本發(fā)明涉及一種建筑垃圾綜合利用新方法,屬于建筑垃圾再生利用領(lǐng)域。
背景技術(shù):
建筑垃圾是指在建筑物的建設(shè)、維修、拆除過程中產(chǎn)生的主要固體廢棄物,主要包括廢混凝土塊、廢碎磚渣等廢物。隨著我國國民經(jīng)濟和城市化進程的不斷加快,據(jù)統(tǒng)計,每施工10000平方米建筑,將會產(chǎn)生500~600噸的建筑垃圾,按照我國每年建筑規(guī)模20億平方米計算,我國每年僅建筑施工所產(chǎn)生的建筑垃圾就超過1億噸,建筑廢棄物已成為繼城市生活垃圾之后第二大固體廢棄物。這些建筑垃圾絕大部分未經(jīng)任何處置即被丟棄,對土地、環(huán)境、地下水、空氣等帶來了嚴重危害。
據(jù)估計,我國城市垃圾的歷年堆存量達60多億噸,其中建筑廢棄物就占了30%~40%;垃圾堆存侵占土地面積達5億m2,從唐山地震到汶川地震,大量的建筑垃圾一直都是災(zāi)區(qū)重建需要解決的首要問題之一,這些建筑垃圾如不處理,災(zāi)區(qū)就沒有土地資源可供重建,就沒有一個良好的環(huán)境可供居民居住,災(zāi)區(qū)居民就無家可歸,因此如何處置和利用建筑垃圾,已經(jīng)成為全社會關(guān)心的重要問題之一。
發(fā)展建筑垃圾的再生利用最早開始于歐洲,由廢棄的混凝土再生骨料用于高速公路的實際工程。建筑垃圾資源化已成為發(fā)達國家的共同研究課題。美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達國家經(jīng)過長期的努力,基本實現(xiàn)了建筑垃圾的資源化。
由于我國經(jīng)濟于工業(yè)發(fā)達國家滯后,基礎(chǔ)設(shè)施也相應(yīng)落后,人們對建筑垃圾處理的方式,大部分選擇以填埋為主,建筑垃圾的再生利用剛剛起步。目前國內(nèi)外的再生利用方法大多是簡單物理方法使其再生,主要歸結(jié)為兩種,一種是利用建筑垃圾生產(chǎn)磚,另一種為生產(chǎn)再生骨料,添加到新的混凝土中。
我國目前已有部分建筑單位采用建筑垃圾再生產(chǎn)品應(yīng)用在低級別的砌筑、抹灰、墊層等工程中,但是建筑垃圾資源化程度遠遠低于國外發(fā)達國家。大量的建筑垃圾資源沒有得到有效利用,既浪費了資源,又污染了環(huán)境。這也從另一方面說明,我國建筑垃圾資源化綜合利用的潛力很大。
綜上,總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有的建筑垃圾處理方式,都沒有脫離物理方法處理的范圍,最多、最廣泛的途徑是經(jīng)過一系列的物理方法(分選、破碎)制備再生骨料、再生建筑材料,然而,這些方法可一而不可再,因為建筑垃圾經(jīng)過這樣的處理后性能大都有所下降,當這些再生建材再次成為建筑垃圾,那么,他們將何去何從?
技術(shù)實現(xiàn)要素:
基于上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種建筑垃圾綜合利用新方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
一種建筑垃圾綜合利用新方法,包括以下步驟:
a將建筑垃圾粉碎,然后與鹽酸混合,煮沸反應(yīng)0.5-3小時,反應(yīng)完成后過濾,得到濾液一和濾渣一;
b將濾液一用氫氧化鈣乳液調(diào)ph值到4,過濾分離出紅棕色沉淀氫氧化鐵和濾液二,然后繼續(xù)用氫氧化鈣乳液將濾液二的ph值調(diào)到7,過濾分離出白色絮狀沉淀氫氧化鋁和濾液三,再把濾液三蒸干,得到白色固體氯化鈣或二水合氯化鈣;
c將濾渣一與氟硅酸混合反應(yīng),蒸干得到含有sif4的揮發(fā)氣體和固體,含有sif4的揮發(fā)氣體經(jīng)水吸收后得到白炭黑和吸收液,將硅酸混合反應(yīng)后生成的固體加水研磨,再加入鹽酸煮沸后過濾,得到濾液四和濾渣二;
d將濾液四用氫氧化鈣乳液調(diào)ph到2,然后返回步驟a中與濾液一混合;濾渣二返回到步驟a中與粉碎的建筑垃圾或濾渣一混合。
優(yōu)選的,步驟a中:所述建筑垃圾為廢混凝土塊和/或廢碎磚渣,建筑垃圾粉碎至100目-200目。
優(yōu)選的,步驟a中:所述鹽酸的濃度為1mol/l-8mol/l,建筑垃圾與鹽酸的質(zhì)量比為1:2-1:8。
優(yōu)選的,所述氫氧化鈣乳液的質(zhì)量百分比濃度為2%-20%。
優(yōu)選的,步驟c中:所述氟硅酸的質(zhì)量百分比濃度為20%-40%,濾渣一與氟硅酸的質(zhì)量比為1:4-1:8。
優(yōu)選的,步驟c中:所述反應(yīng)溫度是在108-150℃的溫度下油浴加熱。
優(yōu)選的,步驟c中:所述鹽酸的濃度為2mol/l,固體與鹽酸的質(zhì)量比為1:1-1:5。
上述步驟b中,濾液三在200℃到240℃的溫度范圍內(nèi)蒸干得到是cacl2·2h2o,在260℃到300℃的溫度范圍內(nèi)蒸干得到是cacl2。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
本發(fā)明是以建筑垃圾為原料,經(jīng)過低溫化學(xué)分解,產(chǎn)出水和二氧化硅、氫氧化鋁、氫氧化鐵、氯化鈣等一系列化工產(chǎn)品,不僅解決掉建筑垃圾無處堆放、處理困難的問題,還能給社會帶來資源、帶來效益,真正實現(xiàn)了變廢為寶。本發(fā)明一旦推廣,必將推動一種嶄新的建筑垃圾資源化利用最大化的經(jīng)營模式的產(chǎn)生,從而實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。從今而后,建筑垃圾將不能被稱之以“垃圾”,垃圾也將成為一種資源。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明以占建筑垃圾中絕大比重的混凝土為生產(chǎn)原料,通過一系列的化學(xué)方法處理,在經(jīng)過調(diào)節(jié)ph值、分離、提純等工藝步驟后,生產(chǎn)出氫氧化鋁、氯化鈣、白炭黑、氫氧化鐵等化工原料的新方法,能為全國尤其震災(zāi)地區(qū)的建筑垃圾提供一個變廢為寶的途徑,不僅消除建筑垃圾的諸多危害,還能促進社會經(jīng)濟發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境、社會、資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明:
實施例1
取粉碎至200目的混凝土樣品5g,加入到250ml燒杯中,與1:1hcl(1體積濃鹽酸與1體積水混合所得到的鹽酸,濃度約為6mol/l)20ml,混合煮沸攪拌1小時,過濾,得到濾液一和濾渣一,分解率29%。
水溶解過濾后的濾液一用質(zhì)量百分比濃度為5%的ca(oh)2乳液調(diào)ph到4,過濾分離出紅棕色沉淀氫氧化鐵,繼續(xù)5%ca(oh)2乳液調(diào)ph調(diào)到7,過濾分離出白色絮狀沉淀氫氧化鋁,然后把濾液在300℃蒸干,得到吸水性很強的白色固體氯化鈣。
水溶解過濾后的濾渣一,加質(zhì)量百分比濃度為35%的氟硅酸6ml,在150度的溫度下油浴蒸干,總分解率75%,得到揮發(fā)的氣體,用水吸收氣體得到白炭黑和吸收液,吸收液回收可以反復(fù)繼續(xù)利用。揮發(fā)的氣體主要含有sif4,也可采用專利號為201310534326.8的發(fā)明專利所公開的方法進行處理,制得納米水合二氧化硅。
將蒸干后的固體加5倍量的水研磨,再加10ml的2mol/l鹽酸煮沸后過濾,得到濾液用質(zhì)量百分比濃度為5%的氫氧化鈣乳液調(diào)ph到2,分離出不能分解的固體回反應(yīng)釜反復(fù)利用。而濾液用氫氧化鈣調(diào)ph到4,分離出氫氧化鐵沉淀,將得到濾液,繼續(xù)用氫氧化鈣調(diào)ph到7,分離出氫氧化鋁沉淀,液體繼續(xù)生產(chǎn)氯化鈣。
實施例2
在搪瓷反應(yīng)釜中,加入4mol/l的鹽酸2m3(立方),在不斷攪拌下緩緩加入粉碎至120目的混凝土樣品1t,攪拌反應(yīng)1小時后過濾,進入壓濾機分離后得到了濾液和固體。
濾液用20%ca(oh)2把ph調(diào)到4,fe(oh)3基本完全沉淀出來,過濾,得到fe(oh)3固體和濾液,把濾液的ph調(diào)到7,al(oh)3基本完全沉淀,過濾,得到al(oh)3固體和濾液,此時濾液里只有cacl2,300℃的條件下蒸干即可得到cacl2固體。
固體0.7t與30%氟硅酸按照4m3配料,在反應(yīng)釜中混合反應(yīng),在150℃蒸干,得到揮發(fā)的氣體參照專利:cn201310534326.8(cn103588209a)一種回收sif4氣體綜合利用方法,生產(chǎn)白炭黑,吸收液可反復(fù)利用。蒸干后的固體加水2.5m3攪拌溶解,再加1:1的鹽酸調(diào)整ph小于1,煮沸后過濾,得到濾液用20%氫氧化鈣乳液調(diào)ph到4,此時氫氧化鐵沉淀出來,得到的濾液繼續(xù)用氫氧化鈣調(diào)ph到7,此時氫氧化鋁沉淀出來,分別分離氫氧化鐵、氫氧化鋁干燥得到產(chǎn)品,最后的濾液濃縮,240℃蒸干,得到cacl2·2h2o。
最后的濾渣回到起始的混凝土樣品中混合繼續(xù)處理,重復(fù)利用,反復(fù)分解率可以達到99%。
混凝土中的化學(xué)成分主要為sio2、fe2o3、al2o3、cao等,本發(fā)明是利用化學(xué)法分解混凝土各種主要元素,然后對他們通過調(diào)節(jié)ph的方法來進行分離,最后生產(chǎn)fe(oh)3、al(oh)3、cacl2、白炭黑等產(chǎn)品。在最佳條件下,分解率可以達到99%。