专利名称：碱渣制工程用土及其制造方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及氨碱法生产纯碱过程中废渣的利用，特别是一种碱渣制工程用土及其制造方法与设备。
纯碱是重要的化工原料。目前，世界上许多国家仍采用氨碱法生产纯碱。我国著名的天津碱厂就是采用氨碱法生产纯碱，现已有七十余年历史。该方法致命弱点是生产中排放大量的废液废渣，世界各国氨碱厂废液废渣处理的主要办法，多数厂仍然采用消极的传统方法，即将废液废渣分别排放，将蒸馏塔排出的悬浮废液经澄清分离、碳化、中和或海水兑合等处理后，便可排入江河湖海或注入地下油井、矿井等。废渣则采取筑坝拦渣、划定区域内堆存等等。
碱渣长年堆积，污染环境，占用土地，因此碱渣的综合利用一直是大家共同关心的研究课题之一。目前，对碱渣综合利用方面，已有一些报导，例如废渣制水泥的方法(CN87108216)，碱渣粉煤灰制回填土的方法CN93117804.5，又如东德专利DD39590“用废渣加工碱或碱土金属的重碱酸盐”，美国专利US2474381“用废渣加沥青制屋顶盖板、沥青混凝土和辅路材料的方法”等，上述专利方法中，有些处理方法较复杂，有的碱渣处理量少，大规模工业化处理有待进一步完善。
本发明的目的是提供一种性能较好的碱渣制工程用土，该土制造工艺简单易行、投资少、能大量处理废渣、实用，本发明还提供一种专用设备，该设备适用、处理量大。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，该碱渣制工程用土包括碱渣、辅料，辅料包括粉煤灰、水泥、黄土、河沙、海沙、液态渣、煤矸石、氧化钙、硫酸钙、返砂中的一种或两种或多种，碱渣与辅料配比是碱渣占60-100％(重量)辅料每种占0-40％；碱渣制工程用土的制造方法包括将碱渣与辅料掺合，经搅拌(人工或者机械)后，再经凉晒，自然干燥得到产品；碱渣制工程用土的设备包括支架，支架上架有搅拌筒，筒上开有料斗、出料口，送料螺杆支承在轴承上，由电动机带动。
考虑到碱渣是一种孔隙大、颗粒细的固体物料，通常其料径仅2-5μm。但往往不是由单个粒子存在，而是由多个粒子构成集合体，由集合体进一步构成直径为15-25μm的聚集体，因此，碱渣具有极发育的空隙体系，这就是碱渣空隙大、含水率高的原因，显然，要降低碱渣含水率，减少空隙，关键在于破坏集合体和聚集体的骨架，消除它们的大间隙，另一方面，为了使碱渣制工程用土获取较好的物化性能，有必要加入一些具有活性的有效成分，使其与碱渣发生一系列水化作用，加速碱渣内部物质的固化反应，可以加入的辅料有河沙、海沙、粉煤灰、水泥、黄土、液态渣、硫酸钙、返砂等，其辅料掺入后可较好地改变性能，但除考虑性能外，还应考虑对碱渣的吸湿性，改变碱渣制工程用土的粒度大小以及碱渣制工程用土的颜色等，在选择辅料上还应考虑原料来源、成本高低，尽可能地大量使用碱渣、废料。本发明所使用辅料中，有些配方中采用粉煤灰、水泥为辅料，目的也在于保证工程用土的颗粒大小，粉煤灰可加大工程用土粒度，有利于渗透作用，粉煤灰对碱渣有吸湿作用，并可改变工程用土的颜色，同时还尽可能的大量使用碱渣、降低成本，这二种辅料的用量是粉煤灰控制在8-30％，水泥4-10％，其余为碱渣。如需要作为三合土，那么水泥用量可以取高值。
碱渣也可以是废渣液经沉淀池，将上清液排出，剩下的底层渣经压滤得到含一定水份的碱渣，其余步骤同碱渣。碱渣的含水量一般在40-65％(湿基)之间。
实施例1取天津碱厂碱渣，碱渣中主要成分为CaCO336-61％，CaCl25-16％，Mg(OH)24-13％，SiO25-10％，CaSO41-6％，H2O 50-64％，用量为100份，取军粮城发电厂粉煤灰10份，425#普通硅酸盐水泥5份(重量)，碱渣样采用人工挖取的方式，运至试验场地，搅拌机采用碱渣搅拌机，生成5号水泥沙浆状产品，产品在自然地面，或因地制宜，即滩涂、洼地、路基、海堤等施工地面上晾晒，晾晒厚度为5cm-20cm，一般晾晒24-72小时，随着晾晒时间的增加，水份含量减少。工程用土是一种质量轻、颗粒粒径似粉土材料，经测试，碱渣工程用土的比重为2.6；压实后的碱渣制工程用土在7°地震裂度下不会发生液化现象；经压实后的碱渣制工程用土物理力学性能均高于一般素土，按最佳击实状态得出最佳含水量区间47-54％，对应的干容量γd＝8.8-9.0KN/m3，渗透性类似于粉土，渗透系数K＝n×105cm/sec，属中等程度，抗剪切强度高，内聚力C＝41KPa，内摩擦角Φ＝28°，抗压强度、压缩模量较高，且随龄期有所增长，若γd达到8.0KN/m3，压实系数大于1.9，那么，承载力基本值可达150KPa以上，碱渣制工程用土可代替黄土作工程回填土，也可作建筑地基用土和道路路基用土、坝堤用土等。由于碱渣制工程用土的渗透系数比普通粘土的大，可以根据回填地区对绿化的不同要求，采取与黄土混合、分层垫等灵活方法以改善绿化条件，碱渣制工程用土的淋水性比原碱渣及海湾泥都好，碱渣制工程用土可作海滨新区绿化的填土，解决盐滩绿化用土紧缺问题，大大降低绿化费用，产生显著的经济、生态和环境效益。
碱渣制工程用土产品经受雨淋浸泡后不会回复原碱渣的膏状体，碱渣制工程用土用于盐土分布区，其周围土壤中的钠、氯、全盐量均低于盐土分布区中各组份量，钙有所增加，这对逐步改善本地区土壤的理化性状是有利的，碱渣不会对环境造成重金属污染，碱渣制工程用土的淋水性能比原碱渣及海湾泥都好，因此可作海滨新区绿化的填土。碱渣制工程用土中埋设钢材及砼时，可采取本地区的相应防腐措施即可，不必考虑特殊处理。
以下结合附图对本发明作进一步说明
图1碱渣搅拌机主视2图1的俯视3图2的A-A剖视1、图2、图3表示了碱渣搅拌机构成，它包括支架、搅拌筒2，筒上开有料斗3、出料口7，该搅拌机为螺旋推动搅拌机，其送料螺杆支承在轴承8上，由电动机6带动，5为减速箱，送料螺杆的压力角为15°，螺杆包括加料、混合两段，混合段为60°倒锥带混料刀的混料段，混料刀呈螺旋式分布在锥体。需混合物料由加料的料斗送入，经过送料、混合，混合物料被混合、搅拌、研碎从出料口7排出，图中4为水箱，1为观察窗，为了使操作更好地进行，在螺杆的一端装有刮板，使粘附在搅拌筒壁上的物料送至出料口排出。
本发明的优点本发明提供的碱渣制工程用土是一种较好的工程用土，本土充分利用了大量堆放的碱渣，既治理污染，又使碱渣固体废料综合利用，该工程用土的制造方法简单、投资少，短时间可以处理大量碱渣，效率高，易于推广应用，所提供的设备可大大加快处理进度，处理量大。
本碱渣制工程用土从根本上解决了近百年来制约国内外氨碱法生产纯碱的碱渣处理问题。
权利要求
1.一种碱渣制工程用土，其特征在于它包括碱渣、辅料，所述的辅料包括粉煤灰、水泥、黄土、河沙、海沙、液态渣、煤矸石、氧化钙、硫酸钙、返砂中的一种或两种或多种，碱渣与辅料配比是碱渣占60-100％，辅料每种占0-40％(重量百分)。
2.根据权利要求1所述的碱渣制工程用土，其特征在于所述的辅料为粉煤灰和水泥，粉煤灰用量占8-30％，水泥4-10％，其余为碱渣(重量百分)。
3.根据权利要求2所述的碱渣制工程用土，其特征在于所述的粉煤灰用量占8.7％，水泥占4.35％，其余为碱渣。
4.一种碱渣制工程用土的制造方法，其特征在于它包括将碱渣与辅料掺合，经搅拌后，再经晾晒，自然干燥得到产品。
5.根据权利要求4所述的碱渣制工程用土的制造方法，其特征在于所述的搅拌为机械搅拌。
6.根据权利要求5所述的碱渣制工程用土的制造方法，其特征在于所述的辅料用量为粉煤灰8.7％，水泥4.35％，其余为碱渣，上述混合物经搅拌机搅拌1-2分钟，经自然干燥24-72小时，产品晾晒厚度为5-20cm。
7.一种碱渣制工程用土的设备，其特征在于它包括支架，支架上架有搅拌筒，筒上开有料斗、出料口，送料螺杆支承在轴承上，由电动机带动。
8.根据权利要求7所述的碱渣制工程用土的设备，其特征在于送料螺杆的压力角为15°，螺杆包括加料段和60°倒锥带混料刀的混料段，混料刀呈螺旋状分布在锥体上，螺杆一端有刮板。
全文摘要
一种碱渣制工程用土及其制造方法与设备，该工程用土包括碱渣、辅料，辅料包括粉煤灰、水泥、黄土、泥沙、海沙、液态渣、煤矸石、氧化钙、硫酸钙，返砂中的一种、二种或多种，碱渣与辅料配比是碱渣60-100％，辅料每种占0-40％。碱渣制工程用土可代替黄土作工程回填土，建筑地基用土和道路路基用土、堤坝用土等，也可作滨海新区绿化的填土。本发明提供的工程用土制造方法与设备不仅操作方便、而且处理量大，易于推广使用。
文档编号C04B18/04GK1140151SQ9610957
公开日1997年1月15日 申请日期1996年9月2日 优先权日1996年9月2日
发明者杨慧敏, 刘文芳, 安东, 王改华, 阎鹏, 胡汉隆, 乔希海, 白冰心, 孟雪 申请人:天津碱渣地产开发有限公司