专利名称：利用造纸废水生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用造纸废水生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法，更具体地说，涉及一种利用造纸黑液生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法。
专利号为94117765及专利公开号CN1087331A等专利均分别公开了粉煤灰烧结砖及其生产方法，其主要技术方法均是以粉煤灰为原料，利用膨润土作为粘结材料或者再加石灰作为粉煤灰的激活材料生产粉煤灰烧结，缺点是粉煤灰掺入量低，利用量有限，生产中若出现石灰颗粒较大者易产生砖体爆裂，另外由于地域性原因，石灰的价格差别较大，膨润土的价格也太贵，并且造成资源浪费。在专利号为931123371专利中，其技术方法虽采用粘性粉煤灰作结合剂进行粉煤灰烧结陶瓷制品的生产，但是其成本及能耗太高，无法实现工业化，更不能用于廉价建材的制做生产。
本发明的目的在于提供一种利用造纸废水生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法，它可有效地克服上述不足，降低成本，提高粉煤灰的掺入量，并达到节约能源，降低资源消耗，减少环境污染的宗旨。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的包括原料处理、成型、切坯、码坯和干燥焙烧等，具体步骤如下1．原料选用粉煤灰、粘土和碱性造纸黑液；2．原料处理A.用碱性造纸黑液浸泡粉煤灰7至15天，并经常搅拌达到在400倍显微镜下，粉煤灰颗粒球表面出现凸凹为准，然后风干脱水，粉碎至颗粒直径小于3毫米待用；B.用碱性造纸黑液浸泡粘土7～15天，凉晒成土块后，粗碎、干燥，然后再细碎、过筛，使其颗粒直径小于3毫米，待用；C.另取碱性造纸黑液置于轮窑或隧道窑余热蒸发槽中挥发水分，使含水率达50％～58％，波美度为30±2，制成浓缩黑粘液待用；3．原料按配比混合将上述A中待用的粉煤灰取4～9份与上述B中待用的粘土1份，按重量比混合，再加上述C中待用的浓缩黑粘液1.5～3重量份配以锅炉蒸气直接加热，同时进行双轴搅拌；4．原料均化将步骤3混合的原料，经布料机分布于陈化仓内陈化72小时，然后通过喂料机均匀给料于轮碾机和练泥机进行湿法碾练，同时加入混合总重量万分之一份的甲醛防腐并增塑，再配以锅炉蒸气进行双轴加热搅拌，使原料充分均化；5．真空挤出成型成型将步骤4的均化原料，用成型挤出机在工作压力为2Mpa～3MPa，真空度为-0.085～-0.090MPa，成型水分为18％～20％下挤出不同规格型号的粉煤灰切条或造球，其中球直径5～10毫米；6．切坯将步骤5所得切条直接制成切坯，或将步骤5所得的造球，凉至半干，压制成型
7．码坯将步骤6制得的砖坯码坯，码坯高度为5～10层，码坯密度为260～280块/米3；8．干燥将步骤7的砖坯进行自然干燥或人工干燥，人工干燥时间为18～48小时，干燥室进风介质温度100℃～140℃，排出干燥介质温度为40℃，相对湿度90％～95％9．焙烧将步骤8中干燥后的砖坯在1000～1150℃的温度下焙烧3小时左右，制成粉煤灰烧结砖；10．成品检验步骤9制得的粉煤灰烧结砖按国标检验合格即为成品。
原料粉煤灰的颗粒度通过3毫米筛孔，筛余量不超过3％，堆积密度520～1050公斤/米3，含水率0～20％，发热量3500～4200千焦耳/公斤。
原料中造纸黑液的PH值7～13，BOD5值1～3万mg／L。
真空挤出成型工艺中，粘土塑性指数在12％以上，且混合料塑性指数应大于7％。
真空挤出成型工艺中，粉煤灰切条的原料配比为粉煤灰与粘土的重量比为(4～5)∶1。
压制成型工艺中，粉煤灰造球的原料配比为粉煤灰与粘土的重量比为(6～9)∶1。
真空挤出成型工艺中，制做粉煤灰实心砖切条，成型挤出机工作压力为2～2.5Mpa，真空度为-0.085MPa，成型水分20％。
真空挤出成型工艺中，制做粉煤灰多孔砖切条，成型挤出机工作压力为2.5～2.8Mpa，真空度为-0.088MPa，成型水分19％。
真空挤出成型工艺中，制做粉煤灰空心砖切条，成型挤出机工作压力为2.5～3Mpa，真空度为-0.09MPa，成型水分18％。
干燥步骤中，应选用框架式单层码砖方式。
本发明利用黑液的碱性激发粉煤灰活性，使之表面分子增加断键利于硅酸盐大分子的形成，增强了火山灰效应；利用黑液中易熔无机盐的助熔性，降低某些矿物质熔点；利用黑液中富集的二氧化硅平衡粉煤灰中高含量的氧化铝；利用黑液的碱性和大量有机质增加粘土的可塑性；利用黑液中的表面活性物质及其粘性，将预处理好的粉煤灰和粘土颗粒均化好并紧粘在一起。
经检验采用本技术方法制得的高掺量粉煤灰烧结实心砖达到国家GB5101-1998《烧结普通砖》标准，粉煤灰烧结多孔砖达到国家GB13544-92《烧结多孔砖》标准，粉煤灰烧结空心砖达到GB13545-92《烧结空心砖和空心砌块》标准，且烧结成本比实心粘土砖降低一半左右，经济效益显著。同时粉煤灰砖比同类粘土砖的导热系数要小30％左右，保温隔热性显著，体现了建筑节能。另外制砖所用原料主要是电力工业排放的固体废弃物——粉煤灰和造纸工业中严重污染环境的黑液，大大降低了成本，节约了土地资源，并且利用本技术方法在制砖烧结中省去了内燃煤粉，既节约了能源还缩短了烧结周期，减少了烟气排放，保护了环境，产生了显著的环保效益。采用本发明的方法生产的粉煤灰烧结砖经检验还通过了GB6566-86《建筑材料放射卫生防护标准》。
图1是本发明生产高掺量粉煤灰烧结砖的工艺流程示意图。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1用PH为10且BOD5为2.5万mg／L的造纸黑液分别浸泡粉煤灰和粘土10天，取经风干脱水粉碎至颗粒直径小于3毫米的粉煤灰4吨，与经干燥粉碎过3毫米筛的塑性指数为14％的粘土1吨干混，加1.5吨含水率为54％的浓缩黑液然后用蒸气直接加热，同时进行双轴搅拌，再经布料机入陈化仓内陈化72小时后通过喂料机均匀给料于轮碾机和练泥机进行湿法碾练，滴加0.65公斤甲醛，在配以锅炉蒸气条件下进行二次双轴搅拌，用成型挤出机在工作压力为2.6MPa，真空度为-0.088MPa成型水份19％条件下，挤出粉煤灰切条，然后切坯，制成粉煤灰多孔砖坯，并选用框架式单层码砖方式进行人工加热干燥，干燥时间32小时，干燥室进风介质温度120℃，排出干燥介质温度40℃，相对湿度93％，然后在轮窑中焙烧，粉煤灰砖烧成温度在1000℃～1150℃，烧结时间3小时，出窑，检验，即得成品。
实施例2取经PH为12且BOD5为2.5万mg/L的造纸黑液浸泡13天，并经风干脱水粉碎至直径小于3毫米的粉煤灰8吨，与经干燥粉碎过3毫米筛的粘土1吨干混，加2.5吨含水率为56％的浓缩热黑液进行双轴搅拌，再经布料机入陈化仓陈化72小时后，通过喂料机均匀给料于轮碾机和练泥机进行湿法碾练，在配以锅炉蒸气条件下进行二次双轴搅拌，同时滴加1.15公斤甲醛，用成型挤出机在工作压力为2.5MPa，真空度为-0.085MPa，成型水份20％条件下，挤出粉煤灰造球，直径6毫米，然后晾至半干，压制成型，制成高掺量粉煤灰实心砖坯，并选用框架式单层码砖方式进行人工加热干燥，干燥时间40小时，干燥室进风介质温度130℃，排出干燥介质温度50℃，相对湿度91％，然后在隧道窑中焙烧，粉煤灰砖烧成温度在1100±50℃，烧结反应时间为3.5小时，出窑，产品经检验合格即为成品。
权利要求
1．一种利用造纸废水生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法，包括原料处理、成型、切坯、码坯和干燥焙烧，具体步骤如下(1)原料选用粉煤灰、粘土和碱性造纸黑液；(2)原料处理A.将碱性造纸黑液浸泡粉煤灰7至15天，并经常搅拌达到在400倍显微镜下，粉煤灰颗粒球表面出现凸凹为准，然后风干脱水，粉碎至颗粒直径小于3毫米待用；B.用碱性黑液浸泡粘土7至15天晾晒成土块后粗碎、干燥，然后再细碎、过筛，使其颗粒直径小于3毫米，待用；C.另取碱性造纸黑液置于轮窑或隧道窑余热蒸发槽中挥发水分，使含水率达50％～58％，波美度为30±2，制成浓缩黑粘液待用；(3)原料按配比混合将上述A中待用的粉煤灰取4～9份与上述B中待用的粘土1份，按重量比混合，再加上述C中待用的浓缩热黑液1.5～3重量份进行双轴搅拌；(4)原料均化，将步骤(3)混合的原料，经布料机分布于陈化仓内陈化72小时，然后通过喂料机均匀给料于轮碾机和练泥机进行湿法碾练，同时加入混合总重量万分之一份的甲醛，再配以锅炉蒸气进行双轴搅拌，使原料充分均化；(5)真空挤出成型将步骤(4)的均化原料，用成型挤出机在工作压力为2MPa～3MPa，真空度为-0.085MPa～-0.090MPa，成型水分为18％～20％下挤出不同规格型号的粉煤灰切条或造球，球直径5～10毫米；(6)切坯将步骤(5)所得切条直接制成切坯，或将步骤(5)所得的造球，凉至半干，压制成型；(7)码坯将步骤(6)制得的砖坯码坯，码坯高度为5～10层，码坯密度为260～280块/米3；(8)干燥将步骤(7)的砖坯进行自然干燥或人工干燥，人工干燥时间为18～48小时，干燥室进风介质温度100℃～140℃，排出干燥介质温度为40℃，相对湿度90％～95％；(9)焙烧将步骤(8)中干燥后的砖坯在1000～1150℃的温度下焙烧2.5～4.5小时，制成粉煤灰烧结砖；(10)成品检验步骤(9)制得的粉煤灰烧结砖按国标检验合格即为成品。
2．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述原料粉煤灰是颗粒度为过3毫米筛孔，筛余量不超过3％，堆积密度520～1050公斤/米3，含水率0～20％，发热量3500～4200千焦耳/公斤。
3．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的原料中碱性造纸黑液的PH值7～13，BOD5值1～3万mg/L。
4．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的真空挤出成型工艺中，粘土塑性指数在12％以上且混合料的塑性指数在7％以上。
5．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的真空挤出成型工艺中，粉煤灰切条的原料配比为粉煤灰与粘土的重量比为(4～5)∶1。
6．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的真空挤压成型工艺中，用于压制成型的粉煤灰造球其原料配比为粉煤灰与粘土的重量比为(6～9)∶1。
7．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的真空挤出成型工艺中，制做粉煤灰实心砖切条，成型挤出机工作压力为2Mpa～2.5Mpa，真空度为-0.085MPa，成型水分20％。
8．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的真空挤出成型工艺中，制做粉煤灰多孔砖切条，成型挤出机工作压力为2.5Mpa～2.8Mpa，真空度为-0.088MPa，成型水分19％。
9．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的真空挤出成型工艺中，制做粉煤灰空心砖切条，成型挤出机工作压力为2.5Mpa～3Mpa，真空度为-0.090MPa，成型水分18％。
10．如权利要求1所述的生产粉煤灰烧结砖的方法，其特征在于，所述的干燥步骤中，选用框架式单层码砖方式。
全文摘要
本发明涉及一种利用造纸黑液生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法,包括原料处理、配比、均化、真空挤出成型、切坯、码坯、干燥焙烧等工艺过程,制得的高掺量粉煤灰烧结砖达到国家检测标准,且成本比实心粘土砖降低一半,并具有节约资源、减少污染等环保效益。
文档编号C04B33/13GK1287984SQ0012396
公开日2001年3月21日 申请日期2000年10月27日 优先权日2000年10月27日
发明者翟冠杰, 李学林, 翟松梅 申请人:翟冠杰