物料呈粉末状或被加工成粉末状，所述四组物料按一定比例混合后得到粉末状粘结剂产品。上述无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，其特征在于，按照一定比例选取所述粘结剂中的四组物料，所述四组物料包括固态物料和液态物料，所述固态物料呈粉末状或被加工成粉末状，并混合成粘结剂产品的粉末状固态组分，所述液态物料直接或混合成粘结剂产品的液态组分，所述粉末状固态组分与所述液态组分分装成套即得粘结剂产品。无机固体废弃物的粘结固化方法，其特征在于，将无机固体废弃物与粘结剂混合并加水调成浆料后在常温下引发化学固化反应，无需额外能量，所述浆料通过浇铸、挤压、涂抹或喷涂后固化成型为结构体。所述无机固体废弃物包括砂石、泥土、固体生活废弃物和/或固体工业废弃物，所述结构体中水的重量含量为17% 50%。一种结构体，其特征在于，包括无机固体废弃物和上述无机固体废弃物用粘结剂，所述结构体中水的重量含量为17% 50%。本发明的技术效果如下本发明的无机固体废弃物用粘结剂及方法，解决了对各种固体物质进行固化的实用化问题。所述粘结剂是一种通用性好、环境友好的用于固体物料粘结的粘结剂。相关工艺过程不造成二次污染，通用性好、效率高且成本可控。本发明对于生活、工业固体废弃物渣料的处理具有就地资源化的特点。就地资源化的特点，能够把建筑、工业等固体废弃物高效地就地资源化，能够推动建筑、工业固体废弃物的资源化进程并为各种建设工程提供绿色环保的结构件。通过在建筑工地就地取材、就地固化，能够极大降低建设成本、提高施工效率。本发明能够通过无机固体废弃物资源化的成本控制选择，根据预算及性能需要，可在极大程度上控制工程造价即成本。
具体实施例方式本发明涉及无机固体废弃物的粘结固化技术。无机固体废弃物用粘结剂，包括以下四组物料，第一组物料包括金属氧化物和/或氢氧化物，第二组物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三组物料包括三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、硼酸和/或草酸，第四组物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或矿粉。所述第一组物料中的金属氧化物包括 以下物质中的一种或多种的组合:MgO，CaO, A1203, Fe203。所述第二组物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的盐，所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的盐。所述第一组物料的重量含量为10% 75%，所述第二组物料的重量含量为10% 45%，所述第三组物料的重量含量为1% 5%，所述第四组物料的重量含量为20% 80%。所述四组物料中的固态物料均采用粉末状物料。上述无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂中的四组物料均采用固态物料，每组固态物料呈粉末状或被加工成粉末状，所述四组物料按一定比例混合后得到粉末状粘结剂产品。上述无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，其特征在于，按照一定比例选取所述粘结剂中的四组物料，所述四组物料包括固态物料和液态物料，所述固态物料呈粉末状或被加工成粉末状，并混合成粘结剂产品的粉末状固态组分，所述液态物料直接或混合成粘结剂产品的液态组分，所述粉末状固态组分与所述液态组分分装成套即得粘结剂产品。无机固体废弃物的粘结固化方法，其特征在于，将无机固体废弃物与粘结剂混合并加水调成浆料后在常温下引发化学固化反应，无需额外能量，所述浆料通过浇铸、挤压、涂抹或喷涂后固化成型为结构体。所述无机固体废弃物包括砂石、泥土、固体生活废弃物和/或固体工业废弃物，所述结构体中水的重量含量为17% 50%。
一种结构体，包括无机固体废弃物和上述无机固体废弃物用粘结剂，所述结构体中水的重量含量为17% 50%。具体实施固化时，根据成本及性能要求，将所述第一组物料至第四组物料按一定比例混合，得到粉末状粘结剂。然后将所得粉末状粘结剂与其它固体物质通过加水或利用含磷的酸中所具有的水分调成浆料后引发化学固化反应。待浆料完全固化后，得到最终产品。所述最终产品中含水重量比17 50%。所述其它固体物质包括砂石、泥土、固体生活废弃物及固体工业废弃物。无机固体废弃物资源化实例，包括以下步骤第一步根据成本及性能要求，设计并计算出四组物料所占比例。第二步把四组物料中固体组份按比例混合、研磨，得固体混合料。第三步按一定比例把无机固体废弃物固体料加入固体混合料中并均匀混合。第四 步把四组物料中可能的液态组份按比例加入所得的固体混合料中，得含水混合料。第五步按比例把所需的水加入所得含水混合料中，混合形成浆料并激发固化反应。待固化完成后，得到最终产品。本发明所述的粘结剂可用于粘合几乎所有已知的材料，包括泥土、灰烬、砂石等，将为对所有无害废弃物的资源化提供优质高效、成本可控的覆盖方案。本发明的应用范围1.在建筑结构材料方面包括使用各种固体物及固体废弃物制备高强结构材料，建筑及其它工业领域废弃物的资源化。包括粉煤灰，矿石废渣，金属废屑，木屑，废玻璃等等。2.高效处理有害固体废弃物。包括有害金属、中低放射性废弃物、医院有毒有害固体废弃物等等。3.在隧道施工中用于施工面碎片、岩屑固定高速、高效、高强固化剂；在石油及天然气钻井方面用作超级固封剂等等。4.在生物陶瓷方面用作牙科用陶瓷材料及人造骨用陶瓷材料等等。5.在耐火材料方面可作为防火阻燃材料。使用本发明所得最终资源化产品包括下述主要性能密度0. 8 5. Og/cc,随填料和添加剂而改变。抗压强度最高可达SOMPa以上，随填料及添加剂而改变。抗弯强度最高可达15MPa以上。水、酸及碱稳定性好(在PH3. 5 11范围内稳定)。可被固化物类型包括建筑垃圾、矿渣或其它几乎任何固体废弃物。水在最终产物中所占的重量比为17 50%。固化成型时间可控制于几秒钟到几小时。固化成型工艺过程可以选择浇铸、挤压、喷涂等。生产设备简单成熟。本发明所述固化过程是一室温过程，无需额外能量；可快速形成坚硬、致密的成品；产品成本、产品性能及成型过程均可调控；多数情况下，产品固化成型时有微小膨胀，因而可形成良好的密封产品，致密性极好。关于铁矿渣资源化的实例以铁矿渣作被粘合物，采用本发明粘结剂，按粘结剂/被粘合物=15/85之比例，制备出坚硬、密实的道路产品。所述道路产品在野外数月外观及力学性能无变化。在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。
权利要求
1.无机固体废弃物用粘结剂，其特征在于，包括以下四组物料，第一组物料包括金属氧化物和/或氢氧化物，第二组物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三组物料包括三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、硼酸和/或草酸，第四组物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或矿粉。
2.根据权利要求1所述的无机固体废弃物用粘结剂，其特征在于，所述第一组物料中的金属氧化物包括以下物质中的一种或多种的组合MgO，CaO, A1203, Fe203。
3.根据权利要求1所述的无机固体废弃物用粘结剂，其特征在于，所述第二组物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的盐，所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的盐。
4.根据权利要求1所述的无机固体废弃物用粘结剂，其特征在于，所述第一组物料的重量含量为10% 75%，所述第二组物料的重量含量为10% 45%，所述第三组物料的重量含量为1% 5%，所述第四组物料的重量含量为20% 80%。
5.根据权利要求1所述的无机固体废弃物用粘结剂，其特征在于，所述四组物料中的固态物料均采用粉末状物料。
6.根据权利要求1-5之一所述的无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂中的四组物料均采用固态物料，每组固态物料呈粉末状或被加工成粉末状，所述四组物料按一定比例混合后得到粉末状粘结剂产品。
7.根据权利要求1-5之一所述的无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，无机固体废弃物用粘结剂的制备方法，其特征在于，按照一定比例选取所述粘结剂中的四组物料，所述四组物料包括固态物料和液态物料，所述固态物料呈粉末状或被加工成粉末状，并混合成粘结剂产品的粉末状固态组分，所述液态物料直接或混合成粘结剂产品的液态组分，所述粉末状固态组分与所述液态组分分装成套即得粘结剂产品。
8.无机固体废弃物的粘结固化方法，其特征在于，将无机固体废弃物与权利要求1-5之一所述的无机固体废弃物用粘结剂混合并加水调成浆料后在常温下引发化学固化反应，无需额外能量，所述浆料通过浇铸、挤压、涂抹或喷涂后固化成型为结构体。
9.无机固体废弃物的粘结固化方法，其特征在于，所述无机固体废弃物包括砂石、泥土、固体生活废弃物和/或固体工业废弃物，所述结构体中水的重量含量为17% 50%。
10.一种结构体，其特征在于，包括无机固体废弃物和权利要求1-5之一所述的无机固体废弃物用粘结剂，所述结构体中水的重量含量为17% 50%。
全文摘要
无机固体废弃物用粘结剂和方法，所述无机固体废弃物用粘结剂具有良好的通用性，能够提高无机固体废弃物的资源化效率，其特征在于，包括以下四组物料，第一组物料包括金属氧化物和/或氢氧化物，第二组物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三组物料包括三乙醇胺、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、硼酸和/或草酸，第四组物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或矿粉。
文档编号C04B28/00GK103011711SQ20121056637
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者胡中波 申请人:胡中波, 黄小康