环保砖及其制造方法与流程

本发明实施例涉及废弃物再利用技术领域，尤其涉及一种环保砖及其制造方法。

背景技术：

近年来，随着我国工业化进程的加快和经济的高速发展，粗放型的经济发展模式和工业生产过程中占用大量资源的生产模式，造成了资源短缺、环境污染等一系列问题，而工业生产过程产生的各种废物严重影响了经济、生态的可持续发展。

在工业生产中通常会排出含有多种重金属离子的废渣，目前，我国对工业废渣重金属污泥主要有简单填埋、焚烧处置等处理方法，但是填埋处理会污染环境和地下水资源，容易造成二次污染，对环境造成危害。而工业废渣的焚烧技术又比较复杂且能耗高，处理成本高。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种环保砖制造方法，能有效回收工业废渣中的重金属成分并制造出性能优良及无害化的建筑材料。

本发明实施例进一步要解决的技术问题在于，提高一种环保砖，以提高性能优良及无害化的建筑材料。

为解决上述技术问题，本发明实施例首先提供如下技术方案：一种环保砖的制造方法，包括：

S1，以含有重金属的工业废渣和炭精为原料进行高温熔炼反应，分别回收反应产生的重金属合金和残余的浮渣；

S2，以所述浮渣为主料，加入辅料混匀后进行破碎得到粉末原料；

S3，将所述粉末原料加水搅拌均匀，再自然陈化成固体原料；

S4，采用所述固体原料制成砖坯，将所述砖坯进行干燥后送至焙烧隧道窑内烧结，制得环保砖。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11，在含重金属污泥的工业废渣中加入石灰和水，充分反应后得到固化废渣；

S12，将固化废渣和炭精送入合金炉，进行高温熔炼反应，使固化废渣和炭精充分反应，将固化废渣中的重金属还原成粗合金并沉淀在底层；

S13，添加石灰石使固化废渣中的残余的杂质生成浮于顶层的浮渣，并收集所述浮渣备用；

S14，收集沉淀在底层的粗合金，再对所述粗合金进行回收处理回收各单质金属。

进一步地，所述步骤S1还包括：

S15，检测分析所收集的浮渣的成分，将成分不符合制砖标准的浮渣重新作为步骤S1中的工业废渣进行再次处理。

进一步地，所述步骤S2还包括：

S21，将所述浮渣加入石灰和水进行固化，获得固化后的浮渣作为主料；

S22，将主料和辅料混合均匀，其中主料占混合物总量的质量百分比为60%~70%，辅料占混合物总量的质量百分比为30%~40%；

S23，将混合物进行破碎，得到粉末原料。

进一步地，所述辅料为煤矸石或页岩。

进一步地，所述步骤S23具体包括：

S231，将所述混合物进行初级破碎得到粒径范围不大于20毫米的粗颗粒；

S232，将所述粗颗粒进行再次破碎，得到粒径不大于1.5毫米的粉末原料。

进一步地，所述自然陈化的时间范围为60~72小时，温度范围为25℃~35℃。

进一步地，所述将所述砖坯进行干燥的干燥温度范围为120℃~140℃。

进一步地，所述焙烧隧道窑的窑内温度范围为1000℃~1100℃。

另一方面，本发明实施例还提供一种环保砖，所述环保砖由上述任一项所述的环保砖的制造方法制造得到。

采用上述技术方案后，本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明实施例通过对工业废渣中的重金属进行有效分离，将分离了重金属的残余物作为原料来制造环保砖，避免了重金属残留造成的二次污染，还可对分离出来的重金属进行提纯再利用，提高了金属的利用率。另外，本发明在对工业废渣中个重金属进行有效分离时，添加了炭精，一方面所述炭精能作为还原剂，使得工业废渣中的重金属能有效被还原出来，另一方面，所述炭精还能作为燃料，为高温熔炼反应过程提供热源，减少电、煤等能源的消耗，节约能源，减少环境污染。

附图说明

图1是本发明一种环保砖制造方法一个实施例的生产工艺流程示意图。

图2是本发明一种环保砖制造方法一个实施例的步骤S1的具体工艺流程示意图。

图3是本发明一种环保砖制造方法另一个实施例的步骤S1的具体工艺流程示意图。

图4是本发明一种环保砖制造方法一个实施例的步骤S2的具体工艺流程示意图。

图5是本发明一种环保砖制造方法一个实施例的步骤S23的具体工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本发明，并不作为对本发明的限定，而且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1和图5所示，本发明实施例提供一种环保砖及其制造方法，包括：

S1，以含有重金属的工业废渣和炭精为原料进行高温熔炼反应，分别回收反应产生的重金属合金和残余的浮渣；

S2，以所述浮渣为主料，加入辅料混匀后进行破碎得到粉末原料；

S3，将所述粉末原料加水搅拌均匀，再自然陈化成固体原料；

S4，采用所述固体原料制成砖坯，将所述砖坯进行干燥后送至焙烧隧道窑内烧结，制得环保砖。

本实施例通过对工业废渣中的重金属进行有效分离，将分离了重金属的残余物作为原料来制造环保砖，避免了重金属残留造成的二次污染，还可对分离出来的重金属进行提纯再利用，提高了金属的利用率。另外，本发明在对工业废渣中个重金属进行有效分离时，添加了炭精，一方面所述炭精能作为还原剂，使得工业废渣中的重金属能有效被还原出来，另一方面，所述炭精还能作为燃料，为高温熔炼反应过程提供热源，减少电、煤等能源的消耗，节约能源，减少环境污染。

如图2所示，在一个可选实施例中，所述步骤S1具体包括：

S11，在含重金属污泥的工业废渣中加入石灰和水，充分反应后得到固化废渣；

S12，将固化废渣和炭精送入合金炉，进行高温熔炼反应，使固化废渣和炭精充分反应，将固化废渣中的重金属还原成粗合金并沉淀在底层；

S13，添加石灰石使固化废渣中的残余的杂质生成浮于顶层的浮渣，并收集所述浮渣备用；

S14，收集沉淀在底层的粗合金，再对所述粗合金进行回收处理回收各单质金属。

本实施例通过在进行高温熔炼反应前对工业废渣添加石灰和水，充分反应后得到固化废渣，石灰能吸走工业废渣中大部分的水分，避免在高温熔炼反应过程中水分蒸发带走热量，提高合金炉内的温度，减少高温熔炼反应的时间，提高分离重金属的效率。在具体实施时，对所述粗合金进行回收处理回收各单质金属可以采用电解工序或化学方式提纯回收各单质金属，能有效提高金属的利用率。

在一个可选实施例中，所述步骤S1还包括：

S15，检测分析所收集的浮渣的成分，将成分不符合制砖标准的浮渣重新作为步骤S1中的工业废渣进行再次处理。

本发明在具体实施时，可以通过检测收集到的浮渣的成分，将不符合GBT25031-2010《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》制砖标准的浮渣作为步骤S1中的工业废渣再次进行高温熔炼反应，进一步将工业废渣中的重金属分离出来，减少废渣中的重金属含量从而到达制砖标准。能有效避免浮渣中重金属含量超标进而使制造出来的环保砖中的重金属造成二次污染，提高环保砖的使用安全性。

在另一个可选实施例中，所述步骤S2还包括：

S21，将所述浮渣加入石灰和水进行固化，获得固化后的浮渣作为主料；

S22，将主料和辅料混合均匀，其中主料占混合物总量的质量百分比为60%~70%，辅料占混合物总量的质量百分比为30%~40%；

S23，将混合物进行破碎，得到粉末原料。

本实施例通过将浮渣作为主料，然后添加辅料混匀后进行粉碎得到粉末原料，避免在环保砖的成型过程中出现颗粒原料大小不一使环保砖难以成型进而制造出不良品，能有效简化环保砖的成型工艺，提高环保砖的优良率。在一个具体实施例中，所述辅料可以是煤矸石或页岩，采用常见的煤矸石或页岩作为辅料，能减少煤矸石或页岩等固体废物的排放，提高环保砖的粘结性，降低制砖成本。

在一个可选实施例中，所述步骤S23具体包括：

S231，将所述混合物进行初级破碎得到粒径范围不大于20毫米的粗颗粒；

S232，将所述粗颗粒进行再次破碎，得到粒径不大于1.5毫米的粉末原料。

本实施例通过对主料和辅料的混合物进行二次破碎，得到粒径不大于1.5毫米的粉末原料，方便环保砖的成型，提高制砖效率。在具体实施时，初级破碎可以采用锤式破碎机进行破碎，再次破碎使可以采用对辊细碎机进行破碎。

在实施例1中，首先，将含有硅铁钙为主的工业废渣添加石灰吸走工艺废渣中的水分使废渣固化，将固化废渣和炭精送入合金炉中进行高温熔炼反应，其中，炭精作为燃料和还原剂，炭精燃烧时放出的热量使合金炉的温度为1300℃，高温使工业废渣物料融化，同时形成还原气氛使工艺废渣中的重金属还原生成重金属合金沉淀在底层，还原时间为4小时，同时添加石灰石将工业废渣中的残余杂质生成浮于顶层的浮渣并将其收集备用，然后将重金属合金浇筑成阳极板后通过电解工序回收有价值的金属。对收集到的浮渣的成分进行分析，将不符合GBT25031-2010《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》制砖标准的浮渣作为工业废渣再次进行高温熔炼反应分离重金属和浮渣，直到浮渣符合制砖标准。将浮渣加入石灰和水进行固化后作为主料，添加作为辅料的煤矸石混合均匀后进行破碎，其中，主料占混合物总量的质量百分比为60%，辅料占混合物总量的质量百分比为40%。首先采用锤式破碎机对混合物进行初级破碎，得到粒径小于等于20毫米的粗颗粒，然后将粗颗粒送入对辊细碎机中进行再次破碎，得到粒径小于等于1.5毫米的粉末原料。将粉末原料添加水搅拌均匀后在25℃下陈化60小时后送入双级真空挤砖机中挤出成型，将成型后的泥条经表面处理后切割成240×240×115mm的砖坯送入温度为120℃的干燥窑中干燥2小时，然后将经干燥处理的砖坯送至温度为1000℃的焙烧隧道窑内进行烧结2小时，随炉冷却即可制得环保砖。

在实施例2中，将含有硅铁钙为主的工业废渣添加石灰吸走工艺废渣中的水分使废渣固化，将固化废渣和炭精送入合金炉中进行高温熔炼反应，其中，炭精作为燃料和还原剂，炭精燃烧时放出的热量使合金炉的温度为1330℃，高温使工业废渣物料融化，同时形成还原气氛使工艺废渣中的重金属还原生成重金属合金沉淀在底层，还原时间为5小时，同时添加石灰石将工业废渣中的残余杂质生成浮于顶层的浮渣并将其收集备用，然后将重金属合金浇筑成阳极板后通过电解工序回收有价值的金属。对收集到的浮渣的成分进行分析，将不符合GBT25031-2010《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》制砖标准的浮渣作为工业废渣再次进行高温熔炼反应分离重金属和浮渣，直到浮渣符合制砖标准。将浮渣加入石灰和水进行固化后作为主料，添加作为辅料的煤矸石混合均匀后进行破碎，其中，主料占混合物总量的质量百分比为65%，辅料占混合物总量的质量百分比为35%。首先采用锤式破碎机对混合物进行初级破碎，得到粒径小于等于20毫米的粗颗粒，然后将粗颗粒送入对辊细碎机中进行再次破碎，得到粒径小于等于1.5毫米的粉末原料。将粉末原料添加水搅拌均匀后在30℃下陈化65小时后送入双级真空挤砖机中挤出成型，将成型后的泥条经表面处理后切割成240×240×115mm的砖坯送入温度为130℃的干燥窑中干燥3小时，然后将经干燥处理的砖坯送至温度为1050℃的焙烧隧道窑内进行烧结5小时，随炉冷却即可制得环保砖。

在实施例3中，将含有硅铁钙为主的工业废渣添加石灰吸走工艺废渣中的水分使废渣固化，将固化废渣和炭精送入合金炉中进行高温熔炼反应，其中，炭精作为燃料和还原剂，炭精燃烧时放出的热量使合金炉的温度为1350℃，高温使工业废渣物料融化，同时形成还原气氛使工艺废渣中的重金属还原生成重金属合金沉淀在底层，还原时间为10小时，同时添加石灰石将工业废渣中的残余杂质生成浮于顶层的浮渣并将其收集备用，然后将重金属合金浇筑成阳极板后通过电解工序回收有价值的金属。对收集到的浮渣的成分进行分析，将不符合GBT25031-2010《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》制砖标准的浮渣作为工业废渣再次进行高温熔炼反应分离重金属和浮渣，直到浮渣符合制砖标准。将浮渣加入石灰和水进行固化后作为主料，添加作为辅料的煤矸石混合均匀后进行破碎，其中，主料占混合物总量的质量百分比为70%，辅料占混合物总量的质量百分比为30%。首先采用锤式破碎机对混合物进行初级破碎，得到粒径小于等于20毫米的粗颗粒，然后将粗颗粒送入对辊细碎机中进行再次破碎，得到粒径小于等于1.5毫米的粉末原料。将粉末原料添加水搅拌均匀后在35℃下陈化72小时后送入双级真空挤砖机中挤出成型，将成型后的泥条经表面处理后切割成240×240×115mm的砖坯送入温度为140℃的干燥窑中干燥5小时，然后将经干燥处理的砖坯送至温度为1100℃的焙烧隧道窑内进行烧结8小时，随炉冷却即可制得环保砖。

下表所示为具体实施例1至3中各参数列表。

本发明实施例还提供一种环保砖，所述环保砖由上述一种环保砖的制造方法制造得到。本发明提供的环保砖很好地利用了工业废渣，而且有效去除了工业废渣中有重金属等对环境有毒害的成分，是一种对环境无害的建筑材料，而且性能优良。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。