[发明专利]一种利用工业废渣制成的墙体砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废渣再利用领域，具体而言，涉及一种利用工业废渣制成的墙体砖及其制备方法。

背景技术

我国建材生产能耗和落后的建筑能耗在我国总能耗中占的比重很大，要实现“京都议定书”规定的碳排放目标，建材产业涉及到的节能减排占有举足轻重的地位。而节能环保建材大规模取代传统建材正是实现这一目标的最有效途径。按照循环经济、低碳经济、产学研一体化原则，立足本地实际，最大限度开展资源综合化利用，利用科学技术和先进的生产工艺配方改造传统的建材生产，积极推进墙体材料的革新和建筑节能工作，切实解决制约本地工业发展的瓶颈。

宁夏石嘴山经济开发区内金和化工厂产生的工业固体废弃物-氟石膏，是用硫酸与萤石制取氟化氢的副产品，即CaF₂+H₂SO₄-2HF+CaSO₄，该地区每年可产生约27万多吨的氟石膏，这些氟石膏目前30%左右用于水泥厂代替天然石膏做水泥缓凝剂，剩下70%尚未充分再利用，缺口很大，同时造成了严重了环境污染。另外该地区电厂的粉煤灰、炉渣等，消耗缺口也很大，也急需采用各种方法扩大综合再利用范围。

目前，对于这些工业废渣的规模化再利用的报道较少，中国专利申请公布号为CN10250339A的文献，公开了一种利用氟石膏和尾矿废渣制造的新型墙体砖及其制备方法，该技术氟石膏的占比为20-60%，且这个砖体中工业废物的占比仅在80%左右，而且该墙体砖中加入了重量百分比为5-10%的碱性材料；

该方案一方面造成工业废渣尤其是氟石膏的利用率降低，对于环保节能造成影响；

该方案另一方面原料成本增高；

该方案再一方面，该墙体砖整个制备工艺过程长，需要洒水养护10天再自然养护至28天，造成生产效率低，也就增加了人力成本。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种工业废渣利用率高、生产成本低的墙体砖，以解决上述的问题。

采用的技术方案为，一种利用工业废渣制成的墙体砖，由按质量百分比计的以下组分组成：

本发明中所述的硅质废料，指含有化学成分-二氧化硅含量较高的废料，比如粉煤灰、炉渣、矿渣等；

所述骨料类废料可以采用炉渣、矸石渣、建筑废渣等，其主要目的之一在于减轻产品的重量及对废料的回收再利用；

盐类激发剂主要是用于激发氟石膏的活性，缩短氟石膏凝结时间，提高硬化体的强度，主要是因为其在氟石膏颗粒的表面生成不稳定的复盐（盐.mCaSO₄.nH₂O），然后又分解为含水盐类和二水石膏，正是这种分解反应而生成的二水石膏不断结晶，才使浆体形成紧密交织的晶体结构，引起凝结硬化，产生强度。盐类激发剂择优选用硫酸盐激发剂与碱类激发剂的混合物。

作为优选方案之一，所述硅质废料为炉渣、矿渣、粉煤灰中的至少一种。其中，可以进一步优选采用炉渣与粉煤灰，炉渣除了可以发生化学反应，还可以利用其孔隙减轻所得墙体砖的重量，也对炉渣进行了有效的再利用，原料成本也较低。

作为优选技术方案之一，所述骨料类废料选用矸石渣、建筑废渣中的至少一种。可以实现对这些废料的有效再利用。如果采用其他骨料比如陶粒等，也能实现本发明，但是在成本和原料方面的优势略微差些。

作为优选方案之一，所述盐类激发剂为任意比例的明矾和纯碱的混合物。纯碱的另外一个作用是中和氟石膏里面含有的酸。而且这两种激发剂本身成本低廉，二者配合可以达到更好的激发作用。

作为进一步的优选方案，按质量百分比计，明矾占激发剂的85-95%，纯碱占激发剂的5%-15%。

上述墙体砖的制备方法，依次包括以下步骤：

（1）原料准备：将原料进行粉碎、过筛后按比例称量，备用；

（2）原料混合：将步骤（1）称量后的原料进行混合，搅拌；

（3）改性处理：向步骤（2）混合后的物料中加入水，进行搅拌改性；

（4）成型养护：将步骤（3）处理后的物料进行成型处理后自然养护至少5天，即得。

现在以采用炉渣及粉煤灰为硅质废料、以明矾与纯碱作为激活剂为例，介绍本方法的改性机理：