专利名称：铬渣-石膏渣胶凝材料和制品及其生产方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含铬渣和石膏成份的胶凝材料和制品，以及它们的生产方法和各方面的用途。
铬盐和铁合金的生产中排放的铬渣，是一种毒害性较强，排放量较大，污染面广的工业废渣。长年以来，各排放厂的铬渣堆积成山，污染生态环境，造成严重的公害，已引起了人们的高度重视。目前治理铬渣的方法有许多种，见《化工环保》1994年第4期。由于铬渣的治理涉及到行业、治理成本、投资、耗渣量等诸方面的因素，所以离彻底治理铬渣的目的，尚有距离。为此仍需改进旧的治理方案，开发新的治理方法，以求达到治理铬渣、化害为利的最终目的。
本发明的目的是提供一种投入少、解毒成本低、耗渣量大、产品价格低廉、用途较广的胶凝材料。本发明利用工业废渣作主要原料，方法简便，易于上马，该材料可制成建材成品，或中间产品，可根据市场需求，按不同的用途、不同的成本组织生产。
本发明具体叙述如下铬渣-石膏渣胶凝材料系利用工业废渣为主要原料，按本发明的方法生产的一种多用途、低成本的胶凝材料，其组份配比为铬渣∶石膏渣∶其它物料＝10％～90％∶5％～90％∶5％～30％。
组份中的铬渣最好使用铬盐厂或铁合金厂已风化的陈渣；石膏渣包括各种石膏和工业生产中副产石膏渣如磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、脱硫石膏、盐石膏、废陶瓷模型石膏、钛石膏、石膏矿底品位石膏渣…等物料；其它物料系指在一定的反映条件下能使铬渣中6价铬还原为3价的气态、液态、固态物质，如亚硫酸及其盐类、硫酸亚铁、硫化钠、有机物、木屑、煤、粉煤灰、烟道灰、二氧化硫、一氧化碳、氢气、硫……等。
本发明的原料组份除铬渣、磷石膏以外的第三组份的物料因采用不同的原料，导致其生产方法分为窖炉高温烧成法和非烧成湿法二类。
第一类生产方法系利用各种工业窖炉，在加热状况下，石膏渣和还原物料及物料中水份(包括结晶水)在高温状态下发生分解和水煤气反应，放出一氧化碳、氢气、二氧化硫等还原气体，它们和铬渣中6价铬离子发生化学反应，结果是6价铬被还原为3价。当用烧成料为松散粉状的窖炉，如转窖、沸腾炉、反射炉…等窖炉时，为避免高温物料中已还原的底价物铬，遇空气后重新氧化，本发明采取的工艺控制措施是1)原料组份中一部分石膏渣组份不参入烧成。
2)封闭高温出料口，尽可能不让外界空气进入。
3)将经窖炉高温烧成后的物料用下料管导入未参入烧成的石膏渣中，石膏渣受热后其结晶水将蒸发，产生水蒸汽，可使物料降温，又隔绝了外界氧气，避免物料中低价铬再氧化，达到废热利用、保持解毒效果和掺和的石膏脱水烧成等目的。
第二类生产方法系利用本发明所述具有还原作用的物料在湿润或溶液状态下与铬渣混合反应，产生还原作用，使铬渣中6价铬还原为3价，然后再按本发明组份配比要求将石膏渣配入，制成胶结料。
改变本发明胶结料的原料配比，可生产3类不同的产品，它们各自具不同的用途1)第一类配方的产品，一般用高温烧成法生产。其特点是胶结强度高、凝固时间短，可作主胶结料，再配合其它掺和料，用来生产各类建材如装饰板、墙板、防火板、砌块、免烧砖、地板块等。
2)第二二类配方的产品，多采用湿法。其特点是生产成本低廉、销售价格便宜、生产和销售量大，作水泥行业的熟料原料、矿化剂、改性缓凝剂、掺和料等用。
3)第三类配方的产品，其特点是耗铬渣量大，主要作建筑施工和陶瓷、玻璃行业作掺和料、作色剂、改性原料用。
本发明的产品及其制品在制作中和使用中可依下列方法，将最终制成品的残余6价铬含量再降低。
1)制成品时，控制含6价铬的胶凝料掺入量，增加其它无毒物料比例，达到降低残余6价铬含量的目的。
2)制成品时，加入还原剂进行拌和，使胶结料中残余6价铬，在拌和凝固的过程中还原。
3)制成品养护期用带还原剂的水溶液进行养护，在养护期间，由于还原剂的渗透、扩散作用，促使残余6价铬再还原。
由于本发明的产品(包括中间产品)最终将以固化物态存在，铬渣中存在的有毒有害物质水溶性6价铬将被胶凝固化，这是目前国际上环保工程比较流行的一种对重金属有毒有害物处理的方法，可以说本发明对有毒铬渣的处理将是一种比较可靠的方法。
与已有的铬渣处理方法比较，本发明方案可利用各排渣厂已有的设备组织生产，具有投资省、处理铬渣量大、生产工艺简便、产品用途广等优点可根据市场调节生产成本和制成产品，最终达到铬渣排放量与治理的平衡目的。
实施例一1、组份配比铬渣40％、磷石膏50％、烟道灰10％。
2、生产方法先预留一半磷石膏，再将物料混合拌匀入转窖经850℃～1000℃烧成。烧成料通过密闭的出料口通入未烧的磷石膏中，经过换热，即成第一配方的胶结料。
3、制品1)、用烧成料重量40％的水，再加入烧成料4％的亚硫酸纸浆废液配成水溶液。
2)、将胶结料和占胶结料重量30％的填充料(如碎石、细炉渣、河砂、石粉)与带还原剂的水溶液拌和、装模、静置、凝固，即成制品。
3)、用含硫酸铁亚的水溶液对制品进行养护一星期即可。
实施例二1、组份配比铬渣30％、石膏渣50％、亚硫酸20％。
二、生产方法将铬渣与亚硫酸溶液混合进行还原解毒，反应铬渣经抽滤、干燥后与石膏混合，加入少量调整酸碱度的物料。根据不同的用途，再决定是否配入石膏或萤石或其它物料，制成价格低廉的水泥厂生产原料。
实施例三1、组份配比铬渣80％、石膏渣5％、原煤(或木屑、稻壳)15％。
2、生产方法将上述物料入斜炉排反射炉经高温烧成后，落入双斗密封料仓中，喷水雾冷却(对2个料仓轮换操作)，本产品可供于玻璃业、作色剂用。陶瓷、建筑施工的胶凝填充料用。
权利要求
1.一种铬渣-石膏渣胶凝材料，其特征在于其组份和配比为铬渣∶石膏渣∶其它物料＝10％～90％∶5％～90％∶5％～80％
2.如权项1所述的材料，其特征是组份中的右膏渣包括普通石膏、和各种石膏渣如磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、脱硫石膏、钛石膏、废陶瓷模型石膏、低品位石膏矿渣、盐石膏……等物料。
3.如权项1所述的材料，其特征是组份中的“其它物料”是指在一定的反应条件下对铬渣中6价铬具还原作用的物料，它们可以是气态，液态、固态物质，例如下列物质一氧化碳、氢气、二氧化硫、亚硫酸及其盐类、硫酸亚铁、硫化物、木屑、煤、烟道灰、粉煤灰、煤矸石……等。
4.如权项1所述的材料的生产方法，其特征在于1)生产方法之一按权项1所述组份配比的物料在窖炉的高温作用下将铬渣还原解毒，同时烧成胶结料。2)生产方法之二即湿法，由铬渣与权项3所述物料在有溶液参与的方式下产生还原解毒作用，再与石膏渣配合成胶结料。
5.如权项4所述的生产方法之一，其特征在于若使用转窖、反射炉、沸腾炉…等粉状松散料烧成窖炉时，则将组份中一定份量的石膏渣不加入窖炉烧成，而借助于专用没备将这部分石膏渣用于高温烧成料的降温和隔绝氧气，这样可以避免高温烧成料中铬再氧化成为6价，同时还能利用高温烧成料的余热将这部分石膏加工成胶结料。
6.如权项1所述的材料的产品及用途，其特征在于可根据原料价格和销售市场，按权项1所述组份配比的范围，变更配方，生产出不同用途的产品。1)第一类配方的产品特点是强度较高、胶结性好、凝固较快、可作主胶结料，生产各类建材如装饰板、防火板、墙板、砌块、免烧砖、地板块等。2)第二类配方的产品特点是生产成本低、价廉、产销量大，可作水泥行业的熟料原料、矿化剂、改性缓凝剂、掺和料等用途。3)第三类配方的产品特点是耗铬渣量大，主要用作建筑业、陶瓷、玻璃行业作掺和料、作色剂、改性原料等。
7.如权项6所述的产品及用途对残余6价铬的含量再降底的办法，其特征是1)控制含6价铬的胶结料与其它物料的配合比例，达到降低胶结料中6价铬含量的目的。2)当制成品拌和铬渣胶结料时再加入还原剂，使其在拌和凝固过程中将残余6价铬还原。3)制成品用带还原剂的溶液养护，使还原剂扩散渗透到制成品中，促使成品中残余6价销还原。
8.如权项1、6所述的胶凝材料及中间产品包括本产品的各类用途，其特征是有毒有害副作用的水溶性六价铬最终将被固化在胶凝固化体内。
全文摘要
“铬渣-石膏渣胶凝材料和制品及其生产方法与应用”的发明，系利用工业废渣经过解毒生产工艺制作的建筑胶凝材料和制品。其主要特征是采用10％-90％的铬渣、5％-90％的石膏渣、5％-30％的其它物料为主要原料生产的含铬的系列胶凝材料及制品。本发明的实施投资少，生产设备通用性强，可利用废渣排放厂现有设备生产。实施本发明后能处理的有毒铬渣量大，产品生产成本低，可广泛应用于建材或其它行业，能创造较好的环境效益和经济效益。
文档编号C04B40/00GK1149037SQ9511250
公开日1997年5月7日 申请日期1995年10月26日 优先权日1995年10月26日
发明者刘梅锡, 吴桂山 申请人:刘梅锡