專利名稱：一種循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)聚合材料，具體是一種以CFBC(循環(huán)流化床)底渣為原料的 地聚合物的制備方法。
背景技術(shù)：
地聚合物是以偏高嶺土或鋁硅質(zhì)工業(yè)廢料為主要原料，經(jīng)激發(fā)劑的作用發(fā)生特定 反應(yīng)而形成的具有網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的無定形無機(jī)聚合物。地聚合物兼有有機(jī)高聚物、陶瓷、水泥 和玻璃等材料的特點(diǎn)，具有機(jī)械強(qiáng)度高，耐久性好，抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。CFBC燃燒技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種清潔燃燒技術(shù)。具有燃料適應(yīng) 性好，污染排放少，燃燒效率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等諸多優(yōu)點(diǎn)，是我國大力推廣的一種清潔 燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度一般控制在800°C 900°C，遠(yuǎn)低于普通煤粉爐的 1400°C 1700°C，而且煤粉在爐內(nèi)循環(huán)多次燃燒，使循環(huán)流化床鍋爐底渣的形貌、化學(xué)成分 與普通煤粉爐排放的底渣存在明顯的差異。該鍋爐底渣在經(jīng)球磨活化后具有一定的火山灰 活性，具備制備地聚合物的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種利用CFBC爐底渣制備地聚合物材料的方法，具有以下特點(diǎn)1)利用屬于工業(yè)固體廢物的CFBC爐底渣為原料，緩解了 CFBC爐底渣大量堆放給 環(huán)境造成的沉重負(fù)擔(dān)。2)采用半干壓法成型，減少了地聚物制備過程當(dāng)中堿性激發(fā)劑的用量，降低了制 造成本和殘余堿對(duì)地聚物長期性能潛在的影響。3)采用低溫養(yǎng)護(hù)，極大的降低了制造過程中能量的消耗和溫室氣體的排放。4)通過抗壓強(qiáng)度的測定，養(yǎng)護(hù)28d后，所有配比的地聚物均能達(dá)到我國標(biāo)準(zhǔn)(《粉 煤灰磚》/JC239-2001)中抗壓強(qiáng)度(優(yōu)等品)的要求。經(jīng)掃描電鏡分析，壓制和養(yǎng)護(hù)后，CFBC 底渣的活性得到了充分的激發(fā)，反應(yīng)產(chǎn)物中形成了大量的地聚物類無定形物質(zhì)(圖2)。本發(fā)明所述循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其包括以下步驟1)首先將CFBC爐底渣進(jìn)行粉磨，出料細(xì)度控制在10-20 μ m ；2)將磨細(xì)的底渣和水玻璃溶液或氫氧化鈉溶液按1 (0.2-0.4)的比例混合，再 充分?jǐn)嚢瑁?)將攪拌后的混合料倒入模具中，利用壓力機(jī)壓制成型，然后將塊體壓出，即得地 聚合物材料。上述步驟2)如采用水玻璃，該水玻璃溶液模數(shù)為1. 2-1. 5，如采用氫氧化鈉，該氫 氧化鈉溶液濃度為lOmol/L。上述步驟2)攪拌過程為先慢攪1-3分鐘，再快攪1-3分鐘。上述步驟3)成型壓力為50-60KN，成型時(shí)間為10_20秒圖1是循環(huán)流化床底渣的掃描電鏡照片，圖2本發(fā)明制備的地聚合物材料的掃描電鏡照片。


圖1是循環(huán)流化床底渣掃描電鏡照片，圖2是地聚合物材料的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例以下結(jié)合多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。實(shí)施例1 1)粉磨將CFBC底渣在滾筒式球磨機(jī)中粉磨至平均粒徑15 μ m左右。2)混合將步驟1中得到的磨細(xì)爐底渣與IOM NaOH溶液按固液比1 0. 3在行星式攪拌 機(jī)中攪拌混合，慢攪2分鐘，快攪2分鐘。3)壓制成型將攪拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具當(dāng)中，壓力機(jī)壓制成型，成型壓力為 60KN，成型時(shí)間為10秒。4)養(yǎng)護(hù)將脫模后的試塊放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為40°C，養(yǎng)護(hù)濕度為100%。5)強(qiáng)度測定對(duì)養(yǎng)護(hù)7d，14d，28d的樣品進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測定，結(jié)果分別為9MPa，18MPa, 2IMPa0實(shí)施例2:1)粉磨將CFBC底渣在滾筒式球磨機(jī)中粉磨至平均粒徑10 μ m左右。2)、混合將步驟1中得到的磨細(xì)爐底渣與模數(shù)為1. 2的水玻璃溶液按固液比1 0. 2在行 星式攪拌機(jī)中攪拌混合，慢攪1分鐘，快攪2分鐘。3)壓制成型將攪拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具當(dāng)中，壓力機(jī)壓制成型，成型壓力為 50KN，成型時(shí)間為10秒。4)養(yǎng)護(hù)將脫模后的試塊放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為40°C，養(yǎng)護(hù)濕度為100%。5)強(qiáng)度測定對(duì)養(yǎng)護(hù)7d，14d，28d的樣品進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測定，結(jié)果分別為lOMPa，14MPa， 2IMPa。實(shí)施例3 1)粉磨將CFBC底渣在滾筒式球磨機(jī)中粉磨至平均粒徑20 μ m左右。2)混合
將步驟1中得到的磨細(xì)爐底渣與模數(shù)為1. 5的水玻璃溶液按固液比1 0. 4在行 星式攪拌機(jī)中攪拌混合，慢攪3分鐘，快攪3分鐘。3)壓制成型將攪拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具當(dāng)中，利用壓力機(jī)壓制成型，成型壓力 為60KN，成型時(shí)間為15秒。4)養(yǎng)護(hù)將脫模后的試塊放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為40°C，養(yǎng)護(hù)濕度為100%。5)強(qiáng)度測定對(duì)養(yǎng)護(hù)7d，14d，28d的樣品進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測定，結(jié)果分別為llMPa，16MPa， 20MPa。實(shí)施例4 1)粉磨將CFBC底渣在滾筒式球磨機(jī)中粉磨至平均粒徑15 μ m左右。2)混合將步驟1中得到的磨細(xì)爐底渣與IOM NaOH溶液按固液比1 0. 2在行星式攪拌 機(jī)中攪拌混合，慢攪2分鐘，快攪1分鐘。3)壓制成型將攪拌后的混合料倒入4X4X8cm的模具當(dāng)中，利用壓力機(jī)壓制成型，成型壓力 為55KN，成型時(shí)間為20秒。4)養(yǎng)護(hù)將試塊放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為40°C，養(yǎng)護(hù)濕度為100%。5)強(qiáng)度測定對(duì)養(yǎng)護(hù)7d，14d，28d的樣品進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測定，結(jié)果為9MPa，17MPa, 2IMPa0
權(quán)利要求
一種循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)首先將CFBC爐底渣進(jìn)行粉磨，出料細(xì)度控制在10-20μm；2)將磨細(xì)的底渣和水玻璃溶液或氫氧化鈉溶液按1∶(0.2-0.4)的比例混合，再充分?jǐn)嚢瑁?)將攪拌后的混合料倒入模具中，利用壓力機(jī)壓制成型，然后將塊體壓出即得地聚合物材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其特征在與步 驟2)中的水玻璃溶液模數(shù)為1. 2-1. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其特征在與步 驟2)中的氫氧化鈉溶液濃度為lOmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其特征 在與步驟2)攪拌過程為先慢攪1-3分鐘，再快攪1-3分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其特征 在與步驟3)成型壓力為50-60KN，成型時(shí)間為10-20秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種循環(huán)流化床底渣基地聚合物材料的制備方法，其步驟是(1)將CFBC爐底渣磨細(xì)至10-20μm；(2)將磨細(xì)后的CFBC爐底渣與水玻璃溶液或氫氧化鈉溶液按固液比1∶(0.2-0.4)進(jìn)行充分混合攪拌；(3)將混合料裝入模具中，壓力機(jī)壓制成型，成型壓力保持在50-60kN，壓力保持10-20秒，然后將成型塊體壓出。球磨后的CFBC底渣，通過半干壓法成型后，在堿性激發(fā)劑的作用下，通過聚合反應(yīng)形成了均質(zhì)的無定形結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
文檔編號(hào)B28B1/54GK101879746SQ20101020634
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者孫立, 李琴, 沈立鋒, 翟建平, 胡秋嬋, 陳晨 申請(qǐng)人:南京大學(xué)