一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法技术

本发明专利技术涉及一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法，该方法摒弃了现有半干法烧结脱硫灰资源再利用普遍需要氧化法相变预处理的常规路线，另辟蹊径直接将其与其他原料混合浇筑成型。首先将半干法烧结脱硫灰30

【技术实现步骤摘要】
一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法


[0001]本专利技术涉及脱硫灰固废资源再利用及建材
，具体涉及一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法。

技术介绍

[0002]钢铁行业中的二氧化硫主要由烧结球团烟气产生，烧结工序是钢铁工业废气污染物排放的大户。烧结球团烟气产生的二氧化硫占钢铁企业排放总量的70％以上，个别企业甚至达到90％左右。烧结烟气脱硫技术分为干法、半干法和湿法，其中干法效率较低，湿法存在腐蚀和气溶胶问题。相比较而言，半干法较好的避免了上述问题，具有出口烟气满足排放标准、对设备管道无腐蚀等优点，在市场上应用越来越广。此外半干法脱硫工艺还具有投资低、占地小、耗水少、对设备腐蚀小、副产物为干态、无废水产生、工艺简单等一系列其他优点，很好的克服了湿法脱硫工艺存在的问题和不足，近年来半干法脱硫工艺逐渐成为烧结烟气脱硫的主导方向。然而随着半干法烟气脱硫项目的推广，其暴露的问题日益突出，例如脱硫灰的综合利用问题成为了当前关注的热点，逐渐成为制约半干法脱硫工艺发展的主要问题。
[0003]半干法烧结烟气脱硫工艺源于欧美国家，故欧美国家较早地开展了脱硫产物的综合利用研究。根据美国煤燃烧协会(ACAA)对脱硫灰渣的分类统计，美国年产半干法烧结烟气脱硫灰渣约1.25
×
106吨，实际利用率约76％，其中煤矿回填用量占脱硫灰总产生量的60.8％，废物稳定和固化用量占脱硫灰总量的15.2％。据统计，欧洲每年产生的半干法烧结烟气脱硫灰基本实现了全部利用，其中79.2％的脱硫灰用作建筑工业结构回填，8.5％用作土壤修复改良，5.6％替代水泥稳定路基，4.3％用作水泥生产原料，其余的2.4％用在其他工业行业。
[0004]我国科研人员针对半干法烧结烟气脱硫灰的综合利用也开展了一些研究工作，主要包括：
①
将脱硫灰中的CaSO3·
0.5H2O转变为CaSO4后再利用，其中转变方法有高温催化氧化法、稀酸或弱酸浸渍转换法、双氧水氧化转换法等，再利用包括配制胶凝材料、制砖和加气混凝土砌块等；
②
与其它原料混合煅烧制备硫铝酸盐水泥；
③
用作水泥缓凝剂；
④
与其它工业固体废物混合，配制无熟料生态水泥；
⑤
矿山井下充填料；
⑥
淤泥改性；
⑦
用作垃圾填埋场防渗材料等。这些研究大多停留在小型实验阶段，国内半干法脱硫灰只有少量掺加到水泥生产之中，没有持久、规模性的工业利用。目前对半干法烧结烟气脱硫灰的处理仍然主要依靠堆存，不仅占用了大量土地资源并且会对环境造成二次污染，由此产生的管理费和处理费也增加了企业的经济负担。
[0005]半干法烧结脱硫灰的性质不稳定，其中含有大量的亚硫酸钙(CaSO3·
0.5H2O)。亚硫酸钙在水化反应时不仅不能形成强度相，而且对胶凝物质的形成具有抑制作用。有鉴于此，几乎所有的研究思路都是“先将CaSO3·
0.5H2O转化为CaSO4·
0.5H2O，再代替石膏进行利用”。例如中国专利CN103130482A将10％
‑
50％的烧结脱硫灰、10％
‑
35％的粉煤灰、10％
‑
50％的钢渣、10％
‑
35％的高炉渣、8％
‑
10％的石膏分别细磨至300目以上，将脱硫灰与钢渣
混合加水制成10％
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80％的料浆，再加入0.5％
‑
3％的强氧化剂H2O2，接着鼓入空气或者空气与低温废气的混合气体催化氧化脱硫灰中的CaSO3，固液分离、晾干所得渣料再与其它成份混合并加入骨料，最后加压成型、自然养护得到砖或砌块。中国专利CN102515588A将半干法脱硫灰煅烧改性后与建筑垃圾砖粉、矿渣、复合激发剂混合，配制成生态型胶凝材料。中国专利CN103708808A对烧结烟气半干法脱硫灰进行氧化处理，使CaSO3·
0.5H2O转化成CaSO4后再加以利用。中国专利CN102093023A将烧结烟气半干法脱硫灰与生石灰混合后再与废硫酸液反应，使脱硫灰中的CaSO3·
0.5H2O转化成CaSO4后，再将其与粉煤灰、水泥、砂子混合加压成型、养护制得免烧砖成品。中国专利CN106007516A提出在矿渣中加入小于4％的烧结干法脱硫灰，再加入改性剂粉煤灰、氢氧化钙，由此得到的物料粉磨到比表面积小于400m2/kg，可以缩短矿渣粉的凝结时间。中国专利CN103951366A将5％
‑
25％的烧结脱硫灰与30％
‑
50％的钢渣、10％
‑
30％的矿渣微粉、0％
‑
10％的水泥、0％
‑
1％的集料混合、加压成型、养护，制得了植草砖。梁宝瑞等人(环境工程学报.2012，6(04)：1358
‑
1362)首先对脱硫灰进行预处理，再与其它原料混合，最后用蒸压方式制备加气混凝土砖块。
[0006]总结上述涉及半干法烧结脱硫灰资源利用方面的众多现有文献可以发现：(1)半干法烧结脱硫灰中所含的20％
‑
50％CaSO3是影响综合利用的关键，提高其综合利用率的主要技术着力点是氧化其中的CaSO3，氧化的方法主要有H2O2催化氧化、高温煅烧催化氧化、废硫酸反应转化；(2)未进行氧化预处理的半干法烧结脱硫灰如果想要直接利用，因其缓凝作用较强掺加量一般控制在4％以内，且主要用作矿渣微粉的缓凝剂；(3)目前还不涉及利用半干法烧结脱硫灰直接制备轻质节能墙板的问题，特别是在免蒸压养护条件下制备轻质节能墙材的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决现有半干法烧结脱硫灰综合利用过程中普遍存在的需要额外预处理、工艺复杂、掺量小、利用途径少等问题，提供一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法，该方法包括以下步骤：(a)将半干法烧结脱硫灰、熟料粉或水泥、石灰粉、粉煤灰混合均匀，得到无机固体原料；(b)将增强纤维、发泡浆体、减水剂、激发剂加入到无机固体原料中并搅拌均匀，得到浇注料；(c)利用浇注料进行浇注成型，养护后得到轻质节能墙材。
[0008]进一步的，步骤(a)所述无机固体原料按照重量份数计的配方为：半干法烧结脱硫灰30
‑
40份，熟料粉或者水泥10
‑
20份，石灰粉≤10份，粉煤灰30
‑
50份，其中熟料粉或者水泥、石灰粉、粉煤灰的比表面积均≥500kg/m2。
[0009]进一步的，步骤(a)所述半干法烧结脱硫灰的质量百分数组成为：CaSO3·
0.5H2O 15％
‑
50％，优选为19％
‑
21％；CaSO4·
2H2O 5％
‑
30％，优选为20％
‑
22％；Ca(OH)
2 10％
‑
35％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(a)将半干法烧结脱硫灰、熟料粉或水泥、石灰粉、粉煤灰混合均匀，得到无机固体原料；(b)将增强纤维、发泡浆体、减水剂、激发剂加入到无机固体原料中并搅拌均匀，得到浇注料；(c)利用浇注料进行浇注成型，养护后得到轻质节能墙材。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)所述无机固体原料按照重量份数计的配方为：半干法烧结脱硫灰30
‑
40份，熟料粉或者水泥10
‑
20份，石灰粉≤10份，粉煤灰30
‑
50份，其中熟料粉或者水泥、石灰粉、粉煤灰的比表面积均≥500kg/m2。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)所述半干法烧结脱硫灰的质量百分数组成为：CaSO3·
0.5H2O 15％
‑
50％，CaSO4·
2H2O5％
‑
30％，Ca(OH)
2 10％
‑
35％，CaCO
3 1％
‑
25％，其它杂质4％
‑
10％，合计100％。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(a)所述半干法烧结脱硫灰的质量百分数组成为：CaSO3·
0.5H2O 19％
‑
21％，CaSO4·
2H2O20％
‑
22％，Ca(OH)
2 30％
‑
31％，CaCO

【专利技术属性】
技术研发人员：李井成，雷国元，孙庆星，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：