專利名稱：一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及資源回收利用領(lǐng)域，具體涉及廢棄物的處理和再利用。
背景技術(shù)：
土木工程中常用的材料為:混凝土，鋼筋，木材，塑料，玻璃以及其他各種合成材料，都屬于大宗材料，用量非常大，同時(shí)所產(chǎn)生的邊角料以及廢棄物非常多，通常這些材料都被當(dāng)做廢棄物而拋棄，既是資源的浪費(fèi)，又對(duì)人居環(huán)境造成極大破壞。工業(yè)廢物，主要包括以下幾類:高爐礦渣、鋼渣、各種有色金屬渣、鐵合金渣、化鐵爐渣以及各種粉塵、污泥等冶金廢渣；剝離廢石、掘進(jìn)廢石、煤矸石、選礦廢石、選洗廢渣、各種尾礦等在各種礦石、煤的開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的采礦廢渣；煤渣、煙道灰、煤粉渣、頁(yè)巖灰等燃料燃燒后產(chǎn)生的燃料廢渣；硫酸礦燒渣、電石渣、堿渣、煤氣爐渣、磷渣、汞渣、鉻渣、鹽泥、污泥、硼渣、廢塑料以及橡膠碎屑、玻璃廢渣、陶瓷廢渣、造紙廢渣和建筑廢材等化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中排出的化工廢渣。生活廢棄物主要可分為四大類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾處理方法主要有衛(wèi)生填埋和焚燒?？苫厥绽堫?、金屬、塑料、玻璃等，通過(guò)綜合處理回收利用，可以減少污染，節(jié)省資源；有害垃圾包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計(jì)、過(guò)期藥品等，這些垃圾需要特殊安全處理。針對(duì)以上所有廢物，以往采用的方法為消極堆放、焚燒、掩埋，將占用大量城市土地，我國(guó)有2/3以上的城市處于“垃圾山”的包圍之中；淋濾作用和細(xì)菌分解使有害物質(zhì)及致病菌進(jìn)入土壤；通過(guò)浸潰、滲濾作用與細(xì)菌分解作用使有害物質(zhì)進(jìn)入水體，嚴(yán)重?fù)p害水體的質(zhì)量；廢棄物在運(yùn)輸和處理過(guò)程中，能產(chǎn)生有害氣體和粉塵，在自然的分解過(guò)程中將釋放出惡臭和毒氣，造成地區(qū)性空氣污染。土壤、水源和大氣的污染，嚴(yán)重危害人體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為可固化材料的原料添加料，通過(guò)將可固化材料固化，使工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物固定，被固定后的工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為固化后的固化物的一部分被再利用。采用本方法后，首先廢棄物可以作為固化物的一部分被再次利用，其次廢棄物的加入有利于低成本的改善固化物的性能。工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物經(jīng)處理后添加到可固化材料中，所述處理包括預(yù)處理、再處理，所述預(yù)處理是將各種廢棄物進(jìn)行歸類、分揀，所述再處理包括將固體廢棄物粉碎，使其尺寸在37.5mm以下。這樣可以保證固化效果對(duì)于金屬?gòu)U棄物，所述再處理還包括用酸清洗表面銹斑，用環(huán)氧樹脂或聚氨酯浸潤(rùn)表面。所述再處理有利于廢棄物與膠凝材料粘結(jié)性的同時(shí)，也能防止生銹的發(fā)生。
所述可固化材料可以是無(wú)機(jī)膠凝材料。還可以是混入固化劑的樹脂基復(fù)合材料。所述無(wú)機(jī)膠凝材料優(yōu)選是磷酸鎂水泥，所述磷酸鎂水泥中含有氧化鎂、磷酸鹽、硼砂；將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物摻入所述磷酸鎂水泥中，然后通過(guò)加水固化，用來(lái)制作以廢棄物為集料的混凝土。磷酸鎂水泥是一種可迅速凝固的膠凝材料，具有早期強(qiáng)度高，粘結(jié)性能好等性能，膠結(jié)、凝聚能力比較強(qiáng)，對(duì)各種廢棄物的固定有優(yōu)異功能。通過(guò)磷酸鎂水泥固定廢棄物制作的廢棄物混凝土擁有較高強(qiáng)度。而且成型時(shí)可以采用特殊形狀的試模，以成型成特殊形狀的混凝土塊狀再生材料，如假山石，路面板、市政工程中的圍擋結(jié)構(gòu)等。所述磷酸鎂水泥中還可以含有粉煤灰，所述粉煤灰質(zhì)量占磷酸鎂水泥的10-20%。有利于增加廢棄物混凝土的耐久性。所述磷酸鎂水泥中還可以含有纖維素纖維，所述纖維素纖維占磷酸鎂水泥的1-3%。有利于增加廢棄物混凝土的強(qiáng)度。所述磷酸鎂水泥中還可以含有水玻璃，所述水玻璃占磷酸鎂水泥的1_3%。有利于改善廢棄物混凝土的外觀。所述工業(yè)廢棄物包括冶金廢渣、采礦廢渣、燃料廢渣、化工廢渣。所述冶金廢渣包括高爐礦渣、鋼渣、有色金屬渣、鐵合金渣、化鐵爐渣、粉塵、污泥；所述采礦廢渣包括礦山的剝離廢石、掘進(jìn)廢石、煤矸石、選礦廢石、選洗廢渣、各種尾礦；所述燃料廢渣包括煤渣、煙道灰、煤粉渣、頁(yè)巖灰；所述化工廢渣包括硫酸礦燒渣、電石渣、堿渣、煤氣爐渣、磷渣、汞渣、鉻渣、鹽泥、污泥、硼渣、廢塑料、玻璃廢渣、陶瓷廢渣、造紙廢渣、橡膠碎屑。所述建筑廢棄物包括廢棄混凝土、廢棄鋼筋、廢棄木材、廢棄塑料、廢棄玻璃。所述生活廢棄物包括生活垃圾。所述生活垃圾包括紙類、金屬、塑料、玻璃、廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計(jì)、過(guò)期藥品。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面詳細(xì)闡述本發(fā)明。一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為可固化材料的原料添加料，通過(guò)將可固化材料固化，使工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物固定，被固定后的工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為固化后的固化物的一部分被再利用。工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物經(jīng)處理后添加到可固化材料中，處理包括預(yù)處理、再處理，預(yù)處理是將各種廢棄物進(jìn)行歸類、分揀，再處理包括將固體廢棄物粉碎，使其尺寸在37.5mm以下。對(duì)于金屬?gòu)U棄物，再處理還包括用酸清洗表面銹斑，用環(huán)氧樹脂或聚氨酯浸潤(rùn)表面。
可固化材料可以是無(wú)機(jī)膠凝材料。無(wú)機(jī)膠凝材料優(yōu)選是磷酸鎂水泥。磷酸鎂水泥中含有氧化鎂、磷酸鹽、硼砂。將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物摻入磷酸鎂水泥中，然后通過(guò)加水固化，用來(lái)制作廢棄物混凝土。磷酸鹽、硼砂與氧化鎂按質(zhì)量比30-40:10-20:40-50混合。磷酸鹽優(yōu)選為磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨。磷酸鎂水泥中磷酸二氫鉀優(yōu)選為工業(yè)級(jí)，純度為99.8% ;氧化鎂純度優(yōu)選為85%。首先,將磷酸二氫鉀和硼砂分別用干燥設(shè)施干燥處理12h，溫度為50°C;將干燥過(guò)的磷酸二氫鉀和硼砂分別過(guò)150 μ m方孔篩，保證篩余量不超過(guò)10% ;處理過(guò)的磷酸二氫鉀和硼砂于密封、干燥的條件下單獨(dú)存放，各組分按適當(dāng)比例配合即可制備成磷酸鎂水泥。硼砂優(yōu)選為為工業(yè)級(jí)，純度為95%。硼砂為磷酸鎂水泥的常用緩凝劑，硼砂溶解生成的B4072_迅速吸附到MgO顆粒表面，形成一層以B4072_和Mg2+為主的水化產(chǎn)物層，阻礙了MgO的溶解以及K+、PO43-與MgO顆粒的接觸，達(dá)到對(duì)磷酸鎂水泥緩凝的目的。磷酸鹽溶于水顯酸性，氧化鎂溶于水顯堿性，磷酸鎂水泥的水化反應(yīng)是以磷酸鹽和氧化鎂為主的酸堿中和反應(yīng)。當(dāng)磷酸鎂水泥與水拌合后，磷酸鎂水泥中的磷酸鹽首先溶于水中，并將迅速電離生成H+和PO4'使溶液呈弱酸性；在弱酸性條件下，MgO溶解產(chǎn)生Mg2+，溶解和擴(kuò)散到液相中的Mg2+與Κ+、Ρ043_迅速反應(yīng)生成無(wú)定形的鎂-磷酸鉀絡(luò)合物水化凝膠，即磷酸鹽水化產(chǎn)物MgKPO4.6H20。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)物逐漸結(jié)晶析出。由于體系中氧化鎂過(guò)剩，析出的產(chǎn)物就覆蓋在氧化鎂表面，形成一層水化產(chǎn)物膜將氧化鎂粒子緊密地連結(jié)成一體。隨著反應(yīng)的繼續(xù)，溶液中的K+和PO43-逐步透過(guò)水化產(chǎn)物膜滲透到MgO顆粒表面，形成較多的水化產(chǎn)物，結(jié)晶產(chǎn)生體積膨脹導(dǎo)致水化產(chǎn)物膜破裂。使MgO又暴露于酸性溶液中，水化反應(yīng)速度重新加快，生成大量的水化產(chǎn)物。隨著水化物的不斷增多，相互之間接觸和連生使得磷酸鎂水泥漿體成為一個(gè)以MgO顆粒為框架、以磷酸鹽水化物為主要粘結(jié)料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)，從而使磷酸鎂水泥硬化為有很高力學(xué)性能的硬化體。磷酸鎂水泥中還可以含有粉煤灰，粉煤灰質(zhì)量占磷酸鎂水泥的10-20%，粉煤灰能夠增強(qiáng)密實(shí)度。磷酸鎂水泥中還可以纖維素纖維，纖維素纖維占磷酸鎂水泥的1_3%，纖維素纖維能夠增加強(qiáng)度。磷酸鎂水泥中還可以水玻璃，水玻璃占磷酸鎂水泥的1-3%，水玻璃能夠改善外觀。磷酸鎂水泥中還可以含有硅溶膠，磷酸鎂水泥所兌水的質(zhì)量與硅溶膠的質(zhì)量比為
0.25-0.45。具體根據(jù)廢棄物的表面狀況和含水率確定。建筑廢棄物，指土木工程中廢料、或邊角料，包括混凝土，鋼筋，木材，塑料，玻璃以及其他各種合成材料。工業(yè)廢物，即工業(yè)固體廢棄物，是指工礦企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中排放出來(lái)的各種廢渣、粉塵及其他廢物等，其消極堆放將占用土地，污染土壤、水源和大氣，影響作物生長(zhǎng)，危害人體健康。工業(yè)廢物主要包括:( I)冶金廢潘，指在各種金屬冶煉過(guò)程中或冶煉后排出的所有殘潘廢物。如聞爐礦渣、鋼渣、各種有色金屬渣、鐵合金渣、化鐵爐渣以及各種粉塵、污泥等。(2)采礦廢渣，在各種礦石、煤的開(kāi)采過(guò)程中，產(chǎn)生的礦渣的數(shù)量極其龐大，包括的范圍很廣，有礦山的剝離廢石、掘進(jìn)廢石、煤矸石、選礦廢石、選洗廢渣、各種尾礦等。(3)燃料廢渣，燃料燃燒后所產(chǎn)生的廢物，主要有煤渣、煙道灰、煤粉渣、頁(yè)巖灰等。
(4)化工廢渣，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中排出的工業(yè)廢渣，主要包括硫酸礦燒渣、電石渣、堿渣、煤氣爐渣、磷渣、汞渣、鉻渣、鹽泥、污泥、硼渣、廢塑料以及橡膠碎屑等。在工業(yè)固體廢物中，還包括有玻璃廢渣、陶瓷廢渣、造紙廢渣和建筑廢材等。生活廢棄物，日程生活中所產(chǎn)生的垃圾一般可分為四大類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾處理方法主要有衛(wèi)生填埋和焚燒。可回收垃圾包括紙類、金屬、塑料、玻璃等，通過(guò)綜合處理回收利用，可以減少污染，節(jié)省資源；有害垃圾包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計(jì)、過(guò)期藥品等，這些垃圾需要特殊安全處理。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為可固化材料的原料添加料，通過(guò)將可固化材料固化，使工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物固定，被固定后的工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為固化后的固化物的一部分被再利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物經(jīng)處理后添加到可固化材料中，所述處理包括預(yù)處理、再處理，所述預(yù)處理是將各種廢棄物進(jìn)行歸類、分揀，所述再處理包括將固體廢棄物粉碎，使其尺寸在37.5mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，對(duì)于金屬?gòu)U棄物，所述再處理還包括用酸清洗表面銹斑，用環(huán)氧樹脂或聚氨酯浸潤(rùn)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述可固化材料是無(wú)機(jī)膠凝材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)膠凝材料是磷酸鎂水泥，所述磷酸鎂水泥中含有氧化鎂、磷酸鹽、硼砂； 將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物摻入所述磷酸鎂水泥中，然后通過(guò)加水固化，用來(lái)制作廢棄物混凝土。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述磷酸鎂水泥中還含有粉煤灰，所述粉煤灰質(zhì)量占磷酸鎂水泥的10-20% ； 所述磷酸鎂水泥中還含有纖維素纖維，所述纖維素纖維占磷酸鎂水泥的1-3% ； 所述磷酸鎂水泥中還含有水玻璃，所述水玻璃占磷酸鎂水泥的1_3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述工業(yè)廢棄物包括冶金廢渣、采礦廢渣、燃料廢渣、化工廢渣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述冶金廢渣包括高爐礦渣、鋼渣、有色金屬渣、鐵合金渣、化鐵爐渣、粉塵、污泥； 所述采礦廢渣包括礦山的剝離廢石、掘進(jìn)廢石、煤矸石、選礦廢石、選洗廢渣、各種尾礦； 所述燃料廢渣包括煤渣、煙道灰、煤粉渣、頁(yè)巖灰； 所述化工廢渣包括硫酸礦燒渣、電石渣、堿渣、煤氣爐渣、磷渣、汞渣、鉻渣、鹽泥、污泥、硼渣、廢塑料、玻璃廢渣、陶瓷廢渣、造紙廢渣、橡膠碎屑。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述建筑廢棄物包括廢棄混凝土、廢棄鋼筋、廢棄木材、廢棄塑料、廢棄玻璃。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，其特征在于，所述生活廢棄物包括生活垃圾； 所述生活垃圾包括紙類、金屬、塑料、玻璃、廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計(jì)、過(guò)期藥品O
全文摘要
本發(fā)明涉及廢棄物的處理和再利用。一種工業(yè)、建筑、生活廢棄物的處理和再利用方法，將工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為可固化材料的原料添加料，通過(guò)將可固化材料固化，使工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物固定，被固定后的工業(yè)廢棄物、建筑廢棄物、生活廢棄物作為固化后的固化物的一部分被再利用。采用本方法后，首先廢棄物可以作為固化物的一部分被再次利用，其次廢棄物的加入有利于低成本的改善固化物的性能。
文檔編號(hào)B09B5/00GK103143548SQ20131006060
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者郭偉民, 曹勇, 黎棟, 侯實(shí) 申請(qǐng)人:上海建為建筑修繕工程有限公司