專利名稱：一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用造紙廢水及生產(chǎn)硼砂、硼酸后的廢硼渣等為原料制備的建筑用多孔磚、空心磚及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人類社會的發(fā)展，紙張在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但中國是個森林資源匱乏的國家，所以目前造紙業(yè)的主要原料來自于麥稻秸稈、蘆葦、蔗渣、霸王草等；在自制漿中非木漿占有56.8％，其中禾草制漿就占自制漿總量的45.0％。在造紙制漿過程中，會產(chǎn)生大量黑液，黑液中含有大量植物原料物質(zhì)和化學(xué)藥劑，其中木質(zhì)素磺酸鈉使廢水的色度及有機(jī)物濃度過高，硅酸鈉使廢水黏度增高、懸浮物多，直接排放，不僅浪費了有限的水資源，而且還給環(huán)境帶來了嚴(yán)重污染，破壞了環(huán)境的生態(tài)平衡；同時還給動植物的生長及人們的生活造成了極大的危害。為了保護(hù)環(huán)境，保障人們的生活和身體健康，近些年污水處理已引起人們的高度重視，造紙廢水是工業(yè)污水中一種排放量較大的污水源；目前處理此類廢水，較常見的有濃縮燃燒法，黑液蒸發(fā)、燃燒、茍化回收堿等。但這些方法都投資大，運行費用高，而且燃燒過程產(chǎn)生的廢氣、廢渣帶來二次污染，故難以推廣。
硼礦是一種用途廣泛的化工原料礦物。它主要用于生產(chǎn)硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、醫(yī)藥、搪瓷、油漆、日用化工、農(nóng)業(yè)以及國防尖端工業(yè)等部門都是不可缺少的。硼酸主要用于玻璃制造工業(yè)；在搪瓷、陶瓷工業(yè)中用以增強(qiáng)制品的光澤和堅牢度；在鋼鐵工業(yè)中摻入硼制成的硼鋼具有較高的硬度和良好的軋延性，可代替鎳鋼；在醫(yī)藥上作殺菌劑。此外，作木材防腐劑；農(nóng)業(yè)上作硼肥；還在金屬焊接、皮革制造、電容器、電鍍、化妝品等制造方面有廣泛用途。硼酸是制造各種硼化合物的主要原料。硼砂的用途很廣，可用做洗衣粉和肥皂的填料，也是制造光學(xué)玻璃、琺瑯和瓷釉的原料，也可制造人造寶石、焊藥等。硼砂也常用作金屬除銹劑，在農(nóng)業(yè)上，硼砂可充當(dāng)硼肥。硼的化合物硼烷還可作為高能火箭燃料。因此，硼資源的開發(fā)、利用，對于現(xiàn)代工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，具有越來越重要的作用。
世界上含硼礦物很多，根據(jù)含硼礦物的化學(xué)組成，可將其分為三類硼硅酸鹽礦物、硼鋁硅酸鹽礦物和硼酸鹽礦物。目前，作為硼工業(yè)原料的主要是第三類——硼酸鹽礦物。這類礦物有100多種，但作為工業(yè)硼資源開發(fā)利用的僅有10余種，如硼鎂石、天然硼砂、遂安石、硬硼鈣石、天然硼酸、鈉硼解石、柱硼鎂石等。
在我國主要是用硼鎂礦生產(chǎn)硼砂、硼酸，其生產(chǎn)過程中排出大量堿性廢渣。每一個硼砂生產(chǎn)廠，都面臨著廢渣處理問題。每噸產(chǎn)品約排除3-4噸廢渣。這種廢礦渣含大量鎂，以堿式碳酸鎂(3MgCO3.Mg(OH)2.nH2O)、氧化鎂等形式存在。見《硼鎂礦制取硼砂P-99》其含量以氧化鎂計，一般為35-45％。到目前，這種廢棄物仍未得到有效利用，一般都被運往廠外倒掉，或填坑、填路，或挖坑掩埋，結(jié)果占用土地、污染環(huán)境。這樣不但給環(huán)境造成很大的污染，而且對資源也是一種浪費；同時由于運輸量加大而增加了工廠負(fù)擔(dān)，截止目前國內(nèi)外均無較好的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)今造紙廠廢水及硼砂、硼酸生產(chǎn)廠廢渣問題，申請人根據(jù)多年實踐經(jīng)驗，經(jīng)過查閱大量文獻(xiàn)資料和無數(shù)次試驗，研制出用造紙廢水和廢硼渣等為原料制備的建筑用多孔磚、空心磚及制備方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種用造紙廢水和廢硼渣制備建筑用多孔磚、空心磚及制備方法，以降低企業(yè)成本、減少污染，造福社會。
本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣制備的多孔磚、空心磚，其組分為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量；3)、廢硼渣50-70重量份，優(yōu)選60重量份；4)、頁巖30-50重量份，優(yōu)選40重量份；5)、鐵礦廢渣1-3重量份，優(yōu)選2重量份；上述3)、4)、5)中各種固體物料的顆粒粉碎至磚用級粉，顆粒小于1毫米。
本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣為原料制備的建筑用多孔磚、空心磚的制備方法，其步驟為1)、將廢硼渣、頁巖和鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到4-6；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣50-70重量份，優(yōu)選為60重量份；頁巖30-50重量份，優(yōu)選為40重量份；鐵礦廢渣1-3重量份，優(yōu)選為2重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⒒靹颍?)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)48-96小時陳化后，優(yōu)選為72小時，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；5)、真空擠壓成含廢液為15-25％的空心泥條，優(yōu)選為20％，壓力為15-25kg/cm2，優(yōu)選為20kg/cm2，真空度為0.05-0.15Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為90-110℃，時間為36-72小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)?，常溫?00℃，升溫時間為12-24小時；600-1150℃升溫8-10小時，在1150℃維持12-18小時，優(yōu)選15小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻即可。
本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的造紙廢水，主要是指亞胺造紙、堿法造紙廠及廢紙造紙的廢水；所述的廢硼渣主要為生產(chǎn)硼砂、硼酸后的堿性廢棄物；所述的廢鹽酸液取自鋼廠的廢棄物；所述的頁巖可為黑色頁巖、碳質(zhì)頁巖、油頁巖、硅質(zhì)頁巖或鐵質(zhì)頁巖等，在我國分布廣泛，且儲量巨大；所述鐵礦廢渣屬鋼鐵廠的廢料，成本低廉，來源廣泛；所述燒結(jié)，可采用已知的輪窯或隧道窯等常規(guī)的燒磚方法；本發(fā)明中所用設(shè)備均為制磚廠常用設(shè)備，只是存儲及進(jìn)行反應(yīng)時的儲液槽為防腐型，可為水泥等制作的反應(yīng)槽、罐等。
本發(fā)明中所用各種原料基本屬于工廠廢棄物，既解決了廢物的處理問題，又有了產(chǎn)品原料來源；即避免了環(huán)境污染，又降低了生產(chǎn)成本；且由于造紙廢水中含有木質(zhì)素磺酸鈉及大量植物原料和化學(xué)藥劑等，與廢鹽酸中含有30％以上的氯化亞鐵和一定數(shù)量的鹽酸進(jìn)行酸化后，再與堿性廢硼渣中的20-40％堿式碳酸鎂(3MgCO3.Mg(OH)2.nH2O)、MgO，部分SiO2、Na2O、Al2O3和B2O3、頁巖、鐵礦廢渣進(jìn)行混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后，形成復(fù)雜的三價氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氯化鎂、氧化鋁、氧化硅、偏高嶺石、尖晶石型的結(jié)構(gòu)物等混合物，這些復(fù)雜氧化物的混合體，使磚體更加致密，抗壓強(qiáng)度更高，抗折性能更好等，具有其它普通粘土磚無法比擬的優(yōu)點。
同時，由于磚體里面混有內(nèi)燃物木質(zhì)素磺酸鈉、大量植物原料、氧化鎂等助燃，使得本發(fā)明制造的磚在燒結(jié)過程中，還具有其它優(yōu)點①既節(jié)能降耗，又減少環(huán)境污染；②可加快輪窯、隧道窯焙燒速度，加速輪窯、隧道窯周轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)量和質(zhì)量；③縮短坯體干燥周期，減輕空心磚容重，減小導(dǎo)熱系數(shù)和熱損失，提高隔熱保溫能力；④減輕燒火工的勞動強(qiáng)度和煤灰污染，改善出窯作業(yè)條件。
具體實施例方式
下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚，其組成為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量；3)、廢硼渣50重量份；4)、頁巖50重量份；5)、鐵礦廢渣1重量份；上述3)、4)、5)中各種固體物料的顆粒粉碎至磚用級粉，顆粒小于1毫米。
制備方法1)、將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到4；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣50重量份；頁巖50重量份；鐵礦廢渣1重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、混勻?)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)48小時陳化后，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；
5)、真空擠壓成含廢液為25％的空心泥條，壓力為15kg/cm2，真空度為0.15Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為90℃，時間為72小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)疲刂?00℃，升溫12小時；600-1150℃升溫8小時，在1150℃維持12小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻，即可。
實施例2本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚，組成為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量；3)、廢硼渣70重量份；4)、頁巖30重量份；5)、鐵礦廢渣3重量份；上述3)、4)、5)中各種固體物料的顆粒粉碎至磚用級粉，顆粒小于1毫米。
制備方法1)、將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到6；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣70重量份；頁巖30重量份；鐵礦廢渣3重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、混勻?)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)96小時陳化后，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；5)、真空擠壓成含廢液為15％的空心泥條，壓力為25kg/cm2，真空度為0.05Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為110℃，時間為36小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)?，常溫?00℃，升溫24小時；600-1150℃升溫10小時，在1150℃維持18小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻，即可。
實施例3本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚，組成為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量3)、廢硼渣60重量份；4)、頁巖40重量份；5)、鐵礦廢渣2重量份；上述3)、4)、5)中各種固體物料的顆粒粉碎至磚用級粉，顆粒小于1毫米。
制備方法1)、將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到5；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣為60重量份；頁巖40重量份；鐵礦廢渣2重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、混勻?)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)72小時陳化后，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；5)、真空擠壓成含廢液為20％的空心泥條，壓力為20kg/cm2，真空度為0.1Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為100℃，時間為48小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)疲刂?00℃，升溫18小時；600-1150℃升溫9小時，在1150℃維持15小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻，即可。
實施例4本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚，組成為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量；3)、廢硼渣55重量份；4)、頁巖35重量份；5)、鐵礦廢渣1.5重量份；
上述3)、4)、5)中各種固體物料的顆粒粉碎至磚用級粉，顆粒小于1毫米。適量；制備方法1)、將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到4.5；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣55重量份；頁巖35重量份；鐵礦廢渣1.5重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⒒靹颍?)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)60小時陳化后，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；5)、真空擠壓成含廢液為17％的空心泥條，壓力為17kg/cm2，真空度為0.09Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為95℃，時間為42小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)疲刂?00℃，升溫15小時；600-1150℃升溫9小時，在1150℃維持13小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻，即可。
實施例5本發(fā)明一種用造紙廢水和廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚，組成為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量；3)、廢硼渣65重量份；4)、頁巖45重量份；5)、鐵礦廢渣2.5重量份；上述3)、4)、5)中各種固體物料的顆粒粉碎至磚用級粉，顆粒小于1毫米。適量；制備方法1)、將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到5.5；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣65重量份；頁巖45重量份；鐵礦廢渣2.5重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⒒靹颍?
4)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)88小時陳化后，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；5)、真空擠壓成含廢液為22％的空心泥條，壓力為22kg/cm2，真空度為0.12Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為105℃，時間為66小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)疲刂?00℃，升溫21小時；600-1150℃升溫9小時，在1150℃維持15小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻，即可。
為表明本發(fā)明一種用造紙廢水及廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚的性能效果，下面通過對比試驗來進(jìn)一步闡述試驗材料1)、100#標(biāo)準(zhǔn)紅磚2)、采用本發(fā)明實施例1-5中所述方法制備的多孔磚、空心磚試驗設(shè)備及方法采用普通粘土磚的試驗設(shè)備及試驗方法

結(jié)論采用本發(fā)明一種用造紙廢水及廢硼渣制備的建筑用多孔磚、空心磚的主要性能指標(biāo)如抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等均優(yōu)于100#紅磚標(biāo)準(zhǔn)值。
權(quán)利要求
1.一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚，其特征在于組分為1)、造紙廢水適量；2)、含鐵廢鹽酸液適量；3)、廢硼渣50-70重量份；4)、頁巖30-50重量份；5)、鐵礦廢渣1-3重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚，其特征在于所述的組分3)、4)、5)中的各種物料的顆粒小于1毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚，其特征在于所述的組分3)中廢硼渣為60重量份；4)中頁巖為40重量份；5)中鐵礦廢渣為2重量份。
4.權(quán)利要求1所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于步驟為1)、將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米，備用；2)、將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，使其PH值達(dá)到4-6；3)、將步驟2)中的反應(yīng)液適量與廢硼渣50-70重量份；頁巖30-50重量份；鐵礦廢渣1-3重量份，進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⒒靹颍?)、后置于陳化庫內(nèi)經(jīng)48-96小時陳化后，經(jīng)碾壓、再攪拌送入擠磚機(jī)中；5)、真空擠壓成含廢液為15-25％的空心泥條，壓力為15-25kg/cm2，真空度為0.05-0.15Mpa；6)、再經(jīng)常規(guī)的切坯、碼坯后，靜置干燥，控制干燥室的溫度為90-110℃，時間為36-72小時；7)、燒結(jié)采用變溫?zé)?，常溫?00℃，升溫時間為12-24小時；600-1150℃升溫8-10小時，在1150℃維持12-18小時；8)、冷卻600℃以前快速冷卻；600℃以后，緩慢冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于所述的步驟3)中廢硼渣為60重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于所述的步驟3)中頁巖為40重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于所述的步驟3)中鐵礦廢渣為2重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于所述的步驟4)中陳化時間為72小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于所述的步驟5)中真空擠壓成含廢液為20％的空心泥條，壓力為20kg/cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用造紙廢水和廢硼渣制備多孔磚、空心磚的制備方法，其特征在于所述的步驟7)中將磚坯在溫度為1150℃維持15小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用造紙廢水及廢硼渣制備建筑用多孔磚、空心磚，其組分為造紙廢水適量；含鐵廢鹽酸液適量；廢硼渣50－70重量份；頁巖30－50重量份；鐵礦廢渣1－3重量份。其制備方法可為將廢硼渣、頁巖及鐵礦廢渣物料的顆粒粉碎至小于1毫米；將造紙廢水用含鐵廢鹽酸液進(jìn)行酸化反應(yīng)，與廢硼渣、頁巖、鐵礦廢渣進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⒒靹?，?jīng)陳化、碾壓、再攪拌、擠壓、切坯、碼坯后，靜置干燥、燒結(jié)、冷卻即得。本發(fā)明用造紙廢水及廢硼渣制備建筑用多孔磚、空心磚，克服了現(xiàn)有工廠處理造紙廢水成本高、不徹底、污染環(huán)境，廢硼渣掩埋、占用土地、污染環(huán)境等不足。采用本發(fā)明方法制備的多孔磚、空心磚可用于建筑領(lǐng)域中。
文檔編號C04B38/00GK1994962SQ200710000159
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者王鐵林 申請人:王鐵林