本發(fā)明屬于固廢處理，具體涉及一種氨堿白泥免燒磚的組分確定方法以及免燒磚的制備方法。

背景技術(shù)：

1、免燒磚是一種不經(jīng)高溫煅燒，直接由機(jī)械設(shè)備振動(dòng)壓制成型及養(yǎng)護(hù)后制得的新型墻體材料，具有固廢利用率高的特點(diǎn)。我國(guó)基建工程規(guī)模龐大，土木工程、交通工程等對(duì)于磚類制品需求量巨大。當(dāng)前免燒磚主要以水泥作為膠結(jié)劑，然而燒制水泥熟料過(guò)程中會(huì)排放大量二氧化碳，同時(shí)消耗大量天然資源。

2、氨堿白泥是氨堿法生產(chǎn)純堿過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，氨堿白泥主要由硫酸鹽、碳酸鹽、氯鹽等礦物組成，可以將其作為原料用于制備建筑材料，但由于其含水率高、氯離子含量高，用于水泥混凝土中會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性能產(chǎn)生潛在危害，市場(chǎng)對(duì)其接受程度較低。此外，我國(guó)大宗工業(yè)固體廢棄物如礦渣、粉煤灰、尾礦、鋼渣、爐渣等存量較大，整體利用率較低，大量堆積造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種氨堿白泥免燒磚的組分確定方法以及免燒磚的制備方法，旨在利用氨堿白泥、礦渣、爐渣、粉煤灰等固廢原材料制備市場(chǎng)接受度高的氨堿白泥免燒磚。

2、第一方面，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，所述方法包括：

3、步驟一，測(cè)試改性氨堿白泥含水率ω1；

4、步驟二，確定改性氨堿白泥與用水量，改性氨堿白泥x＝20/(1-ω1)～40/(1-ω1)份，水y＝(20-ω1x)～(50-ω1x)；

5、步驟三，根據(jù)改性氨堿白泥含水率，計(jì)算y-ω1x，當(dāng)y-ω1x≥0時(shí)，按①確定各組分組成；當(dāng)y-ω1x＜0時(shí)，按②確定各組分組成；

6、①按質(zhì)量計(jì)，其各組分組成為：改性氨堿白泥x＝20/(1-ω1)～40/(1-ω1)份，礦粉10～20份，粉煤灰0～10份，爐渣10～40份，骨料15～35份，水y＝(20-ω1x)～(50-ω1x)份；

7、②將改性氨堿白泥烘干至含水率為ω2，使y-ω2x≥0；此時(shí)，按質(zhì)量計(jì)，其各組分組成為：烘干后的改性氨堿白泥x＝20/(1-ω2)～40/(1-ω2)份，礦粉10～20份，粉煤灰0～10份，爐渣10～20份，骨料15～25份，水y＝(20-ω2x)～(50-ω2x)份。

8、結(jié)合第一方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述改性氨堿白泥的制備方法包括：

9、步驟一，根據(jù)氨堿白泥含水率，通過(guò)加入蒸餾水或烘干的方式，將干基氨堿白泥與水的質(zhì)量比調(diào)節(jié)至1：5～10，得到混合漿液；使用攪拌機(jī)以350～450r/min轉(zhuǎn)速攪拌5～8min后，靜置0.5～1h；期間利用水浴鍋加熱使混合漿液維持在20～30℃；

10、步驟二，維持在20～30℃環(huán)境，繼續(xù)以350～450r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合漿液，利用ph計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量ph值；緩慢加入比表面積為400m2/kg～500m2/kg的鋼渣粉，直至ph達(dá)到11.5～12.5為止；記錄此時(shí)的鋼渣粉加入量，計(jì)算其與氨堿白泥的質(zhì)量比m；

11、步驟三，將氨堿白泥與鋼渣粉按質(zhì)量比1：m的比例混合，采用濕法研磨在球磨機(jī)中共同磨細(xì)至比表面積450m2/kg～550m2/kg，得到改性氨堿白泥。

12、結(jié)合第一方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，述氨堿白泥是利用原鹽、石灰石和焦炭為原料，采用氨堿法生產(chǎn)純堿過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，化學(xué)組分包括caco3?35％～60％，cacl2?5％～15％，caso4?5％～20％，ca(oh)2?2％～12％，mgo2％～12％，sio2?0～10％，其他0～10％，粒徑為0～50μm。

13、結(jié)合第一方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述的礦粉為高爐冶煉生鐵時(shí)，經(jīng)淬冷成粒后得到以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為成分的熔融物，經(jīng)粉磨后得到的粉狀物料，比表面積450～500m2/kg，28d活性≥95％。

14、結(jié)合第一方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述的粉煤灰為從煤燃燒后的煙氣中收捕的細(xì)灰。

15、結(jié)合第一方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述的爐渣為循環(huán)流化床鍋爐燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，粒徑為0～10mm。

16、結(jié)合第一方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述骨料為鋼渣、煤矸石、尾礦中的至少一種；鋼渣、煤矸石、尾礦的粒徑均為2～10mm。

17、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種免燒磚的制備方法，基于所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法確定的組分，所述免燒磚的制備方法包括：

18、步驟一，將礦粉、粉煤灰、改性氨堿白泥、水按質(zhì)量比例放入設(shè)備中進(jìn)行攪拌3min，得到均勻的料漿；

19、步驟二，將爐渣、骨料按質(zhì)量比例加入步驟一所制備的料漿中，攪拌2～5min，得到磚坯濕料；

20、步驟三，將磚坯濕料放入振動(dòng)壓制成型設(shè)備，壓制成型得到成型磚坯；

21、步驟四，將成型磚坯脫模后養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期得到氨堿白泥免燒磚。

22、結(jié)合第二方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，振動(dòng)與壓制同時(shí)進(jìn)行，振動(dòng)時(shí)間3s～5s，保壓時(shí)間5s～8s，振動(dòng)頻率3000hz～3500hz，成型壓力10mpa～15mpa。

23、結(jié)合第二方面，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，步驟四中，脫模時(shí)間為成型后24h～48h，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28d，養(yǎng)護(hù)溫度15℃～25℃，養(yǎng)護(hù)濕度≥80％。

24、本發(fā)明提供的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法及免燒磚的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

25、(1)可以充分發(fā)揮氨堿白泥的理化作用，通過(guò)加入鋼渣對(duì)氨堿白泥進(jìn)行改性，調(diào)節(jié)ph值，使氨堿白泥自身的堿性組分和硫酸鹽組分協(xié)同鋼渣中的cao成分共同作用，可以激發(fā)礦渣、粉煤灰活性，生成提供免燒磚強(qiáng)度的水化產(chǎn)物水化硅酸鈣和水化硅鋁酸鈣；氨堿白泥中的微細(xì)粒碳酸鈣可以起到晶核作用，促進(jìn)水化產(chǎn)物生成；氨堿白泥中的氯鹽可以與礦粉和粉煤灰中的活性物質(zhì)反應(yīng)生成c3a·cacl2·10h2o，對(duì)免燒磚起早強(qiáng)作用，減少免燒磚養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

26、(2)氨堿白泥含水率高，通常需要進(jìn)行烘干處理后才能回收利用，資源化利用成本較高。本發(fā)明通過(guò)對(duì)改性氨堿白泥中含水率與目標(biāo)用水量的計(jì)算，可以充分利用其中的水分，免去烘干或減少烘干流程，同時(shí)節(jié)約水資源。

27、(3)原狀爐渣中的堿性組分可以促進(jìn)礦粉和粉煤灰活性發(fā)揮，同時(shí)可以起到骨料的作用，在加壓成型中傳遞壓力，克服氨堿白泥等較細(xì)混合料所造成的密度不勻、憋氣分層現(xiàn)象。

28、(4)骨料選用尾礦、煤矸石、鋼渣等大宗工業(yè)固廢，實(shí)現(xiàn)100％利用工業(yè)固廢制備免燒磚，提高工業(yè)固廢綜合利用效率。

技術(shù)特征：

1.一種氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述改性氨堿白泥的制備方法包括：

3.如權(quán)利要求2所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述氨堿白泥是利用原鹽、石灰石和焦炭為原料，采用氨堿法生產(chǎn)純堿過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，化學(xué)組分包括caco3?35％～60％，cacl2?5％～15％，caso45％～20％，ca(oh)2?2％～12％，mgo?2％～12％，sio2?0～10％，其他0～10％，粒徑為0～50μm。

4.如權(quán)利要求1所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述的礦粉為高爐冶煉生鐵時(shí)，經(jīng)淬冷成粒后得到以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為成分的熔融物，經(jīng)粉磨后得到的粉狀物料，比表面積450～500m2/kg，28d活性≥95％。

5.如權(quán)利要求1所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述的粉煤灰為從煤燃燒后的煙氣中收捕的細(xì)灰。

6.如權(quán)利要求1所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述的爐渣為循環(huán)流化床鍋爐燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，粒徑為0～10mm。

7.如權(quán)利要求1所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法，其特征在于，所述骨料為鋼渣、煤矸石、尾礦中的至少一種；鋼渣、煤矸石、尾礦的粒徑均為2～10mm。

8.一種免燒磚的制備方法，基于如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的氨堿白泥免燒磚的組分確定方法確定的組分，其特征在于，所述免燒磚的制備方法包括：

9.如權(quán)利要求8所述的免燒磚的制備方法，其特征在于，步驟三中，振動(dòng)與壓制同時(shí)進(jìn)行，振動(dòng)時(shí)間3s～5s，保壓時(shí)間5s～8s，振動(dòng)頻率3000hz～3500hz，成型壓力10mpa～15mpa。

10.如權(quán)利要求8所述的免燒磚的制備方法，其特征在于，步驟四中，脫模時(shí)間為成型后24h～48h，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28d，養(yǎng)護(hù)溫度15℃～25℃，養(yǎng)護(hù)濕度≥80％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種氨堿白泥免燒磚的組分確定方法及免燒磚的制備方法，屬于固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，組分確定方法包括：根據(jù)氨堿白泥pH值，利用鋼渣對(duì)其進(jìn)行改性；測(cè)試改性氨堿白泥含水率ω1；確定改性氨堿白泥與用水量，改性氨堿白泥X＝20/(1?ω1)～40/(1?ω1)份，水Y＝(20?ω1X)～(50?ω1X)；根據(jù)改性氨堿白泥含水率，計(jì)算Y?ω1X。免燒磚制備方法包括：將礦粉、粉煤灰、改性氨堿白泥、水按質(zhì)量比例進(jìn)行攪拌得到料漿；將爐渣、骨料按質(zhì)量比例加入料漿中攪拌，得到磚坯濕料；將磚坯濕料放入振動(dòng)壓制成型設(shè)備，壓制成型得到成型磚坯；將成型磚坯脫模后養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期得到氨堿白泥免燒磚。利用氨堿白泥制備免燒磚，提升了氨堿白泥的利用率，且制備的免燒磚具有良好的機(jī)械性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王春生,付士峰,李建淵,張廣田,張?bào)w良,張艷佳,李志全,劉東基,張彪,于海洋,賈彪,林雙艮,陳麗萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：唐山三友化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14