一種加氣混凝土砌塊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種加氣混凝土砌塊的制備方法，包括如下步驟：(1)在廢水處理后的固體廢棄物中加入粉煤灰和生石灰；攪拌均勻后，干燥、粉碎，得到備用污泥；(2)將所述備用污泥、尾礦、水泥、石灰、石膏和鋁粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得到混合料；其投料順序?yàn)椋簜溆梦勰?、尾礦、皂莢粉、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉；(3)將上述混合料進(jìn)行澆注，靜養(yǎng)至少3小時(shí)，靜養(yǎng)完成后，切割成磚塊；(4)蒸壓養(yǎng)護(hù)：采用脈沖式蒸養(yǎng)。本發(fā)明主要以尾礦、水泥、石灰和廢水處理后的固體廢棄物為原料，不僅充分利用了尾礦資源，同時(shí)充分利用了廢水處理后的固體廢棄物（即污泥），實(shí)現(xiàn)了污泥資源化的要求，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
【專利說(shuō)明】一種加氣混凝土砌塊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種加氣混凝土砌塊及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 加氣混凝土砌塊是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能良好、可釘、可鋸、可刨和具 有一定抗震能力的新型建筑材料。早在三十年代初期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)這種產(chǎn)品，并廣泛使 用于高低層建筑中。加氣混凝土砌塊是一種優(yōu)良的新型建筑材料，并且具有環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因 而得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)制備的加氣混凝土砌塊的主要原料有三種：一是水 泥-礦渣-砂，二是水泥-石灰-粉煤灰，三是水泥-石灰-砂。這些原料來(lái)源廣泛，成本 較低，因此在滿足加氣混凝土砌塊的鈣硅比的前提下，得到了廣泛應(yīng)用。
[0003] 另一方面，目前我國(guó)正處在工業(yè)化、城市化加速發(fā)展階段，礦產(chǎn)資源消耗量大，對(duì) 外依存度較高。但全球礦產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)上漲，增加了礦產(chǎn)品需求企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時(shí)又加 大了資源安全壓力。在全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)緊張的局勢(shì)下，全球發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)現(xiàn)，礦產(chǎn)資源加工 利用后剩下的殘?jiān)?、尾礦中，蘊(yùn)含著二次利用的商機(jī)。而我國(guó)是礦業(yè)大國(guó)，開(kāi)發(fā)利用好長(zhǎng)期 累積的大量尾礦，既可"變廢為寶"，又可有效緩解資源和環(huán)境壓力。尾礦是采礦企業(yè)在一定 技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下排出的"廢棄物"，其主要成分是二氧化硅，還含有各種有色、黑色、稀貴、稀 土和非金屬礦物等。目前，對(duì)尾礦的處理方法一般是作為礦山地下開(kāi)采采空區(qū)的充填料，即 水砂充填料或膠結(jié)充填的集料；或者有的直接在尾礦堆積場(chǎng)上覆土造田，種植農(nóng)作物或植 樹(shù)造林。有報(bào)道指出尾礦最具經(jīng)濟(jì)效益的處理方法還是尾礦制砂和作為建筑材料的原料， 但未見(jiàn)深入詳細(xì)的報(bào)道。
[0004] 另一方面，目前很多半導(dǎo)體工廠在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)使用大量的酸性液體對(duì)半導(dǎo)體 表面進(jìn)行刻蝕，使用后的廢水經(jīng)過(guò)特定的污水處理設(shè)備，與石灰溶液中和產(chǎn)生以硫酸鈣為 主的固體沉淀，該固體沉淀物的含水量為5(Γ70%，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，此類固體廢棄物主要成分為 硫酸鈣，生化污泥和氟化鈣，且含氟量少于0. 001%，參照城市生活污水水質(zhì)檢測(cè)方法，此 類固體廢棄物是無(wú)毒無(wú)害的，但是由于這類污泥含有一定量的生化污泥，在蒸養(yǎng)過(guò)程中無(wú) 法與其他組分反應(yīng)，無(wú)法直接利用。目前主要通過(guò)填埋等方式進(jìn)行處理，但是這種處理方 式不但費(fèi)用高昂且浪費(fèi)資源，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)。針對(duì)上述問(wèn)題，有研究提 出，這類固體廢棄物可以回收作為生產(chǎn)加氣混凝土砌塊的原料。例如，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng) CN101781108A公開(kāi)了一種含硫酸工業(yè)廢水處理后殘留沉淀物的回收制磚方法，包括如下步 驟：（1)在沉淀中添加石灰，使得沉淀物中硫酸鈣與石灰的比例為1 :5~35,得到原料A ; (2) 將原料A充分研磨攪拌混合，使其具有良好的分散性；（3)按照以下的配料比進(jìn)行配料：粉 煤灰/石英砂40%?70%、原料A 10%?30%、水泥5%?15%、鋁粉膏0· 05%?0· 1%、水20%?30% ;將 上述配料混合并攪拌15~30分鐘充分混合；（4)將上述混合料進(jìn)行澆注，并靜養(yǎng)2個(gè)小時(shí)， 靜養(yǎng)完成后，切割成磚塊；（5)在15(T250°C和8~15kg/cm 2的壓力下蒸壓6~10小時(shí)。雖然該 方法利用了固體廢棄物，但其利用量較少，按照其配比(沉淀物中硫酸鈣與石灰的比例為1 : 5~35,得到原料A ;原料A 109Γ30%)可以計(jì)算得出，在加氣混凝土砌塊配方中，沉淀物中硫 酸鈣的比例為0. 28~5%，可見(jiàn)加氣混凝土砌塊配方中采用的固體廢棄物的用量較少。然而， 發(fā)明人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沉淀物中硫酸鈣的比例超過(guò)5%時(shí)，采用現(xiàn)有工藝制得的加氣混凝土砌 塊會(huì)發(fā)生松散甚至坍塌，最終無(wú)法形成合格的砌塊。因此，如何盡量加大污水處理后的固體 廢棄物的用量，同時(shí)保證加氣混凝土砌塊的質(zhì)量，成了本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的難題之 〇
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種加氣混凝土砌塊及其制備方法。
[0006] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種加氣混凝土砌塊的制備方 法，包括如下步驟： (1) 在廢水處理后的固體廢棄物中加入粉煤灰和生石灰；攪拌均勻后，干燥、粉碎，得 到備用污泥； 所述固體廢棄物、粉煤灰和生石灰的比例為100 mL:8~12 g:8~12 g; 所述備用污泥的細(xì)度小于等于〇. 35 mm ; (2) 將所述備用污泥、尾礦、水泥、石灰、石膏和鋁粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得到混?料； 其投料順序?yàn)椋簜溆梦勰?、尾礦、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉； 上述組分的質(zhì)量百分比為：備用污泥1(Γ15%、尾礦6(Γ68%、水泥12?15%、石灰 12?15%、石膏:Γ5%、鋁粉0. 08?0. 09% ;上述組分的總和為100% ; 上述配方的水料比為0. 6(Γ〇. 62 ; (3) 將上述混合料進(jìn)行澆注，靜養(yǎng)至少3小時(shí)，靜養(yǎng)完成后，切割成磚塊； (4) 蒸壓養(yǎng)護(hù)：采用脈沖式蒸養(yǎng)，每個(gè)脈沖的時(shí)間為5~10分鐘，脈沖間隔的時(shí)間為 5~10分鐘，在高壓時(shí)的壓力為I. (Tl. I MPa，在低壓時(shí)的壓力為0· 4~0· 6 MPa ;蒸壓養(yǎng)護(hù)的 溫度為19(T200°C，蒸壓養(yǎng)護(hù)的時(shí)間為12~15小時(shí)。
[0007] 上述技術(shù)方案中，所述步驟（1)中的備用污泥的比阻值小于0.05XlO9 s2/g。
[0008] 上述技術(shù)方案中，所述步驟（3)中，靜養(yǎng)的溫度為60°C，靜養(yǎng)時(shí)間為3. 5飛小時(shí)。
[0009] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，粉煤灰和生石灰的用量相等。
[0010] 上述技術(shù)方案中，所述步驟（2)中，將所述備用污泥、尾礦、水泥、石灰、石膏、鋁粉 和皂莢粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得到混合料?其投料順序?yàn)椋簜溆梦勰?、尾礦、皂莢粉、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉； 上述組分的質(zhì)量百分比為：備用污泥1(Γ15%、尾礦6(Γ68%、水泥12?15%、石灰 12?15%、石膏：Γ5%、鋁粉0. 08?0. 09%和皂莢粉0. 003?0. 004% ;上述組分的總和為100%。 [0011] 本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)由上述的制備方法獲得的加氣混凝土砌塊。
[0012] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1、 本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種新的加氣混凝土砌塊的制備方法，主要以尾礦、水泥、石灰和廢水 處理后的固體廢棄物為原料，不僅充分利用了尾礦資源，使其能二次利用，而且同時(shí)充分利 用了廢水處理后的固體廢棄物（即污泥)，實(shí)現(xiàn)了污泥資源化的要求，解決了污水處理廠正 常運(yùn)行的后顧之憂，因而具有積極的現(xiàn)實(shí)意義； 2、 本發(fā)明的方法可以將固體廢棄物的添加量增加到10%以上，配合其制備工藝能夠得 到符合《蒸壓輕質(zhì)磚砌塊》（GB11968-2006)的各種性能和環(huán)保要求，因而在保證加氣混凝 土砌塊的質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了污水處理后的固體廢棄物的用量，解決了本領(lǐng)域技術(shù)人 員需要解決的難題，取得了顯著效果； 3、 本發(fā)明采用脈沖式的蒸壓養(yǎng)護(hù)方法，其得到的加氣混凝土砌塊在密度、抗壓強(qiáng)度、凍 后強(qiáng)度等力學(xué)性能方面具有更好的性能，取得了意想不到的技術(shù)效果； 4、 本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行，成本較低，適于推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0014] 實(shí)施例一： 一種加氣混凝土砌塊的制備方法，包括如下步驟： (1) 在廢水處理后的固體廢棄物中加入粉煤灰和生石灰；攪拌均勻后，干燥、粉碎，得 到備用污泥； 所述固體廢棄物、粉煤灰和生石灰的比例為100 mL :10 g:10 g; 所述備用污泥的細(xì)度小于等于〇. 35 mm ; (2) 將所述備用污泥、尾礦、水泥、石灰、石膏、鋁粉和皂莢粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得?混合料； 其投料順序?yàn)椋簜溆梦勰?、尾礦、皂莢粉、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉； 上述組分的質(zhì)量百分比為：備用污泥10%、尾礦60. 137%、水泥13. 12%、石灰12. 65%、 石膏4%、鋁粉0. 09%和皂莢粉0. 003% ;上述組分的總和為100% ; 上述配方的水料比為0. 61 ; (3) 將上述混合料進(jìn)行燒注，靜養(yǎng)3. 5小時(shí)，靜養(yǎng)完成后，切割成磚塊；靜養(yǎng)的溫度為 60。。， (4) 蒸壓養(yǎng)護(hù)：采用脈沖式蒸養(yǎng)，每個(gè)脈沖的時(shí)間為5分鐘，脈沖間隔的時(shí)間為10分 鐘，在高壓時(shí)的壓力為1.0 MPa，在低壓時(shí)的壓力為0.4 MPa;蒸壓養(yǎng)護(hù)的溫度為195°C，蒸 壓養(yǎng)護(hù)的時(shí)間為12小時(shí)。
[0015] 所述步驟⑴中的備用污泥的比阻值小于0.05X 109 s2/g。
[0016] 所述尾礦中，二氧化硅的質(zhì)量含量大于70%。所述水泥為42. 5#水泥。所述石膏中 硫酸I丐的質(zhì)量含量大于70%。
[0017] 步驟（2)中攪拌采用高速攪拌，使原料充分混合，漿密度為1.58 Kg/L。步驟（3) 中的澆筑溫度為43 °C。
[0018] 對(duì)比例一 采用與實(shí)施例相同的配方，其制備方法如下：步驟1至3和實(shí)施例相同，步驟4采用常 規(guī)的蒸壓養(yǎng)護(hù)：在15(T250°C和8~15kg/cm2的壓力下蒸壓6~10小時(shí)（與中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng) CN101781108A 中相同）。
[0019] 對(duì)比例二 一種加氣混凝土砌塊的制備方法，包括如下步驟： (1)組分配方如下：尾礦、水泥、石灰、石膏、鋁粉，上述組分的質(zhì)量百分比為：尾礦 67. 137%、水泥14. 12%、石灰14. 65%、石膏4%、鋁粉0. 09%和皂莢粉0. 003% ;上述組分的總和 為 100% ; 將尾礦、水泥、石灰、石膏、鋁粉和皂莢粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得到混合料?其投料順序?yàn)椋何驳V、皂莢粉、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉； 上述配方的水料比為0. 61 ; (2) 將上述混合料進(jìn)行燒注，靜養(yǎng)3. 5小時(shí)，靜養(yǎng)完成后，切割成磚塊；靜養(yǎng)的溫度為 60。。， (3) 蒸壓養(yǎng)護(hù)：采用常規(guī)的蒸壓養(yǎng)護(hù)：在15(T250°C和8~15kg/cm2的壓力下蒸壓6~10 小時(shí)（與中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101781108A中相同）。
[0020] 然后對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例制得的加氣混凝土砌塊進(jìn)行性能檢測(cè)，得到如下數(shù)據(jù)：
【權(quán)利要求】
1. 一種加氣混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 在廢水處理后的固體廢棄物中加入粉煤灰和生石灰；攪拌均勻后，干燥、粉碎，得 到備用污泥； 所述固體廢棄物、粉煤灰和生石灰的比例為100 mL:8~12 g:8~12 g; 所述備用污泥的細(xì)度小于等于〇. 35 mm ; (2) 將所述備用污泥、尾礦、水泥、石灰、石膏和鋁粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得到混?料； 其投料順序?yàn)椋簜溆梦勰?、尾礦、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉； 上述組分的質(zhì)量百分比為：備用污泥1(T15%、尾礦6(T68%、水泥12?15%、石灰 12?15%、石膏:T5%、鋁粉0. 08?0. 09% ;上述組分的總和為100% ; 上述配方的水料比為0. 6(T〇. 62 ; (3) 將上述混合料進(jìn)行澆注，靜養(yǎng)至少3小時(shí)，靜養(yǎng)完成后，切割成磚塊； (4) 蒸壓養(yǎng)護(hù)：采用脈沖式蒸養(yǎng)，每個(gè)脈沖的時(shí)間為5~10分鐘，脈沖間隔的時(shí)間為 5~10分鐘，在高壓時(shí)的壓力為I. (Tl. I MPa，在低壓時(shí)的壓力為0? 4~0. 6 MPa ;蒸壓養(yǎng)護(hù)的 溫度為19(T200°C，蒸壓養(yǎng)護(hù)的時(shí)間為12~15小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)中的備用污泥的比阻 值小于 0.05 XlO9 s2/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中，靜養(yǎng)的溫度為 60°C，靜養(yǎng)時(shí)間為3. 5?5小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)中，粉煤灰和生石灰的 用量相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（2)中，將所述備用污泥、 尾礦、水泥、石灰、石膏、鋁粉和皂莢粉加水?dāng)嚢?，充分混合，得到混合料?其投料順序?yàn)椋簜溆梦勰唷⑽驳V、皂莢粉、水、水泥、石灰、石膏、鋁粉； 上述組分的質(zhì)量百分比為：備用污泥1(T15%、尾礦6(T68%、水泥12?15%、石灰 12?15%、石膏:T5%、鋁粉0. 08?0. 09%和皂莢粉0. 003?0. 004% ;上述組分的總和為100%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的制備方法獲得的加氣混凝土砌塊。
【文檔編號(hào)】C04B38/02GK104310896SQ201410560710
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】趙永生, 李向道 申請(qǐng)人:趙永生, 李向道