利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，解决目前烧结建筑砌块或烧结砖在制备技术的不足，是一种无需高温烧结窑炉、无需干燥泥料、利用水溶性金属无机盐，4℃～60℃下即可实现交流或者直流电流热效应直接快速烧结制备建筑砌块或烧结砖。与现有烧结砖制备技术相比，该发明专利技术无需高温烧结窑炉、烧结时间短、效率高、硬件投入小、能源利用率高，具有适用面广、工艺简单、节能效果好、成本低的特点。适合于大规模制备建筑砌块或烧结砖，具有广阔的应用前景。

Method of making building blocks by sintering inorganic construction waste or industrial inorganic solid waste

The invention relates to a method for preparing building blocks by sintering inorganic building wastes or industrial inorganic solid wastes, which solves the shortage of the current preparation technology of sintered building blocks or sintered bricks. It is a method that can realize the direct and rapid sintering of AC or DC current thermal effect at 4 \u2103 ~ 60 \u2103 without high temperature sintering furnace, without drying mud and using water-soluble metal inorganic salt Prepare building blocks or sintered bricks. Compared with the existing sintering brick preparation technology, the invention does not need high-temperature sintering furnace, has the advantages of short sintering time, high efficiency, small hardware investment, high energy utilization rate, wide application, simple process, good energy-saving effect and low cost. It is suitable for large-scale preparation of building blocks or sintered bricks, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法
本专利技术属于材料
，涉及一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，具体涉及一种低温下、无需加热炉、以建筑垃圾粉体或工业无机固体废料等无机物粉体为原料，采用电流热效应直接快速烧结制备建筑砌块或烧结砖的方法。
技术介绍
近年来，随着旧城改造、旧楼拆除、基础设施改建，每年产生大量无机固体建筑废弃物、建筑垃圾；同时新建建筑、装修新房也产生大量无机固体建筑垃圾或建筑废料，包括废渣土、弃土、工程泥浆、废混凝土、砖瓦碎块、碎石块、废砂浆、泥浆等等。同时化工、矿山、冶金等工业发展中也大量产生无机工业固体废物，主要包括：冶金高炉废渣如矿渣、炉渣、钢渣、其它金属尾渣等，矿山废渣如采矿矿渣、煤矸石、选矿废石、选洗废渣、各种尾矿，燃料废渣废物如煤渣、煤粉渣、页岩灰等，化工废渣如玻璃废渣、陶瓷废渣、煤化工废渣、造纸废渣、电石渣、碱渣、煤气炉渣、磷渣、盐泥、硼渣等，环境收集物如粉尘、固体灰粉、烟道灰、污泥等。我国建筑垃圾和无机工业废料的年排放量已经超过几十亿吨，对其合理再利用是保护环境、废物资源化再利用、获得经济收益的首选途径。目前有关建筑垃圾和无机工业固体废物资源化利用主要是用其制造建筑砌块或建筑砖，主要是免烧砖和烧结砖。(1)对于建筑垃圾和无机工业固体废物制备免烧砖，主要是现将无机固体废物制成粉体后，再采用水泥或石膏或有机高分子或砂浆水泥掺合料等为粘结剂将其粘合、养护等制成免烧砖、免烧建筑砌块等，其弊端十分明显：一方面免烧砖需要大量消耗水泥或石膏或有机高分子等原料，并且建筑垃圾使用率低，同时使用高分子粘合剂也可带来未来二次建筑垃圾处理难题；另一方面由于产品未经烧成，导致吸水率高(防污性能差)、强度低，属于非瓷质砖，只可用于低附加值的建筑砌块、道路砖、广场砖等，(2)对于建筑垃圾和无机工业固体废物制备烧结建筑砌块或烧结砖，主要是先将建筑垃圾和工业固体废物制成粉体，再放入窑炉内经高温烧制成建筑用烧结砖，如“一种利用建筑垃圾、工业废渣生产新建材的方法”(CN.200310110163.7)、“煤矸石和建筑垃圾空心陶瓷保温板及其制作方法”(CN.201010507514.8)等，这些使用废渣或建筑垃圾的烧结砖在制备过程中均需要将成型且干燥好的砖坯体置于窑炉中高温烧结，存在硬件投入大、烧结时间长、能耗高、能源利用率低、成本高等多种技术缺陷。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，一种无需高温加热窑炉、无需干燥坯料、以无机建筑垃圾或工业无机固体废料等无机物粉体为原料，室温下采用电流热效应直接快速烧结制备建筑砌块或烧结砖的方法。技术方案一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将无机建筑垃圾或工业无机固体废料粉碎为粒径不大于2.0mm的粉体，加入5～50wt％的粘土粉体混合得砖坯粉体原料，称量砖坯粉体原料的总质量；所述粘土粉体的粒径不大于3.0mm；所述无机建筑垃圾或工业无机固体废料中不含有毒的重金属或重金属氧化物，含有化学成分为：SiO2、Al2O3、MgO、CaO、B2O3、P2O5或Fe2O3氧化物的一种或者几种；或者同时含有如下成分中的一种或几种：(1)结晶水或吸附水；(2)低于30wt％的无机碳；(3)低于15wt％的有机物；(4)各种金属复盐或者复杂金属氧化物；(5)含有碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土元素等金属元素的碳酸盐或硝酸盐或硫酸盐或磷酸盐或者有机酸盐；步骤2、水溶性金属无机盐饱和溶液的配制：4～60℃下，将水溶性金属盐的一种或者几种分别溶于水，对于水解产生沉淀的盐，加入盐酸或者硝酸调节pH值，直至溶液澄清，制成一种或者几种水溶性金属盐饱和水溶液；所述金属无机盐的重量占称量砖坯粉体原料重量的比例为0.5wt％～30wt％；步骤3、砖坯泥料的调制与成型：将一种或者几种水溶性金属盐饱和水溶液分别注入砖坯粉体原料中，并加水后搅拌砖坯粉体至均匀，陈化0.2～24小时，然后在4℃～60℃下将砖坯粉体原料晾干至湿度5～25％，制成泥料；将所制湿的泥料放入模具中，施加压力1MPa～50MPa，使得泥料成型，制成湿砖坯；所述水的质量应小于金属氧化物超细粉体总质量的100wt％；步骤4、砖坯的直流或交流电致密化烧结：于4～60℃下，将成型的湿砖坯置于连接有直流电源或者交流电源的两个电极之间，并使得两电极与坯体紧密接触，并通过电极施加并保持机械压力0.1～20MPa，开通电源，调整电源工作状态为恒流模式，调节电流限流值，使得施加在坯体两端的电流强度介于0.5A/cm2～30A/cm2，湿砖坯体在电流下发热烧结，通电0.1min～30min，得到具有致密度的烧结砖；所述电极为平板式电极，材料采用熔点高于1800℃的金属材料或者熔点高于1800℃的合金材料或者石墨材料。所述电极为平板式电极，其中平板电极上均匀分布有微小圆通孔，通孔直径Φ1mm～5mm，通孔分布密度0.5～1个/cm2。所述水溶性金属盐指的是如下3类化合物：碱金属的各种水溶性盐、碱土金属的水溶性盐或过渡金属元素的各种水溶性盐。所述碱金属的水溶性盐：包括碱金属卤化物盐：ACl，A＝Li、Na、K、Rb、Cs；或碱金属硫酸盐：A2SO4，A＝Li、Na、K、Rb、Cs；或碱金属硝酸盐：ANO3，A＝Li、Na、K、Rb、Cs；或碱金属碳酸盐：A2CO3，A＝Li、Na、K、Rb、Cs；或碱金属磷酸盐：A3PO4，A＝Li、Na、K、Rb、Cs；或碱金属的酸式无机盐或者碱金属的碱式无机盐。所述碱土金属的水溶性盐：包括卤化物盐：BX2，B＝Mg、Ca、Sr、Ba；X＝F、Cl、Br、I。所述过渡金属元素的各种水溶性盐：包括铝Al、锌Zn、铁Fe、铜Cu、锰Mn、镍Ni、钴Co、铟In、锡Sn、锑Sb、铋Bi或锆Zr所述过渡金属元素的水溶性卤化物盐、水溶性硫酸盐或水溶性硝酸盐或水溶性磷酸盐。所述水为蒸馏水或自来水。湿砖坯无需模具直接电流烧结，或者置于耐1800℃高温的绝缘模具中烧结。有益效果本专利技术提出的一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，解决目前烧结建筑砌块或烧结砖在制备技术的不足，是一种无需高温烧结窑炉、无需干燥泥料、利用水溶性金属无机盐，4℃～60℃下即可实现交流或者直流电流热效应直接快速烧结制备建筑砌块或烧结砖。与现有烧结砖制备技术相比，该专利技术无需高温烧结窑炉、烧结时间短、效率高、硬件投入小、能源利用率高，具有适用面广、工艺简单、节能效果好、成本低的特点。适合于大规模制备建筑砌块或烧结砖，具有广阔的应用前景。具体实施方式现结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1：10℃下无炉快速烧结制备建筑用砖的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，其特征在于步骤如下：/n步骤1：将无机建筑垃圾或工业无机固体废料粉碎为粒径不大于2.0mm的粉体，加入5～50wt％的粘土粉体混合得砖坯粉体原料，称量砖坯粉体原料的总质量；/n所述粘土粉体的粒径不大于3.0mm；/n所述无机建筑垃圾或工业无机固体废料中不含有毒的重金属或重金属氧化物，含有化学成分为：SiO

【技术特征摘要】
1.一种利用无机建筑垃圾或工业无机固体废料烧结制备建筑砌块的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将无机建筑垃圾或工业无机固体废料粉碎为粒径不大于2.0mm的粉体，加入5～50wt％的粘土粉体混合得砖坯粉体原料，称量砖坯粉体原料的总质量；
所述粘土粉体的粒径不大于3.0mm；
所述无机建筑垃圾或工业无机固体废料中不含有毒的重金属或重金属氧化物，含有化学成分为：SiO2、Al2O3、MgO、CaO、B2O3、P2O5或Fe2O3氧化物的一种或者几种；或者同时含有如下成分中的一种或几种：
(1)结晶水或吸附水；
(2)低于30wt％的无机碳；
(3)低于15wt％的有机物；
(4)各种金属复盐或者复杂金属氧化物；
(5)含有碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土元素等金属元素的碳酸盐或硝酸盐或硫酸盐或磷酸盐或者有机酸盐；
步骤2、水溶性金属无机盐饱和溶液的配制：4～60℃下，将水溶性金属盐的一种或者几种分别溶于水，对于水解产生沉淀的盐，加入盐酸或者硝酸调节pH值，直至溶液澄清，制成一种或者几种水溶性金属盐饱和水溶液；
所述金属无机盐的重量占称量砖坯粉体原料重量的比例为0.5wt％～30wt％；
步骤3、砖坯泥料的调制与成型：将一种或者几种水溶性金属盐饱和水溶液分别注入砖坯粉体原料中，并加水后搅拌砖坯粉体至均匀，陈化0.2～24小时，然后在4℃～60℃下将砖坯粉体原料晾干至湿度5～25％，制成泥料；将所制湿的泥料放入模具中，施加压力1MPa～50MPa，使得泥料成型，制成湿砖坯；
所述水的质量应小于金属氧化物超细粉体总质量的100wt％；
步骤4、砖坯的直流或交流电致密化烧结：
于4～60℃下，将成型的湿砖坯置于连接有直流电源或者交流电源的两个电极之间，并使得两电极与坯体紧密接触，并通过电极施加并保持机械压力0.1～20MPa，开通电源，调整电源工作状态为恒流模式，调节电流限流值，使得施加在坯体两端的电流强度介于0.5A/cm2～30A/cm2，湿砖坯体在电流下发热烧结，通电0.1min～30min，得到具有致密度的烧结砖；
所述电极为平板式电极，材料采用熔点高...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焕勇，黄欢欢，张春辉，王乾，唐琦，罗发，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61