[发明专利]一种高钙固废基建筑材料的制备工艺及其应用

说明书

本发明涉及B01D53/00领域，尤其涉及一种高钙固废基的建筑材料的制备工艺及其应用。制备工艺，步骤包括以下几步：(1)物料的混合；(2)模具压制成型；(3)釜内反应；(4)反应后处理。本申请得到的建筑材料具有优异的性能，且整体工艺极大地提高了对于二氧化碳的吸收能力。

技术领域

本发明涉及B01D53/00领域，尤其涉及一种高钙固废基建筑材料的制备工艺及其应用。

背景技术

随着“碳中和，碳达峰”目标的提出，二氧化碳减排已经成为我国广受关注且急需解决的热点问题。二氧化碳矿化技术作为一种具有显著经济效益的碳减排工艺，逐渐受到广泛关注，CO₂的矿化利用技术模拟和加速了硅酸盐矿石的自然风化过程，可将CO₂以稳定的碳酸盐形式固定，其原料可以是自然界的含钙、镁质矿物或工业生产过程产生的固体废弃物。

目前，我国固废资源化处理技术和装备尚不成熟，大部分高钙固废的矿化活性都没有得到充分利用，且处理手段大多是高耗能的。例如中国专利申请文献CN107117836A公开了一种由电石渣制备电石渣水泥的方法，该方法主要将镍铁渣、砂岩、粉煤灰和电石渣进行混合后进行挤压、粉磨，在回转窑对原料进行预热和烧成，将烧成后的水泥熟料与缓凝剂配比混合后粉磨得到电石渣水泥产品。中国专利文献CN104086105B公开了一种以电石渣水泥熟料生产线工艺，主要将高硅砂岩、钢渣粉碎后加入电石渣进入选粉机选料，将选好的生料导入回转窑加入煤粉烧制，将烧制后的熟料经过冷却后得到产品。以上两种方法虽然实现了电石渣的资源化利用，但两种方法都采用了具有高碳排放的烧结工艺，不利于实现“双碳”目标。

因此，为了解决上述问题，本申请提供了一种高钙固废基建筑材料的制备工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种高钙固废基建筑材料的制备工艺，步骤包括以下几步：(1)物料混合；(2)模具压制成型；(3)釜内反应；(4)反应后处理。

作为一种优选的方案，所述物料包括粉料与拌合液；所述拌合液与粉料的质量比为0.05～0.3：1。

作为一种优选的方案，粉料包括高钙固废，硅铝质固废以及外加剂。

作为一种优选的方案，所述粉料中各组分的质量百分比为高钙固废20～40％，硅铝质固废59～79％，外加剂0.1～2％。

优选地，所述粉料中各组分的质量百分比为高钙固废23～35％，硅铝质固废64～76％，外加剂1～2％。

作为一种优选的方案，所述高钙固废，硅铝质固废以及外加剂的质量比为1～5：5～9：0～0.2。

作为一种优选的方案，所述高钙固废为电石渣、废石灰、钢渣、磷矿渣、飞灰、废弃混凝土中的至少一种；所述高钙固废中氢氧化钙和氧化钙的含量≥50wt％。

作为一种优选的方案，所述硅铝质固废为粉煤灰、矿粉、硅灰、高岭土、煤矸石、建筑垃圾、淤泥中至少一种；所述硅铝质固废中氧化硅和氧化铝的含量为50～70wt％。

硅铝质固废一方面提供作为骨架结构的水化硅酸钙类目标矿物所需的元素，另一方面可有效分散高钙质原料，使得高钙质固废有较高的二氧化碳接触面积。

作为一种优选的方案，所述外加剂为偏高岭土、偏铝酸钠中的至少一种。

本申请中，通过加入偏高岭土、偏铝酸钠等外加剂，有效地提高了矿化反应的反应程度并加深矿化反应的深度。本申请人认为：反应过程中，高钙固废中颗粒状的原料中会与二氧化碳反应生成方解石型碳酸钙，进而在块体表面形成一层阻隔层，阻碍二氧化碳继续与内部的原料接触，而外加剂中高活性的铝会与生成的碳酸钙进一步反应生成片状的水化碳铝酸钙，使颗粒内部的原料裸露能够与二氧化碳继续反应，进而使得矿化反应向深处发展，提高矿化反应的反应程度以及加深矿化反应的深度。