一种可循环使用的镉吸附瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法技术

本发明专利技术专利涉及固废利用和环境保护领域，公开一种可循环使用的镉吸附瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法，本发明专利技术以固体废弃物陶瓷抛光粉为主要原料，采用焙烧预处理、微波加热预养护工艺，制备具有高强度和高吸附性能的泡沫混凝土砌块，将一定比例的焙烧瓷粉、石膏、石英砂、石灰和水混合，进而加入铝粉发泡剂和增强剂，通过微波加热预养护处理后进行浇筑、抛磨、切割、养护制成瓷粉泡沫混凝土，本发明专利技术专利为解决陶瓷废料堆积提供解决方案，同时制备的镉吸附砌块具有强度高、易回收、可循环利用特点。

【技术实现步骤摘要】
一种可循环使用的镉吸附瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法
本专利技术涉及一种可用循环使用的镉吸附瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法，属于固体废弃物处理处置及环保交叉领域，主要涉及废弃陶瓷废料减量化和资源化技术。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和居民生活水平提高，陶瓷产品需求量与日俱增。由于陶瓷产品在制备过程需要反复抛光、打磨，因而产生大量陶瓷抛光废料，即瓷粉。据统计，我国每年瓷粉废料在200万吨以上。瓷粉粒度小，容易随风分散，因而造成严重的空气和土壤污染，而大量瓷粉堆积容易造成土地占用和地下水污染。为此，有必要针对瓷粉进行合理处置。瓷粉堆积一方面带来了环境污染，另一方面也造成了资源浪费。采用固废建材化处理技术，可以实现固废的高效减容减量。制备泡沫混凝土可以广泛吸纳矿渣、粉煤灰等固废材料，但传统泡沫混凝土制备过程水泥用量大，蒸压养护要求条件苛刻，进而增加企业成本高。但产品普遍强度低，可靠性差。同时功能单一，附加值不高，推广难度大，逐渐成为制约行业发展和企业生存的关键。值得注意的是，长期以来我国矿产资源开采及利用过程对土壤和污水造成大量污染，以土壤为例，全国土壤总超标率为16.1％。金属镉污染为土壤重金属污染首位。传统吸附剂多以粉末为主(活性炭、腐殖土、泥炭等)，使用时将粉末吸附剂直接喷洒在土壤中，无法对其进行实现循环利用，造成吸附剂资源浪费、成本提高。因此，为了实现瓷粉废料的回收利用及重金属镉污染治理。本专利提出一种可循环使用的镉吸附瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法。既可以实现瓷粉固废的多用途利用，又可以实现以废治废的环保目的。瓷粉中含有大量碱性氧化物、碱性盐，通过焙烧预处理可以实现碱性盐裂解形成金属氧化物；通过使用起泡剂和增强剂，制备出泡沫孔隙。以焙烧瓷粉为主要原料，发挥瓷粉的微集料与填充作用，与石灰、石膏和石英砂发生水化反应，形成联通孔隙间的支撑结构；预养护过程借助微波穿透性和携带热量高的特点，进行微波加热预处理泡沫混凝土，提高瓷粉泡沫混凝土内部材料的水化反应效率及泡沫破碎比例有效提高整个瓷粉泡沫混凝土的强度、孔隙率和比表面积；高强度的砌块材料保证了吸附过程可以重复利用，保持形状完整，避免造成破损及吸附性能降低。高孔隙率和比表面积有利于为碱性物质提供活性反应位，提高反应环境酸碱度，实现金属的沉淀，以及部分重金属的络合反应从而固定下来。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对瓷粉泡沫混凝土制备及其对镉循环吸附性能进行研究，针对固废瓷粉而开发的高效和经济的处置方法。为实现上述目的，本专利技术以瓷粉为主要原料，复合石灰、石膏、水，进行瓷粉泡沫混凝土制备，其特征在于该方法按如下步骤进行：(1)瓷粉在一定温度和一定时间条件下进行焙烧预处理；(2)将一定比例焙烧瓷粉、石膏、石英砂、石灰和水混合，快速搅拌均匀制成瓷粉原浆备用；(3)将一定比例的铝粉发泡剂和增强剂二甘醇、糖稀放入瓷粉原浆内，搅拌发泡；(4)将上述浆体注入模具中，在微波加热器作用下，进行一定温度和时间的预养护处理；(5)将预养护试件进行脱模、抛磨、切割处理；本专利技术方法，步骤1所述瓷粉为建筑陶瓷生产过程产生的废泥浆，通过沉淀、脱水形成的废渣，粒度＜0.18mm。瓷粉首先在650～800℃条件下进行焙烧预处理，焙烧时间为0.3～1h；本专利技术方法，步骤2所述所述瓷粉原浆中瓷粉、石膏、石英砂、石灰比例为70～80％、10～20％、0～10％、0～10％，水固比为0.4～0.6。本专利技术方法，步骤3所述铝粉发泡剂的添加量为上述固体原料总质量的2～6‰，增强剂二甘醇和糖稀的添加量为上述固体原料总质量的2～6‰。本专利技术方法，步骤4所述预养护的条件为微波反应器的温度为75～90℃，加热时间为0.5～1.2小时。本专利技术方法，步骤5所述预养护泡沫混凝土切割后尺寸为边长为0.05～0.3m的正方体砌块。本专利技术的有益效果在于：(1)瓷粉掺量＞70％，实现对堆积瓷粉的有效减量化、资源化和无害化处置，降低固废堆积造成的空气、土壤、水污染问题；(2)通过焙烧预处理瓷粉原料，提高焙烧瓷粉中碱性氧化物含量，提高砌块酸碱度，促进砌块内重金属的沉淀和络合反应，有利于降低环境中镉含量；(3)借助微波穿透性和携带热量高的特点，进行微波加热预养护处理泡沫混凝土，提高瓷粉泡沫混凝土内部材料的水化反应效率及泡沫破碎比例，有效提高整个瓷粉泡沫混凝土孔隙率(＞70％)，增强碱金属的活性吸附位。(4)原料无水泥，使用自然养护制度。生产工艺简单、材料成本低。同时，通过合理配比、微波预养护制度实现，抗压强度＞3.5MPa，保证了砌块多次使用不损坏。总之，本专利技术针对陶瓷企业抛光瓷粉堆积和镉金属污染问题，提出一种可循环使用的镉吸附瓷粉泡沫混凝土制备方法，具有制备简单、重金属去除率高、强度高、可循环使用特点。具体实施方式实施例1按照瓷粉650℃焙烧0.5h，焙烧后的瓷粉与石膏、石英砂、石灰按照质量份数为70％、10％、10％、10％混合，水固比0.5。发泡阶段铝粉添加量为固体原料总质量的2‰，二甘醇和糖稀的添加量为固体原料总质量的2‰。微波加热氧化温度为75℃、时间0.5h。制备样品两块，测试砌块28天平均抗压强度、镉吸附效率。吸附实验完成，使用40℃、5h进行再生处理，继续进行抗压强度和镉吸附实验，实验结果见表1。实施例2按照瓷粉700焙烧0.75h，焙烧瓷粉、石膏、石英砂、石灰75％、15％、5％、5％混合，水固比0.5。发泡阶段铝粉添加量为固体原料总质量的4‰，二甘醇和糖稀的添加量为固体原料总质量的4‰。微波加热氧化温度为80℃、时间0.8h。每个实施案例制备样品两块，测试砌块28天平均抗压强度、镉吸附效率。吸附实验完成，使用40℃、5h进行再生处理，继续进行抗压强度和镉吸附实验，实验结果见表1。实施例3按照瓷粉750℃焙烧1h，焙烧瓷粉、石膏、石英砂、石灰80％、10％、0％、5％混合，水固比0.5。发泡阶段铝粉添加量为原料总量6‰，二甘醇和糖稀的添加量为原料总量6‰。微波加热氧化温度为85℃、时间1.1h。每个实施案例制备样品两块，测试砌块28天平均抗压强度、镉吸附效率。吸附实验完成，使用40℃、5h进行再生处理，继续进行抗压强度和镉吸附实验，实验结果见表1。表1由表1实验结果可知，本专利技术所述的用于金属镉吸附的瓷粉泡沫混凝土砌块，其初次抗压强度＞3.6MPa，经过20次循环使用及再生后其强度基本不发生改变，具有良好抗损伤性能，可以在污水、污染土壤内多次的填埋使用及取出再生，达到以往修复材料所不具备的循环使用效果；分析改砌块的孔隙率可知，该吸附材料具有较高的孔隙率，提高物理吸附性能和金属反应活性位，初次样品孔隙率为76.4％～82.9％。使用10次后由于部分碱性物质对重金属的沉淀与络合作用，有所下降。第20次循环孔隙率达70.9％～77.1％。仍具有较高的孔隙率；分析砌块的吸附效果可知，初次使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于镉吸附的瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法，其特征在于：/n(1)瓷粉在一定温度和一定时间条件下进行焙烧预处理；/n(2)将一定比例焙烧瓷粉、石膏、石英砂、石灰和水混合，快速搅拌均匀制成瓷粉原浆备用；/n(3)将一定比例的铝粉发泡剂和增强剂二甘醇、糖稀放入瓷粉原浆内，搅拌发泡；/n(4)将上述浆体注入模具中，在微波加热器作用下，进行一定温度和时间的预养护处理；/n(5)将预养护试件进行脱模、抛磨、切割处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于镉吸附的瓷粉泡沫混凝土砌块制备方法，其特征在于：
(1)瓷粉在一定温度和一定时间条件下进行焙烧预处理；
(2)将一定比例焙烧瓷粉、石膏、石英砂、石灰和水混合，快速搅拌均匀制成瓷粉原浆备用；
(3)将一定比例的铝粉发泡剂和增强剂二甘醇、糖稀放入瓷粉原浆内，搅拌发泡；
(4)将上述浆体注入模具中，在微波加热器作用下，进行一定温度和时间的预养护处理；
(5)将预养护试件进行脱模、抛磨、切割处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述瓷粉为建筑陶瓷生产过程产生的废泥浆通过沉淀、脱水形成，粒度＜0.18mm，所述瓷粉在650～800℃条件下进行焙烧预处理，焙烧时间为0.3～1h。

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【专利技术属性】
技术研发人员：韩向阳，张鹏，宋强，鲍玖文，
申请(专利权)人：山东铭城环保新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37