一种建筑固体废弃物彻底无害化、资源化处理工艺的制作方法

专利名称：一种建筑固体废弃物彻底无害化、资源化处理工艺的制作方法
技术领域：
涉及一种用于环保领域的建筑固体废弃物彻底无害化处理处置技术、用于水和大气污染处理过滤陶瓷材料、蓄热材料及轻质多孔建筑陶瓷节能材料的制备技术。
背景技术：
建筑固体废弃物是建造、改造、维护各种修建筑物过程中生产成的各种有机和无机固体垃圾，具有含有的材料种类多、处理量大、处理难度大等特点。我国的建筑固体废弃物，不仅含有如水泥、石子、砖头、石膏板、渣土、玻璃、废金属，还混有部分生活垃圾有机成分，如废塑料、油类、植物组织、动物尸体、食物残渣，以及其他领域的固体废弃物成分如工业炉渣等材料种类繁多，导致我国建筑固体废物的处理处置具有难度大、处理工艺复杂和处理成本高等特点。尤其是在目前我国缺乏和不具备建筑物的建筑材料分类拆除、分类堆放、分类处理的工艺、人员、设备、技术条件下，我国大多数建筑固体废物处理、处置方式，只能是运往郊外、边远区域填埋堆放，形成建筑固体废物处理处置区域的植物难以生长、含有 的有害物质(有害金属离子、病菌微生物)严重污染地下水，含有的有机物腐败造成臭气难闻及蝇蚊和鼠类繁生等，导致建筑固体废物处理、处置所在区域严重的土壤、大气、水污染和疾病流行。目前建筑固体废物的主要处理处置工艺技术方法有1、填埋；2、建筑固体废物破碎分解处理为大颗粒和粉末，其中的大颗粒再利用作为新建筑材料的原料，如建筑骨料，而粉末细颗粒则进行填埋处理处置；3、建筑固体废物粉碎后，再加入大量粘土或其他物质，成型、干燥、烧结制砖；4、建筑固体废物粉碎、研磨后，通过高温煅烧制成水泥或玻璃等。建筑固体废物的填埋处理处置是目前最广泛应用的工艺技术方法，具有适用范围广，初次处理成本低等特点，但其造成的二次污染严重，二次污染处理成本高昂，这种处理处置方式只是把污染物从一个地点转移到另一个地点，其有毒、有害的性质未发生根本转变。建筑固体废弃物采用分选除去有机物和金属、无机物再进行破碎、大小颗粒再进行分选进行处理，利用其中的一部分粗颗粒作为新建筑材料的组分如骨料使用，而建筑固体废弃物的细粉和有机物质则被进行填埋处理处置的工艺技术方法十分常见。在此类工艺方法中，虽然部分建筑固体废弃物得到了资源化利用，但其含有的有害、有毒成分未得到彻底处理，且处理过程中造成的二次污染十分严重。如专利CN1990129A、CN1911542A、ZL200610036156. O、CN101074155A、CN101058489A、CN101239804A、ZL200410060805. I、CN101074155A等，都是采用此类方式，建筑固体废弃物进行分选、破碎、再分先、再洗涤，其中大颗粒作为建筑骨料、中颗粒作为建筑砂，而细颗粒和有机物质则进行填埋处置处理。在此类工艺过程，建筑固体废弃物中含有的有机部分如木材、塑料，未得到有效资源化利用，且在处理过程中制造建筑骨料，需要洗涤，产生了污水，又需要进行污水处理，增加了设备、工艺的复杂性和成本投入，并且处理后的作为建筑材料用砂石、骨料和进行填埋处置的废弃填埋细粉和有机物，只是简单进行了洗涤或是水泥胶凝固化，其中含有的病菌和有毒重金属离子未得到根本性的彻底的无害化处理处置。建筑固体废弃物颗粒加入水泥等胶凝齐U，虽然可以制成各种形式混凝土产品，但混凝土类材料吸水率高、水易渗透、耐风化性差、产品寿命有限，因此类建筑固体废弃物处理处置方式，存在着使建筑固体废弃物含有的病菌微生物和有毒金属离子影响范围扩大的潜在风险和使有害、有毒污染物体积增大的弊病，并且利用建筑固体废弃物制备的混凝土材料一般比全新混凝土材料的性能差，且只能作为低档产品使用，如只能用于道路建筑，而不能用于室内建筑。而对于专利CN101913186A、CN101913186A、CN102219380A、CN1830869A 采用建筑固体废弃物制备陶粒、微晶玻璃、水泥、烧结空心砌块。此类专利，虽然 具有对建筑固体废弃物中病菌微生物杀灭性好的优点，但存在着处理建筑固体废弃物品种有限、使用量低、处理温度低、使其含有的有害离子固化不完全(有害金属离子溶出率高)，且其工艺技术流程缺乏可操作性差和产品档次低、产品使用范围窄等缺点，如专利CN1830869A采用建筑固体废弃物制备烧结空心砌块，只是在专利中粗略提及采用建筑固体废弃物可以用来制备烧结空心砌块，因此存在着此类建筑固体废弃物处理处置工艺技术存在缺乏可操作性差、生产低档产品、产品使用范围窄等缺点，并且此类产品的烧成温度较低为850 1000°C，建筑固体废弃物中有害离子如六价铬重金属离子等则存在不完全固化、不能彻底无害化的风险，因此采用此种工艺生产的产品在使用过程中存在造成二次污染风险问题。

发明内容
本发明目的是发明一种可以广泛应用、彻底无害化、大量快速处理处置建筑固体废弃物的工艺技术方法。此工艺技术方法具有生产的产品档次高、产品使用寿命长、产品应用范围广等优点。此种工艺方法对建筑固体废弃物各种有毒、有害成分，可以做到彻底无害化资源化处理，适合于我国建筑固体废弃物所具有的材料复杂性特点。建筑固体废弃物通过粉碎、分选、粉磨，再添加塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害金属离子固化剂、烧结助剂、造孔剂等各种添加剂及适量的水等，均匀混合，陈腐、均化，再经挤出或压制成型陶瓷湿坯，湿坯干燥后，最后通过高达1000 1200°C温度烧成，获得使用寿命达百年以上、物理化学性质稳定的陶瓷产品，其产品可广泛应用于水、大气污染处理过滤陶瓷材料、蓄热材料和轻质多孔建筑陶瓷节能材料等方面。此外,采用本工艺技术方法，不仅可以利用建筑固体废弃物制造多孔陶瓷，还可以用来高速、大量处理矿山尾矿和工业污泥及其他工业固体废弃物来制造建筑粗陶，如实心砖、瓦、空心砌块，或生产高级多孔陶瓷等产品。建筑固体废弃物，首先通过齿辊式破碎机或锷式破碎机进行密闭式粗碎，然后通过分选如磁选、电磁分选和风选(重力分选)，选出其中金属和大块不易粉碎的有机固体废弃物，而对于颗粒较小、易破碎或易粉碎得有机固体废弃物，无需再进行单独分选；其次，将粗碎后的机物料进行大规模的堆积均化，再采用如雷蒙磨、高压磨、锤式粉碎机、轮碾等方式进一步粉碎、研磨成为细粉。根据建筑固体废弃物总体类型的不同，粉碎、研磨至不同的粒度和相应粒度级配的细粉；其次，将建筑固体废弃物粉末添加一定比例的塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害金属离子固化剂、烧结助剂、造孔剂(有机固体废弃物及其他有机或无机造孔物质)、水，精确称量配料，再经混合机搅拌混合均匀；混合均匀的物料，再在均化仓或陈化车间内，进行24 72小时陈腐和陈化达到水分和物料的均匀。对于使用非常优良的混合、均化设备，一次可以达到水分、各种物料混合非常均匀时，可以不需要陈化和陈腐工艺程序；陈腐、均化后的物料，再补充添加一定量的水分，然后采用大型挤出机挤出或直接造粒、采用自动压砖机压制成型陶瓷湿坯；将陶瓷湿坯置于隧道式、室式或辊道式干燥器(窑)中进行干燥；干燥后的坯体置于高温隧道窑、辊道窑或其他形式的窑炉，如轮窑、倒焰窑、梭式窑中，在1000 1200°C条件下高温烧成，获得物理化学性质优良的陶瓷。本发明采用如下工艺技术流程方案予以实现(一)、基本原料建筑固体废弃物(本说明以后，不特别说明均指质量百分数)、塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害金属离子固化剂、烧结助剂、造孔剂、水。(I)建筑固体废弃物(60 100%):根据其含有的矿物成分和化学成分可分为单独稳定烧结型和非单独稳定烧成型建筑固体废弃物。单独稳定烧结型建筑固体废弃物即只使用单一种的建筑固体废弃物即可稳定的经成型、干燥、烧成工序，获得物理化学性质优良的陶瓷产品的建筑固体废弃物，也就是单独一种建筑固体废弃物的矿物组成和化学成分可 以满足制备物理化学性质优良的陶瓷产品。非单独稳定烧成型建筑固体废弃物是必须在建筑固体废物中，另外添加的如塑化成型、有害物质临时吸收固化剂、烧结助剂、造孔剂等，方可稳定生产物理化学性质优良的陶瓷产品的建筑固体废弃物。(2)塑化成型剂(O 30%);采用有助于成型和建筑固体废弃物临时固定的物质，具有提高建筑固体废弃物塑性和粘结能力作用的固体、液体物质如粘土、建筑渣土、白水固体废弃物、造纸黑液等；(3)有害物质临时吸收固化剂(O 30%)即在低温和成型时具有吸附建筑固体废弃物中有害金属离子、吸收过滤有害和异味的气体及细菌的物质，具有阻止成型和运输、储存等工艺过程有害、有毒及异味物质在空气、水、设备和厂区周围进一步扩散的作用，此类物质如粘土中的膨润土、造纸白水固体废弃物等；(4)高温稳定烧成剂(O 20%)，具有拓宽陶瓷烧成温度范围和提高陶瓷烧成稳定性的物质，如在化学成分上含有一定量氧化铝成分的粘土、页岩、矿山废渣等。(5)有害离子固化剂(O 30%):在烧成过程中能够提高有害金属他离子或其有害成分如二氧化硫等被稳定固化几率的物质或使有害金属离子转化为其无害状态的物质，如废玻璃粉、玄武岩粉末、长石等、废玻璃纤维、碳粉、煤粉、煤矸石、碳酸钙(方解石、灰岩)、白云岩、矿山固体废弃物等。(6)烧结助剂(O 30%)提高陶瓷烧结性能，降低烧成温度的物质长石、废玻璃、玄武岩粉末、花岗岩粉、矿山固体废弃物等。(7)造孔剂(O 20%)，提高陶瓷的气孔率，减小陶瓷的容重，提高其保温隔热性能及蓄热能各种有机固体废弃物如农田固体废弃物、废塑料、废橡胶、废纸等。(二)、建筑固体废弃物粗碎、分选、研磨至合适粒度和粒度级配的建筑固体废弃物细粉。(三)、建筑固体废弃物，根据其在成型性能，和烧成过程不同温度下烧成情况如烧失量、膨胀系数、矿物成分变化，按比例加入一定量的塑化成型剂、高温稳定烧成剂、有害离子固化剂、烧结助剂、造孔剂、水，混合均匀后，送入均化池内或均化仓内进行陈腐均化。
(四)、经陈腐和均化均匀的物料，再补充添加一定量的水，进行捏合、练泥、挤出成型或直接造粒后、采用压机压制成型陶瓷湿坯。(五)、将成型后的湿坯置于隧道式、室式或辊道式干燥器中进行干燥；干燥后的坯体置于高温隧道窑、辊道窑或其他形式的窑炉，如轮窑、倒焰窑、梭式窑中高温烧成，烧成后的产品进行各项性能，获得陶瓷产品。五、主要技术关键与原理本发明的基本原理是在建筑固体废弃物粉末中添加成型塑化剂和有害物质临时吸收固化剂后可以成型和有毒有害物质被临时固定，成型后的坯体在1000 1200°C下烧成温度下，建筑固体废弃物中含有的有害离子固化剂和病菌微生物被彻底永久固化、转化、无害化及消灭，固体废弃物转化为高性能陶瓷材料，实现建筑固体废弃物和其他固体废弃物的永久无害化和资源化。在建筑固体废弃物制备陶瓷坯体的成型过程中以及后期坯体干燥过程中，添加成 型塑化剂和有害物质临时吸收固化剂，有助于固体废弃物的成型和临时固化固体废弃物有害有毒物质及异味物质，使固体废弃物中有毒、有害、异味物质在生产处理过程不在大气、水中、设备及厂房周边环境附近进一步扩散，和提高物料的塑性便于陶瓷的成型及提高陶瓷半成品和成品的合格率和质量。在坯体烧成过程中物料中添加的高温稳定烧成剂，可以提高陶瓷坯体的在烧成过程的稳定可靠性，可防止烧成过程坯体开裂、粉化等问题出现，并拓宽陶瓷坯体的烧成温度范围，提高工艺的可操作性及产品质量。而有害金属离子固化剂是则是让有害、有毒离子，转化为无害状态离子状态，且有助于有害离子或其转化后的成分，进入陶瓷或玻璃的晶体和玻璃网络，实现有害、有毒离子的永久固化和无害化。此外添加的陶瓷烧结助剂可以降低陶瓷的烧成温度，增加玻璃相，提高对有害金属离子包褓能力，减少陶瓷的气孔率，减小有害有毒离子被水溶出的机率，提高陶瓷的物理化学稳定性。此外，其他重要关键技术的还有以下方面I、建筑固体废弃物的类型判断及矿物成分的确定；2、大批量建筑固体废弃物陶瓷原料化过程中的均化技术；3、有机固体废弃物(废塑料、废橡胶等)的大批量、无害化、快速处理处置及资源化技术。在本工艺技术流程中，有机固体废弃物粉末颗粒是受到大量无机粉末颗粒包裹，提高了有机固体废弃物处理处置温度，避免有机固体废弃物在低温度热处理过程时产生二噁英等一类的有毒物质，同时无机颗粒组成多孔坯体对有可能产生的有毒有害物质如有毒气体，具有一定的吸附过滤作用，进一步减小有害有毒物质的产生和扩散几率，最后大量无机粉末高温烧结，永久固化、转化可能残存的各种有害有毒物质；4、建筑固体废弃物陶瓷原料化时的加工粒度和粒度级配及各种添加剂的选择和加入量； 5、陶瓷烧成时温度、压力、气氛控制和选择。本发明的效果主要表现在I、利用建筑固体废弃物稳定大批量生产各种陶瓷产品，产品的主要指标三点弯曲强度大于2 50MPa，气孔率O. I 70%，孔洞率O 80%的产品。2、采用此工艺技术可以实现建筑固体废弃物和其他领域的固体废弃物的大规模、批量化、快速处理处置，并实现彻底无害化、有毒有害物质永久固化。3、此工艺技术适用面广，不仅可以用来处理建筑固体废弃物中的废弃混凝土、废砖瓦、木材、塑料、橡胶、油漆等，还可以用来处理道路固体废物，以及生活垃圾、矿山尾矿、工业垃圾等实现彻底无害化及有毒、有害物质的永久固化，适用于多种类固体废弃物和材料种类复杂的固体废弃物。4、工艺简单，工艺可操作性好，可靠性高，设备投入少、生产周期短，生产效率高。5、生产的产品种类多。不仅可以用来生产低档建筑粗陶，如砖 、瓦、砌块、陶粒，还可以用来生产特种陶瓷，如污水净化用多孔陶瓷滤材，还可用于生产蓄热体或换热器。6、工艺技术节能环保。工艺生产过程中无污水、无废气及废渣需要处理和排放，无二次污染。
具体实施例方式一种建筑固体废弃物彻底无害化资源化处理工艺，其主要特征是采用建筑固体废弃物通过成型、干燥、烧结获得物理化学性质稳定的陶瓷产品；且烧结温度在1000 1200°C。同时再加入塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害金属离子固化剂、烧结助剂、造孔剂；且总物料重量百分比为(I)建筑固体废弃物60 100% ;(2)塑化成型剂O 30%;采用有助于成型和建筑固体废弃物临时固定的物质，具有提高建筑固体废弃物塑性和粘结能力作用的固体、液体物质如粘土，建筑渣土、白水固体废弃物、造纸黑液，生活垃圾；(3)有害物质临时吸收固化剂O 30% ;即在低温和成型时具有吸附建筑固体废弃物中有害金属离子、吸收过滤有害和异味的气体及细菌的物质，具有阻止成型和运输、储存工艺过程有害物质和异味物质扩散的作用，此类物质如粘土中膨润土、造纸白水固体废弃物；(4)高温稳定烧成剂O 20% ;具有拓宽陶瓷烧成温度范围和提高陶瓷烧成稳定性的物质，如在化学成分上含有氧化铝成分的粘土、页岩、矿山废渣；(5)有害金属离子固化剂O 30%;在烧成过程中能够提高有害金属他离子、其他有害成分被稳定固化几率的物质或使有害金属离子转化为其无害离子状态的物质，如废玻璃粉、玄武岩粉末、长石等、废玻璃纤维、碳粉、煤粉、煤矸石、碳酸钙(方解石、灰岩)、白云岩、矿山固体废弃物；(6)烧结助剂O 30% ;提高陶瓷的烧结致密性，减小有害物质被浸出几率，降低陶瓷的烧成温度物质，如长石、废玻璃、玄武岩粉末、花岗岩粉、矿山固体废弃物；(7)造孔剂O 20% ;提高陶瓷的气孔率，减小陶瓷的容重，提高其保温隔热性能及蓄热能，如各种有机固体废弃物如农田固体废弃物、废塑料、废橡胶、废纸。本发明是按照如下流程实施(I)、建筑固体废弃物经粗碎、分选、粉磨至合适的粒度和相应的粒度级配；建筑固体废弃物，根据其在成型性能，和烧成过程中不同温度下烧成情况如烧失量、膨胀系数、矿物成分变化，按比例加入塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害离子固化剂、烧结助剂、造孔剂等添加剂和一定量的水，再经强力混合机混合均匀后，送入均化池内或均化仓内进行陈腐均化；(2)、陈腐或均化好的物料，再补充添加部分水，进行强力捏合、练泥，最后经挤出机挤出成型陶瓷坯体或直接造粒、采用压机压制成型陶瓷湿坯。(3)、将成型后的湿坯置于隧道式、室式或辊道式干燥器或干燥窑中进行干燥；干燥后的坯体置于高温隧道窑、辊道窑或其他形式的窑炉如轮窑、倒焰窑、梭式窑中经高温烧成获得陶瓷产品。本发明更具体的是按照如下流程实施(I)、建筑固体废弃物，主要组成建筑废砖块50 60% ;建筑废混凝土块23 35% ;洛土 12 15% ;其他5 10%，主要为生活垃圾、树叶、杂草、木材、废塑料、废橡胶；建筑固体废弃物经齿辊式破碎机或锷式破碎机粗碎至小于I厘米，混合均匀，剃除其中含有的金属物质，并采用风选选出其中含有的杂草、木材、废塑料等有机物；将粗碎后的其他物料用雷蒙磨粉磨至全通过50目筛的粉料，其中通过325目筛的粉料大于25%，再将粉料 送入均化仓进行均化；风选出的杂草、木材、植物秸杆、废塑料、废橡胶等有机固体废弃物经除金属后，再经撕碎机撕碎，和磨盘式磨粉机粉磨成全通过40目筛的粉料，获得机固体废弃物粉末作为造孔剂和内燃原料备用；建筑固体废弃物经矿物物相分析和陶瓷成型、烧成实验发现为非单独稳定烧成型建筑固体废弃物，需补充添加其他添加剂；(2)、建筑固体废弃物机粉末与有机固体废弃物粉末按质量比87 93% :7 13%，称量混合后，再外加入2%废玻璃、5%长石粉末、100目白云石粉末或碳酸钙粉末、8%的80目膨润土粉末以及适量水，称量配比，利用强力混合机混合均匀，送入均化仓或均化池，进行42 72小时的陈腐、均化，然后再补加适量水，经强力捏泥、练泥后，采用真空挤出机挤出成型陶瓷湿坯；(3)、成型后的陶瓷湿坯体，采用隧道式干燥窑进行干燥，当陶瓷坯体干燥至含水率低于2%后，再送入高温隧道窑经27 35小时、温度1070 1130°C烧成，获得孔洞率40 65%，气孔率15 45%、三点弯曲强度为6 25MPa的多孔陶瓷，其有害金属离子溶出量小于I. 2mg/kg，用于陶瓷蓄热体、废水和废气处理的过滤材料及建筑的节能保温材料。实施例I某地建筑固体废弃物，主要组成混凝土块60 70% ;洛土 25 30% ;其他5 10%，主要为生活垃圾、木材、塑料等。建筑固体废弃物经齿辊式破碎机粗碎至I 2厘米，获得物料混合均匀，并剃除其中含有的金属(如金属铁)，再采用风选选出其中的塑料、木材等有机物。将粗碎后的其他物料用雷蒙磨粉磨至全通过100目筛，其中通过325目筛大于35%，获得的建筑固体废弃物粉料送入均化仓进行均化备用。塑料、木材、树叶等有机垃圾经除金属，撕碎机撕碎，和磨盘式磨粉机粉磨至全通过20目筛，制得有机废弃物粉末作为造孔剂和内燃原料备用。建筑固体废弃物粉末，均化后，其主要化学成份如下Al2O3 13 16% ；Si02 : 50 52% ；Ca0:10 12% ；Mg0:5 8% ;Na20:2 3% ；K20:4 6% ;烧失量(IIO(TC) :8 10% ;其他成份9 12%。经矿物物相学分析，建筑固体废弃物中的混凝土块是以碳酸岩类(青石)为骨料，易造成烧成后的陶瓷产品发生石灰爆裂和陶瓷烧成温度范围过窄等现象，为非单独稳定烧成型建筑固体废弃物，因此必须外加7% 100目的玄武岩粉末和10% 100目的高岭土，作为高温稳定烧成剂、有害离子固化剂及烧结助剂。固体建筑固体废弃物无机粉末与有机固体废弃物粉末按质量比85 95 :5 15，再外加7% 100目的玄武岩粉末和和10% 100目的高岭土，称量配比，加入适量水，混合机混合均匀，输入均化仓，进行48 72小时陈腐、均化后，再补加适量水，经强カ捏泥、练泥后，采用真空挤出机挤出成型陶瓷湿坯。成型后的坯体，采用隧道式干燥窑进行干燥，坯体含水量低于5%后，送入高温隧道窑经24 32小时、最高温度1180 1200°C烧成，获得孔洞率10 65%、气孔率30 56%、有害金属离子溶出量小于I. 4mg/kg，三点弯曲强度为3 15MPa的多孔陶瓷，产品用于建筑节能保温材料和污水过滤材料。实施例2
某市建筑固体废弃物，主要组成混凝土块40 50% ;渣土 10 15% ;碎砖块30 40%，废弃石膏板I 2%，其他3 5%，主要为生活垃圾、木材、废橡胶、杂草等。建筑固体废弃物经锷式粉碎机粗碎至I I. 5厘米，再混合均匀，并剃除其中含有的金属(如金属鉄)，再采用风选选出其中的杂草、木材、废橡胶等有机物。再将粗碎后剰余的建筑固体废弃物的物料用雷蒙磨粉磨至20目筛全通过，其中通过325目筛大于25%，粉料送入均化仓进行均化。杂草、木材、植物秸杆、废橡胶等有机垃圾经除金属，撕碎机撕碎，和磨盘式磨粉机粉磨至全通过35目筛目，获得有机固体废弃物粉末作为造孔剂备用。建筑固体废弃物机粉末，均化后，经化学分析，主要化学成份如下=Al2O3 15 16% ；Si02:64 66% ；Ca0:5 6% ；Mg0:3 4% ；Na20:2 3% ；K20:4 6% ;烧失量(IlOO0C) 5 7% ;其他成份5 8%。此建筑固体废弃物经矿物物相分析和陶瓷成型、烧成实验发现缺乏成型塑化剂有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害离子固化剂及烧结助剂，为非単独稳定烧成型建筑固体废弃物。建筑固体废弃物机粉末与有机固体废弃物粉末按质量比88 95 :5 12，称量配比，然后再加入2%的废玻璃和200目的白云石粉末(碳酸钙粉)以及造纸黑液3%、40目的造纸白水固体废弃物5%，均匀混合，送入均化池，进行48 72小时的均化、陈腐，再补加适量水和，搅拌造粒后，采用自动压砖机压制成型陶瓷湿坯。成型后的陶瓷湿坯，利用隧道式干燥窑进行干燥。陶瓷坯体干燥至含水率低于4 %以下后，送入高温隧道窑经24 32小时、1020 1070°C高温烧成，获得气孔率25 55%、三点弯曲强度为2 15MPa的多孔陶瓷，其中陶瓷内气孔的孔径为O. Olmm O. 2mm、有害金属离子溶出量小于lmg/kg，产品用于水和大气污染处理过滤陶瓷材料和建筑节能保温材料。实施例3某县建筑固体废弃物，主要组成废砖块60 70% ;渣土 15 20% ;其他10 30 %，主要为混凝土块、生活垃圾、树叶、杂草、木材、废塑料等。建筑固体废弃物经粗碎至小于I厘米，混合均匀，剃除其中含有的金属(如金属鉄)，采用风选选出其中的杂草、木材、废塑料等有机物。将粗碎后的物料用雷蒙磨粉磨至全通过40目筛，其中通过325目筛大于30 %，粉料送入均化仓，进行均化。杂草、木材、植物秸杆、废橡胶等有机垃圾经除金属，经撕碎机撕碎，再经磨盘式磨粉机粉磨至35目筛全通过，获得的有机固体废物粉末作为造孔剂备用。建筑固体废弃物粉末，均化后，主要化学成份如下Al2O3 :17 18% ；Si02:63 65 % ；CaO:4 5% ；Mg0:2 3% ；Na20:3 4% ;Κ20:2 4% ;烧失量(1100°C) :7 8% ;其他成份5 6%。
建筑固体废弃物经矿物物相分析和陶瓷成型、烧成实验发现为非单独稳定烧成型建筑固体废弃物，必须补充添加成型塑化剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害离子固化剂及烧结助剂。建筑固体废弃物粉末与有机固体废弃物粉末按质量比90 95 :5 10，称量配比，外加入2%废玻璃、5%长石粉末、100目全通过的耐火粘土粉末10%、以及适量水，用混合机混合均匀，送入均化池，经48 72小时的均化陈腐，再补充添加适量水后，直接采用真空挤出机挤出成型陶瓷湿坯。成型后的陶瓷湿坯，再利用室式干燥窑进行干燥，干燥至坯体含水率低于2%以下时，送入高温隧道窑经27 35小时、最高烧成温度1140 1200°C，获得孔洞率35 75%，气孔率15 25%、三点弯曲强度为4 30MPa的多孔陶瓷，有害金属离子溶出量小于
O.5mg/kg,用于陶瓷蓄热体和建筑节能保温材料。实施例4某市一区建筑固体废弃物主要组成混凝土块30 40%;渣土 20 30%;碎砖块10 30%，废弃玻璃及玻璃纤维5 8%，其他5 8%为有机杂质主要为杂草和树叶等。建筑固体废弃物无机粉末，均化后，经化学分析，主要化学成份如下Al2O3 :15 17% ；Si02:60 63 % ；Ca0:3 4% ；MgO:l 2% ；Na20:6 7% ;K20:4 7% ;烧失量(1100で)4 5% ;其他成份3 5%。建筑固体废弃物经矿物物相分析和陶瓷成型、烧成实验发现为单独稳定烧成型建筑固体废弃物，无需补充添加其他添加剤。建筑固体废弃物经齿辊式粉碎机粗碎至I I. 5厘米，混合均匀，剃除其中含有的金属(如金属鉄)，其中的杂草、树叶等有机物垃圾，无需単独分选。将粗碎后的物料用雷蒙磨粉碎至120目全通过,其中通过325目筛大于15%,建筑固体废弃物粉末送入均化仓,进行均化备用。建筑固体废弃物粉末加入适量水，用混合机混合均匀,送入均化池,进行均化陈腐48 72小时，再补加适量水，经捏泥、练泥后，采用真空挤出机挤出成型陶瓷湿坯。成型后的陶瓷湿坯，利用辊道式干燥窑，干燥陶瓷坯体至含水率低于3%以下，送入高温隧道窑经24 32小时的1060 1090°C高温烧成，获得气孔率O. I 5%、三点弯曲强度为20 50MPa的陶瓷，有害金属离子溶出量小于O. 2mg/kg，主要用于建筑材料和耐磨陶瓷材料。建筑固体废弃物，主要组成建筑废砖块50 60% ;建筑废混凝土块23 35% ;渣土 12 15% ;其他5 10%，主要为生活垃圾、树叶、杂草、木材、废塑料、废橡胶等。建筑固体废弃物经粗碎至小于I厘米，剃除其中含有的金属(如金属鉄)，采用风选选出其中的杂草、木材、废塑料等有机物，其他物料混合均匀。将粗碎后的物料用雷蒙磨粉碎至50目筛全通过，其中通过325目筛的物料大于35%，建筑固体废弃物粉末送入均化仓进行均化备用。杂草、木材、植物秸杆、废塑料、废橡胶等有机固体废物经剃除金属后，经撕碎机撕碎后，再经磨盘式磨粉机粉磨至全通过40目筛，作为造孔剂和内然原料备用。2、建筑固体废弃物粉末，深度混合、再均化后，其主要化学成份组成如下Al2O3 :16 17% ；Si02:66 67 % ；Ca0:3 4% ；Mg0:2 3% ；Na20:l 2% ;Κ20:3 4% ;烧失量(1100°C) :3 4% ;其他成份3 4%。建筑固体废弃物经矿物物相分析和陶瓷成型、烧成实验发现为非单独稳定烧成型建筑固体废弃物，需补充添加其他添加剤。 3、建筑固体废弃物机粉末与有机固体废弃物粉末按质量比87 93 :7 13，称量配比，再外加入2 %的废玻璃、5 %的长石粉末、100目的白云石粉末或碳酸钙粉末、8 %的80目膨润土粉末、以及适量水，经强カ混合机混合均匀，送入均化池或均化仓，进行48 72小时的陈腐均化，然后再补加适量水，经捏泥、练泥后，采用真空挤出机挤出成型陶瓷湿坯体。4、成型后的陶瓷坯体，利用隧道式干燥窑干燥至坯体含水率低于2%以下后，送入高温隧道经27 35小时、1070 1130°C温度烧成，获得孔洞率40 65 %、气孔率15 45%、三点弯曲强度为6 25MPa的多孔陶瓷，有害金属离子溶出量小于I. 2mg/kg，用于陶瓷蓄热体、废水处理的过滤材料及建筑节能保温材料。本发明中所述白水固体废弃物造纸白水固体废弃物是指造纸过程中抄纸系统的产生的废水净化产生的固体废弃物，主要含有大量的细小纤维、造纸填料(高岭土、滑石)等悬浮物，以及施胶剂、防腐剤、增强剂等，同时也含有很多的溶解性胶体物质(DCS)，具有较强的粘性和干燥強度。粒度级配又称颗粒级配即由不同粒度组成的散状物料中各级粒度所占的数量。常以占总量的百分数来表示。由不间断的各级粒度所组成的称连续级配；只由某几级粒度所组成的称间断级配。合理的颗粒级配是使陶瓷配料获得低气孔率的重要途径。
权利要求
1.一种建筑固体废弃物彻底无害化资源化处理工艺，其特征是采用建筑固体废弃物通过成 型、干燥、烧结获得物理化学性质稳定的陶瓷产品；且烧结温度在1000 1200°C。
2.根据权利要求I所述的一种建筑固体废弃物彻底无害化资源化处理工艺，其特征是同时再加入塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害金属离子固化齐U、烧结助剂、造孔剂；且总物料重量百分比为 (1)建筑固体废弃物60 100%; (2)塑化成型剂O 30%;采用有助于成型和建筑固体废弃物临时固定的物质，具有提高建筑固体废弃物塑性和粘结能力作用的固体、液体物质如粘土，建筑渣土、白水固体废弃物、造纸黑液，生活垃圾； (3)有害物质临时吸收固化剂O 30%;即在低温和成型时具有吸附建筑固体废弃物中有害金属离子、吸收过滤有害和异味的气体及细菌的物质，具有阻止成型和运输、储存工艺过程有害物质和异味物质扩散的作用，此类物质如粘土中膨润土、造纸白水固体废弃物； (4)高温稳定烧成剂O 20%;具有拓宽陶瓷烧成温度范围和提高陶瓷烧成稳定性的物质，如在化学成分上含有氧化铝成分的粘土、页岩、矿山废渣； (5)有害金属离子固化剂O 30%;在烧成过程中能够提高有害金属他离子、其他有害成分被稳定固化几率的物质或使有害金属离子转化为其无害离子状态的物质，如废玻璃粉、玄武岩粉末、长石等、废玻璃纤维、碳粉、煤粉、煤矸石、碳酸钙(方解石、灰岩)、白云岩、矿山固体废弃物； (6)烧结助剂O 30%;提高陶瓷的烧结致密性，减小有害物质被浸出几率，降低陶瓷的烧成温度物质，如长石、废玻璃、玄武岩粉末、花岗岩粉、矿山固体废弃物； (7)造孔剂O 20%;提高陶瓷的气孔率，减小陶瓷的容重，提高其保温隔热性能及蓄热能，如各种有机固体废弃物如农田固体废弃物、废塑料、废橡胶、废纸。
3.根据权利要求I或2所述的一种建筑固体废弃物彻底无害化资源化处理工艺，其特征是按照如下流程实施 (1)、建筑固体废弃物经粗碎、分选、粉磨至合适的粒度和相应的粒度级配；建筑固体废弃物，根据其在成型性能，和烧成过程中不同温度下烧成情况如烧失量、膨胀系数、矿物成分变化，按比例加入塑化成型剂、有害物质临时吸收固化剂、高温稳定烧成剂、有害离子固化剂、烧结助剂、造孔剂等添加剂和一定量的水，再经强力混合机混合均匀后，送入均化池内或均化仓内进行陈腐均化； (2)、陈腐或均化好的物料，再补充添加部分水，进行强力捏合、练泥，最后经挤出机挤出成型陶瓷坯体或直接造粒、采用压机压制成型陶瓷湿坯。
(3)、将成型后的湿坯置于隧道式、室式或辊道式干燥器或干燥窑中进行干燥；干燥后的坯体置于高温隧道窑、辊道窑或其他形式的窑炉如轮窑、倒焰窑、梭式窑中经高温烧成获得陶瓷产品。
4.根据权利要求3所述的一种建筑固体废弃物彻底无害化资源化处理工艺，其特征是按照如下流程实施 (I)、建筑固体废弃物，主要组成建筑废砖块50 60% ;建筑废混凝土块23 35% ;渣土 12 15%;其他5 10%，主要为生活垃圾、树叶、杂草、木材、废塑料、废橡胶；建筑固体废弃物经齿辊式破碎机或锷式破碎机粗碎至小于I厘米，混合均匀，剃除其中含有的金属物质，并采用风选选出其中含有的杂草、木材、废塑料等有机物；将粗碎后的其他物料用雷蒙磨粉磨至全通过50目筛的粉料，其中通过325目筛的粉料大于25%，再将粉料送入均化仓进行均化；风选出的杂草、木材、植物秸杆、废塑料、废橡胶等有机固体废弃物经除金属后，再经撕碎机撕碎，和磨盘式磨粉机粉磨成全通过40目筛的粉料，获得机固体废弃物粉末作为造孔剂和内燃原料备用； 建筑固体废弃物经矿物物相分析和陶瓷成型、烧成实验发现为非单独稳定烧成型建筑固体废弃物，需补充添加其他添加剂； (2)、建筑固体废弃物机粉末与有机固体废弃物粉末按质量比87 93%7 13%，称量混合后，再外加入2%废玻璃、5%长石粉末、100目白云石粉末或碳酸钙粉末、8%的80目膨润土粉末以及适量水，称量配比，利用强力混合机混合均匀，送入均化仓或均化池，进行42 72小时的陈腐、均化，然后再补加适量水，经强力捏泥、练泥后，采用真空挤出机挤出 成型陶瓷湿坯； (3)、成型后的陶瓷湿坯体，采用隧道式干燥窑进行干燥，当陶瓷坯体干燥至含水率低于2%后，再送入高温隧道窑经27 35小时、温度1070 1130°C烧成，获得孔洞率40 65%，气孔率15 45%、三点弯曲强度为6 25MPa的多孔陶瓷，其有害金属离子溶出量小于I. 2mg/kg,用于陶瓷蓄热体、废水和废气处理的过滤材料及建筑的节能保温材料。
全文摘要
本发明涉及一种建筑固体废弃物彻底无害化、资源化处理工艺，其特征是采用建筑固体废弃物通过成型、干燥、烧结获得物理化学性质稳定的陶瓷产品；且烧结温度在1000～1200℃。本发明利用建筑固体废弃物稳定大批量生产各种陶瓷产品，产品的主要指标三点弯曲强度大于2～50MPa，气孔率0.1～70％，孔洞率0～80％的产品。采用此工艺技术可以实现建筑固体废弃物和其他领域的固体废弃物的大规模、批量化、快速处理处置，并实现彻底无害化、有毒有害物质永久固化。
文档编号C04B38/06GK102838378SQ20121030295
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者林永淳, 师晓明, 汤利刚, 张军仓 申请人:陕西宝深机械(集团)有限公司