专利名称：一种循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无机聚合材料，具体是一种以CFBC(循环流化床)底渣为原料的 地聚合物的制备方法。
背景技术：
地聚合物是以偏高岭土或铝硅质工业废料为主要原料，经激发剂的作用发生特定 反应而形成的具有网络状结构的无定形无机聚合物。地聚合物兼有有机高聚物、陶瓷、水泥 和玻璃等材料的特点，具有机械强度高，耐久性好，抗腐蚀性强等优点。CFBC燃烧技术是20世纪80年代发展起来的一种清洁燃烧技术。具有燃料适应 性好，污染排放少，燃烧效率高，负荷调节范围大等诸多优点，是我国大力推广的一种清洁 燃烧技术。循环流化床锅炉的燃烧温度一般控制在800°C 900°C，远低于普通煤粉炉的 1400°C 1700°C，而且煤粉在炉内循环多次燃烧，使循环流化床锅炉底渣的形貌、化学成分 与普通煤粉炉排放的底渣存在明显的差异。该锅炉底渣在经球磨活化后具有一定的火山灰 活性，具备制备地聚合物的特点。
发明内容
本发明提出了一种利用CFBC炉底渣制备地聚合物材料的方法，具有以下特点1)利用属于工业固体废物的CFBC炉底渣为原料，缓解了 CFBC炉底渣大量堆放给 环境造成的沉重负担。2)采用半干压法成型，减少了地聚物制备过程当中碱性激发剂的用量，降低了制 造成本和残余碱对地聚物长期性能潜在的影响。3)采用低温养护，极大的降低了制造过程中能量的消耗和温室气体的排放。4)通过抗压强度的测定，养护28d后，所有配比的地聚物均能达到我国标准(《粉 煤灰砖》/JC239-2001)中抗压强度(优等品)的要求。经扫描电镜分析，压制和养护后，CFBC 底渣的活性得到了充分的激发，反应产物中形成了大量的地聚物类无定形物质(图2)。本发明所述循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其包括以下步骤1)首先将CFBC炉底渣进行粉磨，出料细度控制在10-20 μ m ；2)将磨细的底渣和水玻璃溶液或氢氧化钠溶液按1 (0.2-0.4)的比例混合，再 充分搅拌；3)将搅拌后的混合料倒入模具中，利用压力机压制成型，然后将块体压出，即得地 聚合物材料。上述步骤2)如采用水玻璃，该水玻璃溶液模数为1. 2-1. 5，如采用氢氧化钠，该氢 氧化钠溶液浓度为lOmol/L。上述步骤2)搅拌过程为先慢搅1-3分钟，再快搅1-3分钟。上述步骤3)成型压力为50-60KN，成型时间为10_20秒图1是循环流化床底渣的扫描电镜照片，图2本发明制备的地聚合物材料的扫描电镜照片。
图1是循环流化床底渣扫描电镜照片，图2是地聚合物材料的扫描电镜照片。
具体实施例以下结合多个实施例对本发明作详细描述。实施例1 1)粉磨将CFBC底渣在滚筒式球磨机中粉磨至平均粒径15 μ m左右。2)混合将步骤1中得到的磨细炉底渣与IOM NaOH溶液按固液比1 0. 3在行星式搅拌 机中搅拌混合，慢搅2分钟，快搅2分钟。3)压制成型将搅拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具当中，压力机压制成型，成型压力为 60KN，成型时间为10秒。4)养护将脱模后的试块放入标准养护箱中养护，养护温度为40°C，养护湿度为100%。5)强度测定对养护7d，14d，28d的样品进行抗压强度的测定，结果分别为9MPa，18MPa, 2IMPa0实施例2:1)粉磨将CFBC底渣在滚筒式球磨机中粉磨至平均粒径10 μ m左右。2)、混合将步骤1中得到的磨细炉底渣与模数为1. 2的水玻璃溶液按固液比1 0. 2在行 星式搅拌机中搅拌混合，慢搅1分钟，快搅2分钟。3)压制成型将搅拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具当中，压力机压制成型，成型压力为 50KN，成型时间为10秒。4)养护将脱模后的试块放入标准养护箱中养护，养护温度为40°C，养护湿度为100%。5)强度测定对养护7d，14d，28d的样品进行抗压强度的测定，结果分别为lOMPa，14MPa， 2IMPa。实施例3 1)粉磨将CFBC底渣在滚筒式球磨机中粉磨至平均粒径20 μ m左右。2)混合
将步骤1中得到的磨细炉底渣与模数为1. 5的水玻璃溶液按固液比1 0. 4在行 星式搅拌机中搅拌混合，慢搅3分钟，快搅3分钟。3)压制成型将搅拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具当中，利用压力机压制成型，成型压力 为60KN，成型时间为15秒。4)养护将脱模后的试块放入标准养护箱中养护，养护温度为40°C，养护湿度为100%。5)强度测定对养护7d，14d，28d的样品进行抗压强度的测定，结果分别为llMPa，16MPa， 20MPa。实施例4 1)粉磨将CFBC底渣在滚筒式球磨机中粉磨至平均粒径15 μ m左右。2)混合将步骤1中得到的磨细炉底渣与IOM NaOH溶液按固液比1 0. 2在行星式搅拌 机中搅拌混合，慢搅2分钟，快搅1分钟。3)压制成型将搅拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具当中，利用压力机压制成型，成型压力 为55KN，成型时间为20秒。4)养护将试块放入标准养护箱中养护，养护温度为40°C，养护湿度为100%。5)强度测定对养护7d，14d，28d的样品进行抗压强度的测定，结果为9MPa，17MPa, 2IMPa0
权利要求
一种循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)首先将CFBC炉底渣进行粉磨，出料细度控制在10-20μm；2)将磨细的底渣和水玻璃溶液或氢氧化钠溶液按1∶(0.2-0.4)的比例混合，再充分搅拌；3)将搅拌后的混合料倒入模具中，利用压力机压制成型，然后将块体压出即得地聚合物材料。
2.根据权利要求1所述的循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其特征在与步 骤2)中的水玻璃溶液模数为1. 2-1. 5。
3.根据权利要求1所述的循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其特征在与步 骤2)中的氢氧化钠溶液浓度为lOmol/L。
4.根据权利要求1、2或3所述的循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其特征 在与步骤2)搅拌过程为先慢搅1-3分钟，再快搅1-3分钟。
5.根据权利要求1、2或3所述的循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其特征 在与步骤3)成型压力为50-60KN，成型时间为10-20秒。
全文摘要
本发明公开了一种循环流化床底渣基地聚合物材料的制备方法，其步骤是(1)将CFBC炉底渣磨细至10-20μm；(2)将磨细后的CFBC炉底渣与水玻璃溶液或氢氧化钠溶液按固液比1∶(0.2-0.4)进行充分混合搅拌；(3)将混合料装入模具中，压力机压制成型，成型压力保持在50-60kN，压力保持10-20秒，然后将成型块体压出。球磨后的CFBC底渣，通过半干压法成型后，在碱性激发剂的作用下，通过聚合反应形成了均质的无定形结构，具有优良的机械性能。
文档编号B28B1/54GK101879746SQ20101020634
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者孙立, 李琴, 沈立锋, 翟建平, 胡秋婵, 陈晨 申请人:南京大学