[发明专利]一种制备高强度建筑用砖的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种加工制作高强度建筑用砖的方法，尤其是一种利用硫脲废渣、粉煤灰制作高强度建筑用砖的方法，属于建筑材料和资源综合利用技术领域。

背景技术：

硫脲是一种重要的化工原料和有机化工中间体，广泛用于化工、医药、印染、造纸、农药、金属选矿等行业。随着工农业及医药业的日益发展，硫脲的需求量不断增大。传统工艺中，硫脲一般采用石灰氮与水（回流母液或洗液）混合均匀，边搅拌边通入硫化氢气体的合成路线制备，该方法会产生大量的固体废渣，即硫脲废渣，该废渣含有碳酸钙、氢氧化钙、铵盐、活性炭及硫化物等成分，为强碱性，管理不善会对环境造成巨大的污染。目前对硫脲废渣的处理方案研究较少，一般采用掩埋的方式处理，无法从根本上解决环境污染问题。

目前，我国房屋建筑材料的70％是墙材，其中烧结粘土砖占主导地位，这是对土地资源、环境的严重破坏。全国每年生产粘土砖耗用粘土达l0多亿m³，相当于毁田50万亩。2005年开始国家限制实心粘土砖的生产。

为解决上述问题，本发明技术以硫脲废渣、粉煤灰为主要原料，经配料、搅拌、压制、烘干、焙烧等工艺过程加工制作建筑用砖，该建筑用砖具备粘土砖的基本性质，包括再生烧结砖、部分空心砖的优点，如低密度、空洞结构，可以替代粘土实心砖用于墙体等承重和非承重结构部位。这样不仅解决了对烧结粘土砖、空心砖的需求，同时解决了硫脲生产的废渣以及电厂固体废弃物粉煤灰的利用问题。

发明内容：

针对硫脲废渣的综合利用现状，本发明提供了一种利用硫脲废渣、粉煤灰加工制作高强度建筑用砖的方法。

本发明内容是通过下述方法实现的：

利用硫脲废渣、粉煤灰制作高强度建筑用砖的方法包括制备混合料、压制成型、砖坯烘干、高温焙烧等过程，具体步骤如下：

（1）制备混合料：将粉煤灰与硫脲废渣按照质量比为1:0.2-1的比例在高强度混合机中混合搅拌均匀，加入水，充分搅拌，制成混合料；

（2）压制成型：将上述混合料于10-20MPa的压力下压制成砖坯；

（3）砖坯烘干：将制成的砖坯于60-200℃的温度条件下静置停放4-8h；

（4）高温焙烧：将烘干的砖坯于900-1300℃的温度下焙烧2-4h。

首先，粉煤灰和硫脲废渣按照质量比为1:0.2-1（W/W），优选1:0.2-0.5。其中硫脲渣比例过大，可能会导致最终制得的砖的强度达不到要求；若硫脲渣比例过小，会使得硫脲废渣处理的量有限，且后期制成的砖密度大，空洞少，达不到隔音的效果。将粉煤灰和硫脲废渣在高强度混合机中混合均匀后，再加入水使其充分混合，水的加入量为粉煤灰与硫脲废渣总质量的5-10%（W/W），既保证物料刚好混合均匀，又避免后期压制成型过程中砖坯松散或者挤出水。

原料混合均匀后，采用目前常用的压制成型设备于10-20MPa压力下将物料压制成砖坯，所用压力优选为15-20MPa。

由于水分过大会导致后期煅烧时间增长，而且增加能耗，所以本发明首先将压制成型的砖坯于60-200℃条件下静置停放4-8h烘干至砖坯的含水量低于2%。为了降低成本，本发明采用其他工业生产中的余热进行加热， 既可以使得最终产品达到工艺要求，又节约了成本，本步骤中温度优选100-140℃，时间优选4-6h。

将上述含水量低于2%的砖坯于900-1300℃焙烧2-4h即可制得高强度建筑用砖。

本发明采用的硫脲废渣为石灰氮-硫化氢法生产硫脲后的工业废渣，富含碳酸钙、氢氧化钙、铵盐、活性炭及硫化物等成分，粉煤灰为电厂燃煤燃烧后的废渣，富含硅酸盐成分。高温焙烧使得硫脲废渣中碳酸钙转化为氧化钙，与粉煤灰中的硅酸盐进行反应，生成更加坚固稳定的硅酸钙，增强建筑用砖的强度。硫脲废渣中的铵盐、活性炭及其他硫化物都会被分解，放出气体，从而使得建筑用砖形成孔状结构，降低了建筑用砖的密度，增强了隔音性能。焙烧时间优选3-4h，焙烧温度优选1100-1300℃。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、利用本发明的工艺步骤制作建筑用砖，不仅解决了硫脲废渣、粉煤灰等固体废弃物处理问题，且变废为宝，实现资源综合利用；

2、采用硫脲废渣、粉煤灰替代粘土作为主要原料生产高强度建筑用砖，为建筑用砖的生产开辟了一条崭新的途径，有效地缓解粘土开采浪费土地资源的问题；

3、采用硫脲废渣与粉煤灰混合，在高温条件下，硫脲废渣中的氢氧化钙与粉煤灰中的二氧化硅反应，生成硅酸钙，平衡了建筑用砖的的酸碱性且增加了砖的强度；