專利名稱：環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)固體廢物一煙氣脫硫石膏的利用方法，具體涉及環(huán)保高強 脫硫石膏墻體磚及其生產(chǎn)方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脫硫石膏是燃煤工業(yè)的副產(chǎn)物，是煙氣脫硫產(chǎn)生的化工副產(chǎn)品，主要由兩個結(jié)晶 水的硫酸鈣也就是石膏(含量大于90% )組成。我國是燃煤大國，燃煤發(fā)電量占總發(fā)電量的80 %，而燃煤會排放大量含有二氧化 硫的煙氣，嚴重污染環(huán)境，因此國家強制規(guī)定火力發(fā)電廠及其他大型燃煤設(shè)備必須加裝煙 氣脫硫設(shè)備，目前主要采用的脫硫方法是濕式石灰石/石膏工藝和設(shè)備，雖然減輕了煙氣 中二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴荆瑫r又產(chǎn)生了大量的濕法煙氣脫硫石膏，對土壤、水源、空氣 的污染，并增加企業(yè)的購地堆放的負擔(dān)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2010年脫硫石膏的排放量將達到1億噸，利用率僅為10%左右， 如果不進行合理的利用，其堆存不僅占用大量的土地，而且會造成浪費和二次污染。我國城 鄉(xiāng)建筑中特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑及廣大農(nóng)村的建筑體系中墻體磚是使用量最大的建筑材料，傳統(tǒng) 的粘土燒結(jié)磚因消耗大量自然資源現(xiàn)已被政策性限制使用，而必須有粘土磚的代替品才能 使相關(guān)政策得到順利實施，現(xiàn)有的脫硫石膏磚或砌塊有些制造工藝復(fù)雜成本過高，而有些 質(zhì)量低劣達不到使用要求，而石膏建材由于其本身具有的優(yōu)良性能如輕質(zhì)隔音、調(diào)濕防火、 保溫隔熱等，越來越受到重視，近幾年得到了較好的發(fā)展。本發(fā)明利用脫硫石膏生產(chǎn)高強度 石膏磚一方面利用了需要處理的脫硫石膏固體廢棄物，另一方面符合國家產(chǎn)業(yè)政策需求， 為粘土磚找到一種良好的替代產(chǎn)品，變廢為寶，保護環(huán)境，能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟社會效益。中國專利申請200910014484公開了一種免煅燒脫硫石膏磚，該石膏磚由以下重 量配比的配料制成二水脫硫石膏25-35份；水泥10-20份；骨料50-65份；增強劑0. 2-1. 5 份；固相粘結(jié)劑3-5份。但該免煅燒脫硫石膏磚中脫硫石膏的利用率低，石膏磚中的脫硫石 膏的重量比例僅僅為25% _35%，無法實現(xiàn)大宗量利用固體廢物脫硫石膏的目的；密度高， 運輸、使用不便；而且保溫隔熱效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種強度高、密度輕、導(dǎo)熱 系數(shù)低、耐水性好的、性能優(yōu)良的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚。本發(fā)明的另一目的是提供上述環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法。為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚采用以下技術(shù)方案實 現(xiàn)。本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚是由脫硫石膏、粉煤灰、生石灰、凝結(jié)劑、轉(zhuǎn)晶劑 制備而成，各組份含量(質(zhì)量)范圍為脫硫石膏65%-75%;
粉煤灰19%-30%;生石灰4%-5%;凝結(jié)劑0.8-1.2%;轉(zhuǎn)晶劑0.2%-0.4%。所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量> 95%，有效氧化鈣含量> 60% ；所述的凝結(jié)劑為有機硅；所述的轉(zhuǎn)晶劑為檸檬酸鈉及硫酸鋁其中一種或兩者混合 物。所述的粉煤灰以II級灰為宜，凝結(jié)劑。。。。。。的最佳含量為1%。所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量彡98%為最佳。本發(fā)明還提供了環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，它是按以下工藝、步驟進 行1)原料配料按照以下組份含量(質(zhì)量)進行配料脫硫石膏65%-75%，粉煤灰 19% -30%，生石灰 4% -5%，凝結(jié)劑 0. 8-1.2%，轉(zhuǎn)晶劑 0. 2% -0.4%。脫硫石膏直接利用；所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量> 95%，有效氧化鈣含量 彡 60%。所述的凝結(jié)劑為有機硅；所述的轉(zhuǎn)晶劑為檸檬酸鈉及硫酸鋁其中一種或兩者混合 物。所述的粉煤灰以II級灰為宜，凝結(jié)劑有機硅的最佳含量為1%。所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量彡98%為最佳。2)混合攪拌將脫硫石膏、粉煤灰、生石灰、凝結(jié)劑與轉(zhuǎn)晶劑混合攪拌均勻?；旌蠑嚢璧膬?yōu)化工序為先將脫硫石膏、粉煤灰、生石灰混合攪拌均勻，再將凝結(jié) 劑與轉(zhuǎn)晶劑配成溶液噴成霧狀拌合到脫硫石膏、粉煤灰、生石灰的混合料中，以增加拌合均 勾度。3)消解陳化按配比并攪拌均勻的混合料進倉消解陳化，消解時間為2-4小時。4)碾壓混合將消解陳化后的混合料進行碾壓混合以增加塑性。碾壓混合過程的適宜時間為2-4分鐘。5)壓制成型經(jīng)過以上步驟處理的混合料經(jīng)模壓式壓機壓制成型成為磚坯，壓制 壓力 > 2OMPa。磚坯大小可由模具尺寸變更，標(biāo)磚尺寸240 X 115 X 53mm。6)蒸壓養(yǎng)護壓制好的磚坯進蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護，采用低溫蒸氣養(yǎng)護，節(jié)約能源，養(yǎng) 護制度為蒸汽溫度控制在130-150°C，恒溫時間5-7小時。在蒸壓過程中磚坯發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，主要有粉煤灰_石灰-石膏膠凝體系的 生產(chǎn)和二水石膏脫水成半水石膏再吸水成為二水石膏這兩個部分。蒸壓養(yǎng)護的優(yōu)選工序為室溫升至130_150°C為0.9-1. 1小時，130_150°C恒溫5-7 小時，再降至室溫為0. 9-1. 1小時，整個蒸壓過程為7-9小時。7)蒸壓完成后出釜即為脫硫石膏成品磚。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的固體廢棄物利用量大，脫硫石膏和粉煤灰都屬 于固體廢棄物，兩者的摻量達到95%左右，脫硫石膏摻量在70%左右，把難于利用的脫硫石膏大量利用起來。本發(fā)明的原料配方中摻入少量的凝結(jié)劑和轉(zhuǎn)晶劑，凝結(jié)劑可以較好的增強脫硫石 膏墻體磚的耐水性；磚坯在蒸壓釜中反應(yīng)時存在二水石膏轉(zhuǎn)變?yōu)棣列桶胨嗟倪^程，轉(zhuǎn) 晶劑的作用是在二水石膏脫水成半水石膏時改善α型半水石膏的晶形，使之再吸水硬化 時會有較高的強度，摻加凝結(jié)劑和轉(zhuǎn)晶劑可以很好地改善脫硫石膏磚制品的性能。本發(fā)明采用模壓壓制成型的方式，磚體密實度高，磚體的形狀可以通過更換模具 來實現(xiàn)，可以是實心磚及盲孔磚。本發(fā)明采用蒸壓養(yǎng)護，保證制品質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)周期。本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的用量最大的材料脫硫石膏不需要經(jīng)過任何處 理直接進行利用，節(jié)約能源。本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚具有強度高(> IOMPa)、密度輕(1450Kg/m3單塊 標(biāo)磚重2. lKg)、導(dǎo)熱系數(shù)低(0.31W/m2.K，約為紅磚的1/3)、耐水性好的優(yōu)點，性能優(yōu)良，完 全滿足使用需求，可以作為粘土實心磚的替代產(chǎn)品，并且消耗了大量的燃煤工業(yè)的固體廢 棄物。


圖1為本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式為進一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚 及其生產(chǎn)方法作更詳細說明。本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚其組成成份的重量百分比按表1配方表1環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚配方(重量％ ) 注脫硫石膏為直接利用，不經(jīng)過處理，其含水量在23%左右。實施例1-5中凝結(jié)劑為有機硅。實施例1-3中轉(zhuǎn)晶劑為檸檬酸鈉；實施例4-5中轉(zhuǎn)晶劑為硫酸鋁。按上述配方配置的原料經(jīng)過如圖1工藝流程步驟，原料經(jīng)過計量后進入攪拌機攪 拌均勻輸送至倉內(nèi)存放消解陳化，消解陳化的主要作用是使生石灰吸水變成熟石灰，同時原料在進倉出倉時有對原料的均化作用，消解陳化需要2-4小時，消解好的料出倉進入輪 碾式攪拌機進行碾壓攪拌，碾壓攪拌可以排除出一些料中多余的空氣并且提高混合料的成 型性能，碾壓過程需要2-4min，完成碾壓的混合料布料送入模壓式壓機的模腔內(nèi)進行壓制， 磚塊的受壓壓強在20MPa以上，壓制成型的磚坯大小及實心磚或者盲孔磚可由模具決定， 本方案是采用實心標(biāo)磚，尺寸為240X 115X53mm,壓制完成的磚坯送入蒸壓釜進行養(yǎng)護，養(yǎng) 護制度為室溫升至140°C約1小時，140°C恒溫6小時，降至室溫1小時，整個蒸壓過程為8 小時，完成養(yǎng)護過程后出蒸壓釜即為本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚成品。取樣磚按照《GB/T2542-2003砌墻磚試驗方法》中非燒結(jié)標(biāo)磚測試方法進行檢測， 檢測結(jié)果如表2。表2環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚檢測結(jié)果 檢測結(jié)果表明本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚強度達到MUlO等級，其它各項指 標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且具有密度低單塊質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低墻體保溫性能好的優(yōu)點。
權(quán)利要求
一種環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚，其特征在于是由脫硫石膏、粉煤灰、生石灰、凝結(jié)劑、轉(zhuǎn)晶劑制備而成，各組份含量(質(zhì)量)范圍為脫硫石膏 65％ 75％；粉煤灰19％ 30％；生石灰4％ 5％；凝結(jié)劑0.8 1.2％；轉(zhuǎn)晶劑0.2％ 0.4％；所述的生石灰中 0.074mm粒級含量≥95％，有效氧化鈣含量≥60％；所述的凝結(jié)劑為有機硅；所述的轉(zhuǎn)晶劑為檸檬酸鈉及硫酸鋁其中一種或兩者混合物。
2.如權(quán)利要求1所述環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚，其特征在于所述的粉煤灰為II級灰，所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量> 98%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚，其特征在于所述的凝結(jié)劑的 含量為1%。
4.一種環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，其特征在于它是按以下工藝、步驟進行1)原料配料按照以下組份含量(質(zhì)量)進行配料脫硫石膏65%_75%，粉煤灰 19% -30%，生石灰 4% -5%，凝結(jié)劑 0. 8-1. 2%，轉(zhuǎn)晶劑 0. 2% -0.4% ；所述的凝結(jié)劑為有機硅；所述的轉(zhuǎn)晶劑為檸檬酸鈉及硫酸鋁其中一種或兩者混合物。2)混合攪拌將脫硫石膏、粉煤灰、生石灰、凝結(jié)劑與轉(zhuǎn)晶劑混合攪拌均勻；3)消解陳華按配比并攪拌均勻的混合料進倉消解陳化，消解時間為2-4小時；4)碾壓混合將消解陳化后的混合料進行碾壓混合以增加塑性；5)壓制成型經(jīng)過以上步驟處理的混合料經(jīng)模壓式壓機壓制成型成為磚坯，壓制壓力 > 20MPa ；6)蒸壓養(yǎng)護壓制好的磚坯進蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護，養(yǎng)護制度為蒸汽溫度控制在 130-150°C，恒溫時間5-7小時；7)蒸壓完成后出釜即為脫硫石膏成品磚。
5.如權(quán)利要求4所述的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的脫 硫石膏直接利用；所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量> 95%，有效氧化鈣含量> 60%。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的粉 煤灰以II級灰，所述的生石灰中-0. 074mm粒級含量> 98%。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的混合攪拌工序為先將脫硫石膏、粉煤灰、生石灰混合攪拌均勻，再將凝結(jié)劑與 轉(zhuǎn)晶劑配成溶液噴成霧狀拌合到脫硫石膏、粉煤灰、生石灰的混合料中。
8.如權(quán)利要求4、5或6所述的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述的蒸壓養(yǎng)護的工序為室溫升至130-150°C的恒溫時間為0. 9-1. 1小時，從130-150°C的恒溫再降至室溫為0. 9-1. 1小時。
9.如權(quán)利要求7所述的的環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的碾壓混合時間為2-4分鐘；所述的蒸壓養(yǎng)護的工序為室溫升至130-150°C的恒 溫時間為0. 9-1. 1小時，從130-150°C的恒溫再降至室溫為0. 9-1. 1小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚及其生產(chǎn)方法，它是是由脫硫石膏、粉煤灰、生石灰、凝結(jié)劑、轉(zhuǎn)晶劑經(jīng)過原料配料、混合攪拌、消解陳華、碾壓混合、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護工序制備而成，各組份含量(質(zhì)量)范圍為脫硫石膏65％-75％，粉煤灰19％-30％，生石灰4％-5％，凝結(jié)劑0.8-1.2％，轉(zhuǎn)晶劑0.2％-0.4％。壓制成型采用模壓式壓機壓制成，壓制壓力＞20MPa；蒸壓養(yǎng)護恒溫控制在130-150℃，恒溫時間5-7小時。本發(fā)明環(huán)保高強脫硫石膏墻體磚具有強度高、密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐水性好的、性能優(yōu)良的優(yōu)點，固體廢物利用量大。
文檔編號C04B28/14GK101921098SQ201010265518
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者全峰, 曾崎, 蔡云, 陳洲文 申請人:馬鞍山科達機電有限公司