【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体废物回收，具体涉及一种固废基烧结砖及其制备方法。
技术介绍
1、工业生产中往往会产生大量工业固体废弃物，如制铝工业提取氧化铝时排出赤泥、矿产开采和高炉炼铁产出矿渣、矿粉等。这些固体废弃物若直接填埋、焚烧或以其他方式排放到自然环境中，不仅会造成资源的浪费，更有危害自然环境的隐患。因此如何大量消耗这些固体废弃物是一项重要的研究课题。
2、现有技术中，消耗固体废弃物的主要方法之一是将其利用于建筑工程中以替代或部分替代传统建筑材料，可在减少固体废弃物排放对环境破坏的同时节约原有建材，进而减少对天然资源的开采，进一步减轻环境负担。砖类建材是现有固体废弃物资源化利用的理想应用方向，其中固废基烧结砖是以粉煤灰、赤泥、矿粉等工业废弃物为主料、搭配水泥、缓凝剂、烧结助剂等辅料生产出的一种砖类材料，与传统砖块相比，由于生产过程经过了高温烧结，可减少二氧化碳的排放，且烧结砖结构较为紧实、强度和耐久度高，可满足各种使用需求。
3、然而，现有的烧结砖生产工艺中，为提升强度，原料里碱激发剂的用量普遍较大，而赤泥等主料本身即为碱性材料，加入大量碱激发剂后更会提升制得烧结砖中碱性物质的含量，因此现有的固废基烧结砖极易在使用过程中产生泛碱现象，影响砖体的内部结构和外观，严重情况下甚至会导致烧结砖结构松散、表面剥落，使用寿命短。
技术实现思路
1、针对现有技术使用固体废弃物生产烧结砖易因碱激发剂用量大导致使用过程中泛碱的技术问题，本专利技术提供一种固废基烧结砖及其制备方法，以
2、第一方面，本专利技术提供一种固废基烧结砖，包括以下重量份数的原料：
3、固体废弃物100份，烧结助剂0.5-1份，纳米微硅粉5-10份，液体水玻璃10-20份，水10-20份；固体废弃物包括赤泥0-50份，矿粉50-100份。
4、其中，纳米微硅粉作为预分散载体，在固废基烧结砖中可形成晶核结构，显著提高固废基烧结砖的耐久性，可通过调控纳微硅粉的添加量调节固废基烧结砖的强度，适应不同施工需要，并有效降低养护成本。
5、进一步的，烧结助剂为纳米氧化铝，或纳米氧化铝与滑石粉和/或云母粉的组合，使用纳米氧化铝作为烧结助剂的成分之一，可对烧结体系起到明显的促进烧结作用，加速烧结过程，并可以在保证烧结砖强度的前提下降低烧结温度。
6、进一步的，矿粉为s105级矿粉，主要成分包括二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁。
7、进一步的，纳米微硅粉的粒径为20-200nm。
8、进一步的，液体水玻璃的模数为1.0-2.5。
9、第二方面，本专利技术提供一种上述固废基烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
10、（1）将固体废弃物与烧结助剂混匀，得到预混干料；
11、（2）将纳米微硅粉、液体水玻璃与水混合、搅拌，得到碱激发增强剂；
12、（3）将碱激发增强剂加入至预混干料中，搅拌混合，得到胶凝材料；
13、（4）将胶凝材料放入模具中，振动成型，得到砖生坯；
14、（5）将砖生坯烘干，得到干燥坯体。
15、（6）将干燥坯体间隔均匀摆放在高温炉内进行焙烧，焙烧结束后随炉冷却或直接取出，得到固废基烧结砖。
16、固废基烧结砖制备过程中的反应原理为：
17、碱激发增强剂与预混干料混合后，水玻璃溶出赤泥和/或矿粉表面的si和al离子，并在后续振动成型、烘干、焙烧过程中聚合、脱水、硬化，形成“si-o-al”的短程有序、长程无需的三维结构，进而构成包含[sio4](硅氧四面体)和[alo4](铝氧四面体)结构、具有准晶态特征的三维网络凝胶体材料，为固废基烧结砖提供高强度和高耐久度。
18、涉及的反应方程式包括：
19、sio2+oh-+h2o→[h3sio4]-；
20、alo2+oh-+h2o→[h3alo4]2-；
21、alo2+oh-+h2o→[al(oh)6]3-；
22、ca2++[h3sio4]-+[h3alo4]2-→c(a)-s-h（水化硅酸钙凝胶和/或水化硅铝酸钙凝胶）；
23、na++[h3sio4]-+[h3alo4]2-→n-a-s-h（水化硅铝酸钠凝胶）。
24、进一步的，步骤（1）的具体操作为将赤泥、矿粉与烧结助剂加入混合釜后以1800-2000r/min搅拌2-10min；步骤（3）的具体操作为将碱激发增强剂加入预混干料中后以1200-1500r/min搅拌2-10min。
25、进一步的，步骤（5）的烘干温度为80-120℃，烘干时间为12-24h；步骤（6）的焙烧温度为1000-1100℃，焙烧过程中的升温速率为5-20℃/min，保温时间为2-6h。
26、本专利技术的有益效果在于：
27、1. 本专利技术使用赤泥、矿粉等固体废弃物作为固废基烧结砖的主料，固体废弃物在原料中的占比大、利用率高，可消耗大量固体废弃物，使固体废弃物得到良好的资源化利用。
28、2. 本专利技术中液体水玻璃的用量小，制得的固废基烧结砖在使用过程中不会产生明显的泛碱、分层现象，不会破坏固废基烧结砖的美观度，使用寿命长。
29、3. 本专利技术使用含纳米氧化铝的烧结助剂作为辅料，可对烧结体系产生显著的促进烧结作用，加速烧结过程、降低烧结温度，降低固废基烧结砖的生产能耗，进一步提升资源利用率。
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1.一种固废基烧结砖，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，烧结助剂为纳米氧化铝，或纳米氧化铝与滑石粉和/或云母粉的组合。
3.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，纳米微硅粉的粒径为20-200nm。
4.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，矿粉为S105级矿粉，主要成分包括二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁。
5.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，液体水玻璃的模数为1.0-2.5。
6.一种如权利要求1所述的固废基烧结砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体操作为将固体废弃物与纳米微硅粉、烧结助剂加入混合釜后以1800-2000r/min搅拌2-10min；步骤（3）的具体操作为将碱激发增强剂加入预混干料中后以1200-1500r/min搅拌2-10min。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）的烘干温度为80-120℃，烘干时间
...【技术特征摘要】
1.一种固废基烧结砖，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，烧结助剂为纳米氧化铝，或纳米氧化铝与滑石粉和/或云母粉的组合。
3.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，纳米微硅粉的粒径为20-200nm。
4.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，矿粉为s105级矿粉，主要成分包括二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁。
5.如权利要求1所述的固废基烧结砖，其特征在于，液体水玻璃的模数为1.0-2.5。
6.一种如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚晨光，王文寿，赵晓帅，尹强，徐勇，窦尧，刘峰，谢宁，张云，
申请(专利权)人：山东齐王耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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