本发明涉及一种淡化海砂制备高性能建筑用砂的方法，属于海砂处理制备建筑材料技术领域。
背景技术：
随着我国大规模的经济社会建设，建筑领域所使用的河砂面临着日益严峻的匮乏局面，在沿海地区寻求一种经济效益显著的海砂淡化方法和装置显得迫在眉睫。世界上一些国家很早就有将海砂用于建筑领域的实例，特别是一些滨海的岛国，其绝大部分建筑用砂都来自于海砂，但由于海砂中所含氯离子含量过高，容易腐蚀建筑中的钢筋等材料，并且过粗或过细的海砂均不适用于房屋建筑，因此应对海砂进行淡化处理，并除去其中的氯离子等有害介质以符合建筑用砂的标准。目前，关于海砂淡化的技术种类可分为散水自然清洗法、自然放置法和机械法。如果单一使用一种方法，经济效益并不明显，因此，可以考虑利用一种综合的方法来为海砂淡化。目前，我国关于海砂处理的公开专利并不多见，现有的海砂处理方法实际成本偏高，普遍存在耗能大，消耗淡水较多等缺陷。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种淡化海砂制备高性能建筑用砂的方法，通过该方法旨在解决海砂中含氯量过高及海砂颗粒不符合标准的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
淡化海砂制备高性能建筑用砂的方法，所述方法包括如下步骤：
第一步，制备海砂淡化用水；
（1）预处理：将近海水引致蓄水池，加入所蓄海水总体积1-2.5%质量的水不溶性葡聚糖，充分搅拌均匀，于常温自然絮凝沉降6-8h；
大分子量的水不溶性葡聚糖，具有吸附和絮凝的功效（在近海海水污染物之间产生架桥功能，加速污染物沉降），同时，可以吸附重金属杂质和小分子难以絮凝的成分，絮凝预处理效果好，操作方便；
（2）净化：步骤（1）预处理后的近海海水泵入过滤塔，所述过滤塔内装填有改性珊瑚砂填料，预处理过的近海海水经过滤塔内的填料吸附净化，充分去除氯离子和杂质，获得海砂淡化用水；
珊瑚砂中的孔隙包括颗粒间的外孔隙与颗粒本身的内孔隙，孔隙率接近50%。相对其他材料而言，珊瑚砂质轻、多孔，在海岛上就地取材，将珊瑚砂进行改性制备滤料，用于海水的的净化，净化效果好，滤料成本低，本申请的发明人试验过程中发现，采用天然的珊瑚砂可以实现海水一定程度的净化，但由于珊瑚砂孔隙率极高且孔径较大，吸附杂质后储存杂质的功能弱，过滤过程中杂质极易再次进入海水，影响净化效果，因此，本申请的发明人对天然的珊瑚砂进行改性，以进一步提高吸附能力，同时大大改善储存杂质的能力，经由改性珊瑚砂处理后的海水氯离子和杂质含量显著降低，接近淡水标准；
第二步，海砂淡化处理；
（1）海砂预筛：将海砂进行筛分，获取粒径小于5mm的海砂；
（2）海砂淡水净化：将第二步步骤（1）的海砂与第一步的海砂淡化用水按质量与体积比3:5-8的比例混合，加入适量硅藻土、活性炭和有机膨润土，于常温搅拌处理3-5h；
活性炭具有巨大的比表面积和丰富的三维孔隙结构，高比表面积有利于氯离子的吸附储存；硅藻土也具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定的优点，有机膨润土具有良好的触变性、化学稳定性、分散性，加入适量有机膨润土搅拌均匀后，即可形成稳定的分散料；将上述三种原料混合均匀形成均匀的分散体系，用于吸附海砂浸出的氯离子，吸附效果极佳，且后续热处理过程中，还可以吸附热处理逸出的氯气，避免空气污染；
（3）分离：将第二步步骤（2）净化处理后的海砂沥干；
（4）热处理：将第二步步骤（3）沥干的海砂于120-150℃加热处理1-1.5h，然后再次筛分，去除硅藻土、活性炭和有机膨润土后获得淡化海砂成品。
优选的，第一步，制备海砂淡化用水中，所述改性珊瑚砂填料的加工方法如下：
（a）将珊瑚砂破碎，选取粒径范围0.6-0.8mm的珊瑚砂，用海水冲洗去可见杂质，晒干备用；
（b）配置改性剂，将磁性有序介孔介质、硅藻土和有机膨润土混合均匀，加适量净化水搅拌均匀，用氢氧化钠调pH值至7.5-7.8，获得改性剂；
（c）将步骤（a）的珊瑚砂投入步骤（b）的改性剂中改性处理，于常温搅拌浸润4-6小时，浸润过程中补加氢氧化钠维持体系pH值7.5-7.8；
（d）步骤（c）改性处理后的珊瑚砂经沥干，于220-280℃高温焙烧0.5-1h后，冷却至常温，即作为填料装填过滤塔。
磁性有序介孔炭具有巨大的比表面积和丰富的三维孔隙结构，高比表面积有利于杂质的吸附储存，规整有序的开放性孔道、尺寸可调的孔径为反冲洗处理时杂质的脱出提供了路径；硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定的优点，有机膨润土具有良好的触变性、化学稳定性、分散性，加入适量有机膨润土搅拌均匀后，即可形成稳定的分散料；
将上述三种原料混合均匀形成均匀的分散体系，用于珊瑚砂的改性，浸润过程中，进入珊瑚砂的孔隙内，形成大孔（珊瑚砂）内套小孔（磁性有序介孔炭或磁性有序介孔铁酸镍）的立体孔隙结构，相对于天然珊瑚砂孔隙的无序性，改性后的珊瑚砂孔隙结构有序，大小孔错落有致，用于海水净化处理，吸附储存效果好，后续反冲洗时也便于杂质脱出。
优选的，改性剂中磁性有序介孔介质的质量分数为0.5-1.2%，硅藻土的质量分数为2-2.5%，有机膨润土的质量分数为0.8-1.6%。
优选的，改性剂中磁性有序介孔介质的质量分数为0.0%，硅藻土的质量分数为2.2%，有机膨润土的质量分数为1.0%。
优选的，所述磁性有序介孔介质为磁性有序介孔炭和/或磁性有序介孔铁酸镍。
优选的，所述磁性有序介孔介质为磁性有序介孔炭和磁性有序介孔铁酸镍按质量比3:1-2的混合物。
优选的，第二步步骤（2）中还添加有过硫酸钠，过硫酸钠的加入量为海砂质量的0.8-1.2%。过硫酸钠作为脱氯剂，可以进一步提高海砂淡化效果。
优选的，第二步步骤（2）中硅藻土和活性炭的加入量分别为海砂质量的1.5-2.0%，有机膨润土的加入量为海砂质量的0.5-0.8%。
本发明的有益效果是：本申请的发明人对天然的珊瑚砂进行改性，以进一步提高吸附能力，同时大大改善储存杂质的能力，经由改性珊瑚砂处理后的海水氯离子和杂质含量显著降低，接近淡水标准；然后该海水用于海砂的淡化处理，处理效率高，效果好，处理后的海砂氯离子含量低，可以作为高性能的建筑材料使用。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
淡化海砂制备高性能建筑用砂的方法，所述方法包括如下步骤：
第一步，制备海砂淡化用水；
（1）预处理：将近海水引致蓄水池，加入所蓄海水总体积1%质量的水不溶性葡聚糖，充分搅拌均匀，于常温自然絮凝沉降8h；
（2）净化：步骤（1）预处理后的近海海水泵入过滤塔，所述过滤塔内装填有改性珊瑚砂填料，预处理过的近海海水经过滤塔内的填料吸附净化，充分去除氯离子和杂质，获得海砂淡化用水；
所述改性珊瑚砂填料的加工方法如下：
（a）将珊瑚砂破碎，选取粒径范围0.6-0.8mm的珊瑚砂，用海水冲洗去可见杂质，晒干备用；
（b）配置改性剂，将磁性有序介孔介质、硅藻土和有机膨润土混合均匀，加适量净化水搅拌均匀，用氢氧化钠调pH值至7.5-7.8，获得改性剂；改性剂中磁性有序介孔介质的质量分数为0.5%，硅藻土的质量分数为2.5%，有机膨润土的质量分数为1.6%，所述磁性有序介孔介质为磁性有序介孔炭；
（c）将步骤（a）的珊瑚砂投入步骤（b）的改性剂中改性处理，于常温搅拌浸润4小时，浸润过程中补加氢氧化钠维持体系pH值7.5-7.8；
（d）步骤（c）改性处理后的珊瑚砂经沥干，于220℃高温焙烧1h后，冷却至常温，即作为填料装填过滤塔；
第二步，海砂淡化处理；
（1）海砂预筛：将海砂进行筛分，获取粒径小于5mm的海砂；
（2）海砂淡水净化：将第二步步骤（1）的海砂与第一步的海砂淡化用水按质量与体积比3:8的比例混合，加入适量硅藻土、活性炭和有机膨润土，于常温搅拌处理5h；硅藻土和活性炭的加入量分别为海砂质量的1.5%，有机膨润土的加入量为海砂质量的0.5%；
（3）分离：将第二步步骤（2）净化处理后的海砂沥干；
（4）热处理：将第二步步骤（3）沥干的海砂于120℃加热处理1h，然后再次筛分，去除硅藻土、活性炭和有机膨润土后获得淡化海砂成品。
实施例2：
淡化海砂制备高性能建筑用砂的方法，所述方法包括如下步骤：
第一步，制备海砂淡化用水；
（1）预处理：将近海水引致蓄水池，加入所蓄海水总体积:2.5%质量的水不溶性葡聚糖，充分搅拌均匀，于常温自然絮凝沉降6h；
（2）净化：步骤（1）预处理后的近海海水泵入过滤塔，所述过滤塔内装填有改性珊瑚砂填料，预处理过的近海海水经过滤塔内的填料吸附净化，充分去除氯离子和杂质，获得海砂淡化用水；
所述改性珊瑚砂填料的加工方法如下：
（a）将珊瑚砂破碎，选取粒径范围0.6-0.8mm的珊瑚砂，用海水冲洗去可见杂质，晒干备用；
（b）配置改性剂，将磁性有序介孔介质、硅藻土和有机膨润土混合均匀，加适量净化水搅拌均匀，用氢氧化钠调pH值至7.5-7.8，获得改性剂；改性剂中磁性有序介孔介质的质量分数为1.2%，硅藻土的质量分数为2.5%，有机膨润土的质量分数为1.6%，所述磁性有序介孔介质为磁性有序介孔铁酸镍；
（c）将步骤（a）的珊瑚砂投入步骤（b）的改性剂中改性处理，于常温搅拌浸润6小时，浸润过程中补加氢氧化钠维持体系pH值7.5-7.8；
（d）步骤（c）改性处理后的珊瑚砂经沥干，于280℃高温焙烧0.5h后，冷却至常温，即作为填料装填过滤塔；
第二步，海砂淡化处理；
（1）海砂预筛：将海砂进行筛分，获取粒径小于5mm的海砂；
（2）海砂淡水净化：将第二步步骤（1）的海砂与第一步的海砂淡化用水按质量与体积比3:5的比例混合，再加入适量硅藻土、活性炭和有机膨润土，于常温搅拌处理5h；硅藻土和活性炭的加入量分别为海砂质量的2.0%，有机膨润土的加入量为海砂质量的0.8%；
（3）分离：将第二步步骤（2）净化处理后的海砂沥干；
（4）热处理：将第二步步骤（3）沥干的海砂于150℃加热处理1.5h，然后再次筛分，去除硅藻土、活性炭和有机膨润土后获得淡化海砂成品。
实施例3
淡化海砂制备高性能建筑用砂的方法，所述方法包括如下步骤：
第一步，制备海砂淡化用水；
（1）预处理：将近海水引致蓄水池，加入所蓄海水总体积1.5%质量的水不溶性葡聚糖，充分搅拌均匀，于常温自然絮凝沉降7h；
（2）净化：步骤（1）预处理后的近海海水泵入过滤塔，所述过滤塔内装填有改性珊瑚砂填料，预处理过的近海海水经过滤塔内的填料吸附净化，充分去除氯离子和杂质，获得海砂淡化用水；
所述改性珊瑚砂填料的加工方法如下：
（a）将珊瑚砂破碎，选取粒径范围0.6-0.8mm的珊瑚砂，用海水冲洗去可见杂质，晒干备用；
（b）配置改性剂，将磁性有序介孔介质、硅藻土和有机膨润土混合均匀，加适量净化水搅拌均匀，用氢氧化钠调pH值至7.5-7.8，获得改性剂；改性剂中磁性有序介孔介质的质量分数为0.8%，硅藻土的质量分数为2%，有机膨润土的质量分数为1.2%，所述磁性有序介孔介质为磁性有序介孔炭和磁性有序介孔铁酸镍按质量比3:1的混合物；
（c）将步骤（a）的珊瑚砂投入步骤（b）的改性剂中改性处理，于常温搅拌浸润5小时，浸润过程中补加氢氧化钠维持体系pH值7.5-7.8；
（d）步骤（c）改性处理后的珊瑚砂经沥干，于250℃高温焙烧0.75h后，冷却至常温，即作为填料装填过滤塔；
第二步，海砂淡化处理；
（1）海砂预筛：将海砂进行筛分，获取粒径小于5mm的海砂；
（2）海砂淡水净化：将第二步步骤（1）的海砂与第一步的海砂淡化用水按质量与体积比3:6的比例混合，加入过硫酸钠，过硫酸钠的加入量为海砂质量的1.0%，再加入适量硅藻土、活性炭和有机膨润土，于常温搅拌处理4h；硅藻土和活性炭的加入量分别为海砂质量的1.8%，有机膨润土的加入量为海砂质量的0.6%；
（3）分离：将第二步步骤（2）净化处理后的海砂沥干；
（4）热处理：将第二步步骤（3）沥干的海砂于130℃加热处理1h，然后再次筛分，去除硅藻土、活性炭和有机膨润土后获得淡化海砂成品。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。