建筑废料利用方法与流程

本发明涉及环保领域，更具体地，涉及一种建筑废料利用方法。

背景技术：

拆除拆除废旧建筑，会产生大量的废旧水泥混凝土，这些建筑废料造成生态环境日益恶化；并且，为了生产制造新的水泥，又需要从自然界开采大量的石灰石矿，也对生态自然资源造成破坏。目前天然石灰石矿的资源已非常有限，并将日益匮乏。同时，石灰石矿的主要成分是碳酸钙(CaCO₃)，在用天然石灰石矿生产制造水泥、玻璃等工业产品过程中，要对石灰石矿进行高温煅烧，生成生石灰(CaO)，从而释放出大量的二氧化碳(CO₂)。二氧化碳，作为一种主要的温室气体，是全球气候变暖的重要原因。

为此，有必要对上述建筑废料作有效的回收利用。现有技术中，通常将上述建筑废料进行筛选，建筑废料中的石块、混凝土块和碎砖块可直接用于地基基础加固，或者利用建筑废料制作景观工程；也可以将建筑废料进行破碎处理，得到建筑废料的颗粒，对所述颗粒直接回收利用。例如将颗粒用作砂浆和混凝土中的再生骨料、或用于建筑工程基础和路面垫层、或配制绿化混凝土、或将水泥砖破碎后用于降低水体中磷的浓度的颗粒吸附剂、或采用废弃水泥浆为原料制得的除氟吸附剂等。这种建筑废料利用方法，通常只对建筑废料如废弃混凝土进行利用，而不适用于其他含钙废料的利用，并且只是对建筑废料进行颗粒化，不能得到高纯度的碳酸钙，其利用范围通常也只能再用作建筑工程范围内。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种建筑废料利用方法，其可利用的建筑废料范围更广，并且可以得到纯度更高、以便于更广用途的碳酸钙。

为实现该目的，本发明提供的一种建筑废料利用方法包括：

将所述建筑废料预处理为预定尺寸范围的颗粒；

从所述颗粒中获取碳酸钙。

优选地，所述预处理得到的颗粒粒径在10毫米以下。

优选地，所述预处理步骤包括：

将所述建筑废料破碎处理；

去除杂物；

进行粉碎处理，使得建筑废料变为预定尺寸范围的颗粒。

优选地，所述去除杂物包括去除铁料、木料以及塑料。

优选地，所述粉碎处理包括：

一级粉碎处理；

筛分；以及

二级粉碎处理；

其中，所述筛分得到粒径大小符合预定尺寸范围的颗粒，利用所述二级粉碎处理进一步处理粒径大小不符合预定尺寸范围的颗粒，重复进行筛分和所述二级粉碎处理步骤，使得所述颗粒符合所述预定尺寸范围。

优选地，所述建筑废料包括：水泥、石膏板、混凝土、石块、砖块、赤泥。

优选地，在所述预处理步骤之后，还包括：

获取含硅化合物。

优选地，所述获取含硅化合物步骤包括：

所述颗粒与第一反应物混合，得到含钙溶液和不溶于所述含钙溶液的含硅化合物；

将所述含硅化合物与所述含钙溶液分离。

优选地，所述获取碳酸钙步骤包括：

所述含钙溶液与第二反应物混合，得到尾液和不溶于所述尾液的碳酸钙；

将所述碳酸钙与所述尾液分离。

优选地，将与所述尾液分离的所述碳酸钙烘干并回收利用。

优选地，将所述碳酸钙煅烧，得到氧化钙以及二氧化碳，

其中，所述氧化钙用于作为建筑建材的原材料，所述二氧化碳构成工业废气。

优选地，所述第一反应物包括酸溶液。

优选地，所述酸溶液的酸性弱于碳酸。

优选地，所述第二反应物包括二氧化碳。

优选地，将所述尾液循环利用，用于制备所述第一反应物。

优选地，所述酸溶液的酸性强于碳酸。

优选地，所述第二反应物包括第一碱溶液和二氧化碳。

优选地，将所述碳酸钙与所述尾液分离后，还包括：将所述尾液加热到100至1000摄氏度，得到第二碱溶液。

优选地，将所述第二碱溶液循环利用，用于制备所述第一碱溶液。

优选地，所述第一反应物包括第三碱溶液。

优选地，所述第二反应物包括二氧化碳。

优选地，所述二氧化碳取于所述工业废气。

在上述根据本发明实施例的建筑废料利用方法中，不仅可以利用建筑废料中的混凝土，还可以利用其它含钙的废料，如，水泥、石膏板、石块、砖块、赤泥等，扩大了可利用的废料范围，节省天然石灰石矿的开采量，减少开采石灰石矿中温室气体的排放，保护生态资源；同时，得到的有用化合物包括碳酸钙和含硅化合物，二者在生产生活中都有广泛的用途；而且，得到的碳酸钙纯度更高，以便于将其利用在更多的用途；另外，对尾液进行循环利用，节省成本；在优选的实施例中，所述建筑废料利用方法将得到的碳酸钙煅烧，进而得到氧化钙以及废气二氧化碳，其中氧化钙可以作为新的建筑建材的原材料，从而节省天然石灰石矿的开采量，废气二氧化碳被重新利用在该建筑废料利用方法中，用于得到再生的碳酸钙，整体上实现了建筑废料以及废气二氧化碳的闭环循环利用。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据本发明第一实施例的建筑废料利用方法的工艺流程图。

图2示出根据本发明第二实施例的建筑废料利用方法的工艺流程图。

图3示出根据本发明第三实施例的建筑废料利用方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。

图1示出根据本发明第一实施例的建筑废料利用方法的工艺流程图，所述建筑废料利用方法包括：首先，对建筑废料进行预处理，从而得到预定尺寸范围的颗粒，然后从所述颗粒中获取有用化合物。

所述预处理步骤又包括：

首先，将所述建筑废料进行破碎处理。所述建筑废料中含钙元素，例如是拆除废旧建筑中产生的废弃水泥、石膏板、混凝土、石块、砖块、赤泥等。本实施例中，所述建筑废料为混凝土。对所述建筑废料即混凝土进行收集，统一进行破碎处理，从而得到大小方便后续步骤的建筑废料块即混凝土块。

然后，去除杂物。本实施例中，去除杂物包括去除其中铁料、木料以及塑料。去除杂物主要是通过磁选、杂物分选等方法，从上述破碎处理得到的建筑废料块中选择性地去除其中不同类型的杂物。本实施例中，经过去除杂物步骤去除掉的铁料、木料以及塑料可作回收利用，而经过除杂的建筑废料块可以保证在经过后续步骤之后得到的碳酸钙更纯。

然后，进行粉碎处理，使得建筑废料变为颗粒。在本实施例中，所述颗粒粒径在10毫米以下。为实现将所述建筑废料变为粒径大小在一定范围的要求，所述粉碎处理步骤又包括：一级粉碎处理、二级粉碎处理以及筛分。本实施例中，使用破碎机对上述建筑废料块进行一级粉碎处理，使得建筑废料块粉碎为建筑废料颗粒，接着，使用碾压机对该建筑废料颗粒进行二级粉碎处理，使得该建筑废料颗粒粒径更小，然后进行筛分，将粒径在10毫米以下的颗粒分出，而粒径不在10毫米以下的颗粒需要返回二级粉碎处理步骤继续粉碎，再筛分，使之最终符合粒径范围。

从所述颗粒中获取有用化合物包括：

首先，获取含硅化合物。先将上述建筑废料经过预处理得到的颗粒与一种酸溶液混合，其中，该酸溶液的酸性弱于碳酸，在本实施例中，该酸溶液为醋酸。将所述颗粒与醋酸置于一反应器中混合，保持其温度在50-500摄氏度，使其充分反应，得到含钙溶液即醋酸钙溶液和含硅化合物即二氧化硅沉淀物。接着，进行液固分离步骤，在分离器中，将所述二氧化硅与所述醋酸钙溶液分离。得到的二氧化硅可以回收利用，例如回用到新的混凝土生成过程中。

然后，获取碳酸钙。将上述经过液固分离得到的含钙溶液即醋酸钙溶液置于另一反应器中，通入二氧化碳使两者混合。本实施例中，所述二氧化碳取于工业废气，回收含钙建筑废料的同时利用了工业废气，可以减少温室气体的排放。所述醋酸钙溶液与二氧化碳混合后，保持温度在20-500摄氏度，使其充分反应，得到尾液和不溶于该尾液的碳酸钙沉淀，本实施例的尾液主要成分为醋酸。接着，进行液固分离步骤，在分离器中，将所述碳酸钙与所述尾液分离。经过分离，所述尾液主要成分为醋酸，因此，所述尾液可循环用于上述获取含硅化合物步骤中，与所述颗粒混合反应；而经过分离得到的碳酸钙，再经过烘干步骤，可以应用在广泛的用途上，并且，根据本实施例的建筑废料利用方法得到的碳酸钙为超细颗粒的碳酸钙，可用在例如润滑剂的添加剂等特定用途中。

进一步地，将所述碳酸钙进行高温煅烧，得到氧化钙以及二氧化碳。其中，所述氧化钙可以用于作为新的建筑建材原材料从而节省天然石灰石矿的开采量；所述二氧化碳则构成上述工业废气，被上述获取碳酸钙步骤回收利用。本实施例将高温煅烧步骤产生的二氧化碳利用到获取碳酸钙步骤中，整体上实现了建筑废料以及废气二氧化碳的闭环循环利用，但所述二氧化碳的来源不限于上述碳酸钙高温煅烧步骤，可以是公知的任何来源。

可以理解的是，本实施例中的建筑废料不局限于混凝土，含有钙元素的废料，都可以通过本发明的建筑废料利用方法进行回收利用。本实施例中对预处理、获取有用化合物中的步骤、各步骤中选用的方法以及利用的器械、容器进行了详细的描述，实际中可以采用各种公知的替换方法、利用各种公知的替换器械、容器进行各步骤；本实施例中采用酸溶液，不限于醋酸，还可以是其他酸性弱于碳酸的酸溶液，其中间步骤产生的中间物例如含钙溶液成分会有相应变化，但不影响最终得到有用化合物。

图2示出根据本发明第二实施例的建筑废料利用方法的工艺流程图，下面将对本实施例中与本发明第一实施例的不同之处说明，相同之处不作详细说明。

本发明第二实施例的建筑废料利用方法包括：首先，对建筑废料进行预处理，从而得到预定尺寸范围的颗粒，然后从所述颗粒中获取有用化合物。所述预处理步骤与本发明第一实施例中的预处理步骤相同，经过预处理，使所述建筑废料变为粒径在10毫米以下的颗粒，然后进行获取有用化合物步骤。

从所述颗粒中获取有用化合物包括：

首先，获取含硅化合物。先将上述建筑废料经过预处理得到的颗粒与一种酸溶液混合，其中，该酸溶液的酸性强于碳酸，在本实施例中，该酸溶液为盐酸。将所述颗粒与盐酸置于一反应器中混合，保持其温度在20-500摄氏度，使其充分反应，得到含钙溶液即氯化钙溶液和含硅化合物即二氧化硅沉淀物。接着，进行液固分离步骤，在分离器中，将所述二氧化硅与所述氯化钙溶液分离。得到的二氧化硅可以回收利用，例如回用到新的混凝土生成过程中。

然后，获取碳酸钙。将上述经过液固分离得到的含钙溶液即氯化钙溶液置于另一反应器中，加入碱溶液进行混合并通入二氧化碳。本实施例中，所述碱溶液为氢氧化镁溶液，所述二氧化碳取于工业废气。所述氯化钙溶液与氢氧化镁溶液、二氧化碳混合后，保持温度在20-1000摄氏度，使其充分反应，得到尾液和不溶于该尾液的碳酸钙沉淀，本实施例的尾液主要成分为氯化镁。接着，进行液固分离步骤，在分离器中，将所述碳酸钙与所述尾液分离。经过分离，得到的尾液主要为氯化镁溶液，将所述氯化镁溶液加热到100-1000摄氏度，得到氢氧化镁溶液和逸出的氯化氢，氢氧化镁溶液可以循环利用，用作上述氯化钙溶液、氢氧化镁溶液以及二氧化碳的混合步骤中，而氯化氢溶于水形成盐酸，可循环利用到上述颗粒与盐酸混合步骤中。经过分离得到的碳酸钙，再经过烘干步骤，可以应用在广泛的用途上，并且，根据本实施例的建筑废料利用方法得到的碳酸钙为超细颗粒的碳酸钙，可用在例如润滑剂的添加剂等特定用途中。

进一步地，将所述碳酸钙进行高温煅烧，得到氧化钙以及二氧化碳。其中，所述氧化钙可以用于作为新的建筑建材原材料，从而节省天然石灰石矿的开采量；所述二氧化碳则构成上述工业废气，被上述获取碳酸钙步骤回收利用。本实施例将高温煅烧步骤产生的二氧化碳利用到获取碳酸钙步骤中，整体上实现了建筑废料以及废气二氧化碳的闭环循环利用，但所述二氧化碳的来源不限于上述碳酸钙高温煅烧步骤，可以是公知的任何来源。

可以理解的是，本实施例中的酸溶液不限于盐酸，还可以是其他酸性强于碳酸的酸溶液，例如硫酸、硝酸；本实施例中的碱溶液不限于氢氧化镁溶液，也可以是其他碱性溶液，例如氢氧化钠溶液，其中间步骤产生的中间物例如含钙溶液成分会有相应变化，但不影响最终得到有用化合物。

图3示出根据本发明第三实施例的建筑废料利用方法的工艺流程图，下面将对本实施例中与本发明第一实施例的不同之处说明，相同之处不作详细说明。

本发明第三实施例的建筑废料利用方法包括：首先，对建筑废料进行预处理，从而得到预定尺寸范围的颗粒，然后从所述颗粒中获取有用化合物。所述预处理步骤与本发明第一实施例中的预处理步骤相同，经过预处理，使所述建筑废料变为粒径在10毫米以下的颗粒，然后进行获取有用化合物步骤。

从所述颗粒中获取有用化合物包括：

首先，获取含硅化合物。先将上述建筑废料经过预处理得到的颗粒与一种碱溶液混合，在本实施例中，该碱溶液为氢氧化钠溶液。将所述颗粒与氢氧化钠溶液置于一反应器中混合，保持其温度在20-500摄氏度，使其充分反应，得到含钙溶液和不溶于该含钙溶液的含硅化合物，本实施例中，所述含钙溶液即氢氧化钙溶液或氢氧化钙悬浊液，所述含硅化合物即硅酸钠。接着，进行液固分离步骤，在分离器中，将所述硅酸钠与所述氢氧化钙溶液/悬浊液分离。得到的硅酸钠可以回收利用。可以理解的是，本实施例中的碱溶液不限于氢氧化钠溶液，也可以是其他碱性溶液，例如氢氧化镁溶液、氢氧化钾溶液。经过反应得到的含硅化合物会有相应的变化，例如采用氢氧化镁溶液与颗粒混合反应后，得到的含硅化合物会相应变为硅酸镁。

然后，获取碳酸钙。将上述经过液固分离得到的含钙溶液即氢氧化钙溶液/悬浊液置于另一反应器中，通入取自于工业废气的二氧化碳，保持温度在20-1000摄氏度，使其充分反应，得到尾液和不溶于该尾液的碳酸钙沉淀，本实施例的尾液主要成分为水。接着，进行液固分离步骤，在分离器中，将所述碳酸钙与所述尾液分离。经过分离得到的碳酸钙，再经过烘干步骤，可以应用在广泛的用途上，并且，根据本实施例的建筑废料利用方法得到的碳酸钙为超细颗粒的碳酸钙，可用在例如润滑剂的添加剂等特定用途中。

进一步地，将所述碳酸钙进行高温煅烧，得到氧化钙以及二氧化碳。其中，所述氧化钙可以用于作为新的建筑建材原材料，从而节省天然石灰石矿的开采量；所述二氧化碳则构成上述工业废气，被上述获取碳酸钙步骤回收利用。本实施例将高温煅烧步骤产生的二氧化碳利用到获取碳酸钙步骤中，整体上实现了建筑废料以及废气二氧化碳的闭环循环利用，但所述二氧化碳的来源不限于上述碳酸钙高温煅烧步骤，可以是公知的任何来源。

在上述各实施例中，对各反应物、中间生成物以及最终生成物的描述中，都采用起主要作用的成分的名称，所属领域技术人员可以理解，各步骤中的反应物、生成物中，其中不可避免有所描述的成分之外的物质。例如，在本发明第一实施例的方法中，所述颗粒与醋酸混合的步骤中，加入的醋酸中可能含有杂质，或者含有少量用于加快反应速率的催化剂，但在该步骤中，与颗粒反应的主体为醋酸，故所有不影响本步骤反应原理的主要成分为醋酸的反应物在此都被称为醋酸，而在反应后得到的醋酸钙溶液同理也应理解为主要成分为醋酸钙的溶液。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。