專利名稱：無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)固體廢棄物資源化技術(shù)，特別是一種無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代人類生產(chǎn)和生活活動中產(chǎn)生的固體廢棄物需要妥善地加以處置，而且在處理固體廢棄物時(shí)，應(yīng)避免產(chǎn)生二次污染，對有毒有害廢物應(yīng)確保不致對人類產(chǎn)生危害。對城市產(chǎn)生的固體廢物制定全面的、綜合性處理規(guī)劃是非常必要的。其最理想的狀態(tài)即為固體廢棄物的完全再資源化。雖然現(xiàn)有多種固體廢棄物的資源化技術(shù)在各種不同的條件下得以運(yùn)用并取得了一定的社會和經(jīng)濟(jì)效益，但是，這些已知的技術(shù)或不可避免地給環(huán)境造成二次 污染，或有其應(yīng)用局限性，或其資源化效率不理想，或其成本太高。因此，研發(fā)一種不造成二次污染，通用性好、效率高及成本可控的固體廢棄物資源化技術(shù)是科研與工程技術(shù)人員所面臨的一個(gè)重要課題。鑒于此，本發(fā)明人在前人工作的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷研究多次試驗(yàn)，終于成功研發(fā)出無機(jī)固體廢棄物資源化的關(guān)鍵技術(shù)，即本發(fā)明所述的粘結(jié)劑和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑和方法，所述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑具有良好的通用性，能夠提高無機(jī)固體廢棄物的資源化效率。本發(fā)明的技術(shù)方案如下無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，其特征在于，包括以下四組物料，第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物，第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三組物料包括三乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、硼酸和/或草酸，第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。所述第一組物料中的金屬氧化物包括以下物質(zhì)中的一種或多種的組合MgO，CaO,A1203, Fe203。所述第二組物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的鹽，所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的鹽。所述第一組物料的重量含量為10% 75%,所述第二組物料的重量含量為10% 45%，所述第三組物料的重量含量為1% 5%，所述第四組物料的重量含量為20% 80%。所述四組物料中的固態(tài)物料均采用粉末狀物料。上述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑中的四組物料均采用固態(tài)物料，每組固態(tài)物料呈粉末狀或被加工成粉末狀，所述四組物料按一定比例混合后得到粉末狀粘結(jié)劑產(chǎn)品。上述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，按照一定比例選取所述粘結(jié)劑中的四組物料，所述四組物料包括固態(tài)物料和液態(tài)物料，所述固態(tài)物料呈粉末狀或被加工成粉末狀，并混合成粘結(jié)劑產(chǎn)品的粉末狀固態(tài)組分，所述液態(tài)物料直接或混合成粘結(jié)劑產(chǎn)品的液態(tài)組分，所述粉末狀固態(tài)組分與所述液態(tài)組分分裝成套即得粘結(jié)劑產(chǎn)品。無機(jī)固體廢棄物的粘結(jié)固化方法，其特征在于，將無機(jī)固體廢棄物與粘結(jié)劑混合并加水調(diào)成漿料后在常溫下引發(fā)化學(xué)固化反應(yīng)，無需額外能量，所述漿料通過澆鑄、擠壓、涂抹或噴涂后固化成型為結(jié)構(gòu)體。所述無機(jī)固體廢棄物包括砂石、泥土、固體生活廢棄物和/或固體工業(yè)廢棄物，所述結(jié)構(gòu)體中水的重量含量為17% 50%。一種結(jié)構(gòu)體，其特征在于，包括無機(jī)固體廢棄物和上述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，所述結(jié)構(gòu)體中水的重量含量為17% 50%。本發(fā)明的技術(shù)效果如下本發(fā)明的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑及方法，解決了對各種固體物質(zhì)進(jìn)行固化的實(shí)用化問題。所述粘結(jié)劑是一種通用性好、環(huán)境友好的用于固體物料粘結(jié)的粘結(jié)劑。相關(guān)工藝過程不造成二次污染，通用性好、效率高且成本可控。本發(fā)明對于生活、工業(yè)固體廢棄物渣料的處理具有就地資源化的特點(diǎn)。就地資源化的特點(diǎn)，能夠把建筑、工業(yè)等固體廢棄物高效地就地資源化，能夠推動建筑、工業(yè)固體廢棄物的資源化進(jìn)程并為各種建設(shè)工程提供綠色環(huán)保的結(jié)構(gòu)件。通過在建筑工地就地取材、就地固化，能夠極大降低建設(shè)成本、提高施工效率。本發(fā)明能夠通過無機(jī)固體廢棄物資源化的成本控制選擇，根據(jù)預(yù)算及性能需要，可在極大程度上控制工程造價(jià)即成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及無機(jī)固體廢棄物的粘結(jié)固化技術(shù)。無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，包括以下四組物料，第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物，第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三組物料包括三乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、硼酸和/或草酸，第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。所述第一組物料中的金屬氧化物包括 以下物質(zhì)中的一種或多種的組合:MgO，CaO, A1203, Fe203。所述第二組物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的鹽，所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的鹽。所述第一組物料的重量含量為10% 75%，所述第二組物料的重量含量為10% 45%，所述第三組物料的重量含量為1% 5%，所述第四組物料的重量含量為20% 80%。所述四組物料中的固態(tài)物料均采用粉末狀物料。上述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑中的四組物料均采用固態(tài)物料，每組固態(tài)物料呈粉末狀或被加工成粉末狀，所述四組物料按一定比例混合后得到粉末狀粘結(jié)劑產(chǎn)品。上述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，按照一定比例選取所述粘結(jié)劑中的四組物料，所述四組物料包括固態(tài)物料和液態(tài)物料，所述固態(tài)物料呈粉末狀或被加工成粉末狀，并混合成粘結(jié)劑產(chǎn)品的粉末狀固態(tài)組分，所述液態(tài)物料直接或混合成粘結(jié)劑產(chǎn)品的液態(tài)組分，所述粉末狀固態(tài)組分與所述液態(tài)組分分裝成套即得粘結(jié)劑產(chǎn)品。無機(jī)固體廢棄物的粘結(jié)固化方法，其特征在于，將無機(jī)固體廢棄物與粘結(jié)劑混合并加水調(diào)成漿料后在常溫下引發(fā)化學(xué)固化反應(yīng)，無需額外能量，所述漿料通過澆鑄、擠壓、涂抹或噴涂后固化成型為結(jié)構(gòu)體。所述無機(jī)固體廢棄物包括砂石、泥土、固體生活廢棄物和/或固體工業(yè)廢棄物，所述結(jié)構(gòu)體中水的重量含量為17% 50%。
一種結(jié)構(gòu)體，包括無機(jī)固體廢棄物和上述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，所述結(jié)構(gòu)體中水的重量含量為17% 50%。具體實(shí)施固化時(shí)，根據(jù)成本及性能要求，將所述第一組物料至第四組物料按一定比例混合，得到粉末狀粘結(jié)劑。然后將所得粉末狀粘結(jié)劑與其它固體物質(zhì)通過加水或利用含磷的酸中所具有的水分調(diào)成漿料后引發(fā)化學(xué)固化反應(yīng)。待漿料完全固化后，得到最終產(chǎn)品。所述最終產(chǎn)品中含水重量比17 50%。所述其它固體物質(zhì)包括砂石、泥土、固體生活廢棄物及固體工業(yè)廢棄物。無機(jī)固體廢棄物資源化實(shí)例，包括以下步驟第一步根據(jù)成本及性能要求，設(shè)計(jì)并計(jì)算出四組物料所占比例。第二步把四組物料中固體組份按比例混合、研磨，得固體混合料。第三步按一定比例把無機(jī)固體廢棄物固體料加入固體混合料中并均勻混合。第四 步把四組物料中可能的液態(tài)組份按比例加入所得的固體混合料中，得含水混合料。第五步按比例把所需的水加入所得含水混合料中，混合形成漿料并激發(fā)固化反應(yīng)。待固化完成后，得到最終產(chǎn)品。本發(fā)明所述的粘結(jié)劑可用于粘合幾乎所有已知的材料，包括泥土、灰燼、砂石等，將為對所有無害廢棄物的資源化提供優(yōu)質(zhì)高效、成本可控的覆蓋方案。本發(fā)明的應(yīng)用范圍1.在建筑結(jié)構(gòu)材料方面包括使用各種固體物及固體廢棄物制備高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料，建筑及其它工業(yè)領(lǐng)域廢棄物的資源化。包括粉煤灰，礦石廢渣，金屬廢屑，木屑，廢玻璃等等。2.高效處理有害固體廢棄物。包括有害金屬、中低放射性廢棄物、醫(yī)院有毒有害固體廢棄物等等。3.在隧道施工中用于施工面碎片、巖屑固定高速、高效、高強(qiáng)固化劑；在石油及天然氣鉆井方面用作超級固封劑等等。4.在生物陶瓷方面用作牙科用陶瓷材料及人造骨用陶瓷材料等等。5.在耐火材料方面可作為防火阻燃材料。使用本發(fā)明所得最終資源化產(chǎn)品包括下述主要性能密度0. 8 5. Og/cc,隨填料和添加劑而改變?？箟簭?qiáng)度最高可達(dá)SOMPa以上，隨填料及添加劑而改變?？箯潖?qiáng)度最高可達(dá)15MPa以上。水、酸及堿穩(wěn)定性好(在PH3. 5 11范圍內(nèi)穩(wěn)定)?？杀还袒镱愋桶ńㄖ?、礦渣或其它幾乎任何固體廢棄物。水在最終產(chǎn)物中所占的重量比為17 50%。固化成型時(shí)間可控制于幾秒鐘到幾小時(shí)。固化成型工藝過程可以選擇澆鑄、擠壓、噴涂等。生產(chǎn)設(shè)備簡單成熟。本發(fā)明所述固化過程是一室溫過程，無需額外能量；可快速形成堅(jiān)硬、致密的成品；產(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能及成型過程均可調(diào)控；多數(shù)情況下，產(chǎn)品固化成型時(shí)有微小膨脹，因而可形成良好的密封產(chǎn)品，致密性極好。關(guān)于鐵礦渣資源化的實(shí)例以鐵礦渣作被粘合物，采用本發(fā)明粘結(jié)劑，按粘結(jié)劑/被粘合物=15/85之比例，制備出堅(jiān)硬、密實(shí)的道路產(chǎn)品。所述道路產(chǎn)品在野外數(shù)月外觀及力學(xué)性能無變化。在此指明，以上敘述有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明創(chuàng)造，但并非限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。任何沒有脫離本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)質(zhì)內(nèi)容的對以上敘述的等同替換、修飾改進(jìn)和/或刪繁從簡而進(jìn)行的實(shí)施，均落入本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，其特征在于，包括以下四組物料，第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物，第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三組物料包括三乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、硼酸和/或草酸，第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，其特征在于，所述第一組物料中的金屬氧化物包括以下物質(zhì)中的一種或多種的組合MgO，CaO, A1203, Fe203。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，其特征在于，所述第二組物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的鹽，所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，其特征在于，所述第一組物料的重量含量為10% 75%，所述第二組物料的重量含量為10% 45%，所述第三組物料的重量含量為1% 5%，所述第四組物料的重量含量為20% 80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，其特征在于，所述四組物料中的固態(tài)物料均采用粉末狀物料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑中的四組物料均采用固態(tài)物料，每組固態(tài)物料呈粉末狀或被加工成粉末狀，所述四組物料按一定比例混合后得到粉末狀粘結(jié)劑產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，按照一定比例選取所述粘結(jié)劑中的四組物料，所述四組物料包括固態(tài)物料和液態(tài)物料，所述固態(tài)物料呈粉末狀或被加工成粉末狀，并混合成粘結(jié)劑產(chǎn)品的粉末狀固態(tài)組分，所述液態(tài)物料直接或混合成粘結(jié)劑產(chǎn)品的液態(tài)組分，所述粉末狀固態(tài)組分與所述液態(tài)組分分裝成套即得粘結(jié)劑產(chǎn)品。
8.無機(jī)固體廢棄物的粘結(jié)固化方法，其特征在于，將無機(jī)固體廢棄物與權(quán)利要求1-5之一所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑混合并加水調(diào)成漿料后在常溫下引發(fā)化學(xué)固化反應(yīng)，無需額外能量，所述漿料通過澆鑄、擠壓、涂抹或噴涂后固化成型為結(jié)構(gòu)體。
9.無機(jī)固體廢棄物的粘結(jié)固化方法，其特征在于，所述無機(jī)固體廢棄物包括砂石、泥土、固體生活廢棄物和/或固體工業(yè)廢棄物，所述結(jié)構(gòu)體中水的重量含量為17% 50%。
10.一種結(jié)構(gòu)體，其特征在于，包括無機(jī)固體廢棄物和權(quán)利要求1-5之一所述的無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑，所述結(jié)構(gòu)體中水的重量含量為17% 50%。
全文摘要
無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑和方法，所述無機(jī)固體廢棄物用粘結(jié)劑具有良好的通用性，能夠提高無機(jī)固體廢棄物的資源化效率，其特征在于，包括以下四組物料，第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物，第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物，第三組物料包括三乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、硼酸和/或草酸，第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。
文檔編號C04B28/00GK103011711SQ20121056637
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者胡中波 申請人:胡中波, 黃小康