專利名稱：：碳化養(yǎng)護(hù)廢棄物制成的再生骨料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于建筑材料的
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及由碳化養(yǎng)護(hù)廢棄物(包括不同鋼渣、污泥、廢棄混凝土、爐渣、冶煉渣、赤泥、焚燒灰、廢水泥等)經(jīng)預(yù)加水成球，吸收工業(yè)廢氣中二氧化碳?xì)怏w制成的再生骨料。
背景技術(shù)：
：隨著大量化石能源的消耗，大氣中C02的含量逐年遞增，全世界每年排放的C02氣體總量為216x101。由溫室氣體C02等所引起的溫室效應(yīng)也愈發(fā)加劇，這給人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。危險(xiǎn)廢棄物的加速碳化是人為控制加速碳化的過(guò)程，廢棄物在富C02環(huán)境下，在短時(shí)間內(nèi)迅速硬化。冶金、化工和建材等企業(yè)排放了大量的廢棄物占用了大量用地，污染環(huán)境和地下水，制約著企業(yè)的發(fā)展。另外，在很多情況下有毒的金屬可以快速的被固化在碳化產(chǎn)品內(nèi)。具有重要意義的是碳化養(yǎng)護(hù)材料的物理和化學(xué)性能得到了重大的改進(jìn)并再利用到不同的建筑中。利用加速碳化的技術(shù)處理工業(yè)廢棄物制備再生骨料，可以有效地利用工業(yè)廢棄物，并吸收大量溫室氣體C02，起到利廢環(huán)保的作用；同時(shí)所生產(chǎn)的骨料，性能優(yōu)良，適合實(shí)際的工程應(yīng)用，同時(shí)緩解了我國(guó)骨料相對(duì)不足的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種由碳化養(yǎng)護(hù)廢棄物(包括不同鋼渣、污泥、廢棄混凝土、爐渣、冶煉渣、赤泥、焚燒灰、廢水泥等)經(jīng)預(yù)加水成球，吸收工業(yè)廢氣中二氧化碳?xì)怏w制成的再生骨料。本發(fā)明是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的碳化養(yǎng)護(hù)廢棄物制成的再生骨料，采用以下方法制成利用含有碳化成分的鋼渣或水泥為原料，加水混合均勻，造粒成球，在碳化氣體的養(yǎng)護(hù)下，制成再生骨料；所述的碳化成分為氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂中的一種或一種以上，碳化成分占原料的重量百分比不小于30%;所述的碳化氣體為二氧化碳?xì)怏w；所述的養(yǎng)護(hù)條件二氧化碳濃度大于wt15。/。，養(yǎng)護(hù)氣體壓力大于lbar，碳化養(yǎng)護(hù)溫度30-200℃。上述本發(fā)明的再生骨料，更優(yōu)選的方案為，加入占原料重量2-10%的激發(fā)劑，所述的激發(fā)劑為NaHC03、水玻璃(Na2Si03)、石膏、Ca(HC03)2、NaCl和Na2C03中的一種或一種以上。通過(guò)加入一定量的激發(fā)劑，利用激發(fā)劑在碳化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中易激發(fā)碳化活性的成分，在碳化材料中起到促進(jìn)碳化的作用，增加碳化率，縮短生產(chǎn)周期。本發(fā)明的再生骨料，優(yōu)選的，所述成球水分在7-15%范圍內(nèi)所述的原料中含有wt20。/。以上大于300m2/kg比表面積的細(xì)粉原料。本發(fā)明的再生骨料，優(yōu)選的，所述的加速碳化養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2-72小時(shí)。本發(fā)明的再生骨料，優(yōu)選的，所述的碳化氣體為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳濃度為wt20—50%。本發(fā)明的再生骨料，優(yōu)選的，所述的碳化成分占原料的重量百分比為40—70%。本發(fā)明的鋼渣、污泥、廢棄混凝土中含有氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂托碳化成分，經(jīng)加速碳化，可發(fā)生以下反應(yīng)CaO+H20+C02—CaC03+H20MgO+H20+C02—MgC03+H20Ca(OH)2+C02—CaC03C-S-H+C02—CaC03+Si02+H203CaO'Si02+3C02+pH20—Si02.nH20+3CaC032CaO.Si02+2C02+nH204Si02nH20+2CaC03碳化材料的經(jīng)加速碳化后的主要生成組分為碳酸鈣和碳酸鎂。本發(fā)明是利用工業(yè)廢氣二氧化碳加速碳化造紙污泥、鋼渣、爐渣、廢棄混凝土等工業(yè)廢棄物半成品。當(dāng)發(fā)生碳化反應(yīng)時(shí)，體系為放熱反應(yīng)，系統(tǒng)溫度因碳化材料的配比不同上升至40-100℃，體系中因部分水分蒸發(fā)而濕度升高。碳化材料在加速碳化條件下發(fā)生碳化反應(yīng)，生成碳酸鹽，產(chǎn)生強(qiáng)度。本發(fā)明的要點(diǎn)是利用加速碳化技術(shù)處理鋼渣、污泥、廢棄混凝土等工業(yè)廢棄物，固化儲(chǔ)存溫室氣體二氧化碳，制造再生骨料。緩解鋼渣、廢氣等廢棄物的污染問(wèn)題，同時(shí)制備了性能良好的輕質(zhì)再生骨料。通過(guò)加入一定量的激發(fā)劑，促進(jìn)碳化作用，增加碳化率，縮短生產(chǎn)周期，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的有益效果是利廢、環(huán)保、節(jié)能、成本低。圖1為本發(fā)明的碳化(鋼渣)的再生骨料XRD分析圖。圖中，上圖為碳化后的XRD分析圖，下圖為碳化前的XRD分析圖。縱坐標(biāo)為衍射峰強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為衍射角度。具體實(shí)施例實(shí)施例l選用濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)的鋼渣為主要原料。鋼渣的化學(xué)成分和其重量百分比為<table><row><column>CaO</column><column>Si02</column><column>F203</column><column>FeO</column><column>A1203</column><column>MgO</column><column>P205</column><column>Mn02</column></row><row><column>35.37</column><column>12.11</column><column>21.01</column><column>19.65</column><column>1.43</column><column>6.92</column><column>1.34</column><column>2.08</column></row><table>上述原料經(jīng)預(yù)加水造粒成球，制成不同粒徑的半成品。采用工業(yè)廢氣二氧化碳進(jìn)行加速碳化處理，二氧化碳濃度為wt25。/。，二氧化碳?xì)怏w壓力為2.5bar，經(jīng)過(guò)6小時(shí)的反應(yīng)，制成骨料。經(jīng)過(guò)加速碳化后，重量增長(zhǎng)即吸收二氧化碳16%左右，碳化率超過(guò)28%?？箟簭?qiáng)度約為49MPa，抗凍融性能優(yōu)異。上述制品碳化前和碳化后的XRD分析圖如圖1所示。同樣將上述鋼渣碳化原料與激發(fā)劑和水混合，采用同樣的制備工藝，鋼渣骨料的重量增長(zhǎng)即吸收C0219%左右，碳化率超過(guò)30%，其抗壓強(qiáng)度為53MPa左右。所述的激發(fā)劑加入量占鋼渣碳化材料的wt5%，激發(fā)劑為NaHC03。實(shí)施例2選用日照造紙廠的造紙污泥和濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)的鋼渣(同例l)為主要原料，造紙污泥的化學(xué)成分和其重量百分比為-<table><row><column>Si02</column><column>Fe203</column><column>A1203</column><column>Ti02</column><column>CaO</column><column>MgO</column><column>Loss</column><column>H20</column></row><row><column></column><column>19.70</column><column>1.23</column><column>6.59</column><column>2.54</column><column>5.28</column><column>3.04</column><column>62.76</column><column>71.40</column></row><table>將上述原料混合均勻(按重量比為l:1)，造粒成球，制成不同粒徑的半成品。采用二氧化碳工業(yè)廢氣進(jìn)行加速碳化處理，二氧化碳濃度為wt35%,經(jīng)過(guò)12小時(shí)的反應(yīng)，制成成品骨料。經(jīng)過(guò)加速碳化后，重量增長(zhǎng)即吸收二氧化碳14%左右，碳化率超過(guò)26%。碳化骨料的抗壓強(qiáng)度約為47MPa,并具有良好的安定性。同樣將上述碳化原料與激發(fā)劑和水混合均勻，采用同樣的制備工藝，骨料的重量增長(zhǎng)即吸收C0216%左右，碳化率超過(guò)28%，其強(qiáng)度為51MPa左右。所述的激發(fā)劑的加入量占碳化原料的wtl0%，激發(fā)劑中含有wt50%的石膏和wt40%的Ca(HC03)2。實(shí)施例3選用磨細(xì)廢棄混凝土為原料。廢棄混凝土的化學(xué)成分和其重量百分比為:CaO</column></row><row><column></column><column>Si02</column><column>Fe203</column><column>A1203</column><column>NaO</column><column>MgO</column><column>S03</column><column>Loss58.14</column></row><row><column></column><column></column><column>14.80</column><column>2.00</column><column>3.86</column><column>0.85</column><column>2.01</column><column>3.80</column><column>13.80將上述原料混合均勻，造粒成球，制成不同粒徑的半成品。采用工業(yè)廢氣二氧化碳進(jìn)行加速碳化處理，二氧化碳濃度為wt30%,二氧化碳?xì)怏w壓力為3bar，經(jīng)過(guò)10小時(shí)的反應(yīng)，制成成品骨料，篩分為粗骨料和細(xì)骨料。經(jīng)過(guò)加速碳化后，重量增長(zhǎng)即吸收二氧化碳15%左右，碳化率超過(guò)21%。碳化粗骨料抗壓強(qiáng)度約為55MPa，碳化細(xì)骨料抗壓強(qiáng)度約為62MPa。同樣將上述碳化原料與激發(fā)劑和水混合均勻，采用同樣的制備工藝，骨料的重量增長(zhǎng)即吸收C0219%左右，碳化率超過(guò)24%，其強(qiáng)度為65MPa左右。激發(fā)劑為水玻璃(Na2Si03)，其固含量為wt30%，激發(fā)劑的加入量占廢水泥碳化原料的wt5%(以固含量計(jì))。權(quán)利要求1.一種碳化養(yǎng)護(hù)廢棄物制成的再生骨料，其特征在于采用以下方法制成利用含有碳化成分的鋼渣或水泥為原料，加水混合均勻，造粒成球，在碳化氣體的養(yǎng)護(hù)下，制成再生骨料；所述的碳化成分為氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂中的一種或一種以上，碳化成分占原料的重量百分比不小于30％；所述的碳化氣體為二氧化碳?xì)怏w；所述的養(yǎng)護(hù)條件二氧化碳濃度大于wt15％，養(yǎng)護(hù)氣體壓力大于1bar，碳化養(yǎng)護(hù)溫度30-200℃。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生骨料，其特征在于加入占原料重量2-10%的激發(fā)劑，所述的激發(fā)劑為NaHC03、水玻璃(Na2Si03)、石膏、Ca(HC03)2、NaCl和Na2C03中的一種或一種以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的再生骨料，其特征在于所述成球水分在7-15%范圍內(nèi)；所述的原料中含有wt20。/。以上大于300m2/kg比表面積的細(xì)粉原料。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的再生骨料，其特征在于所述的加速碳化養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2-72小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述再生骨料，其特征在于所述的碳化氣體為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳濃度為wt20—50%。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的再生骨料，其特征在于所述的碳化成分占原料的重量百分比為40—70%。全文摘要本發(fā)明屬于建筑材料的
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及由碳化養(yǎng)護(hù)廢棄物經(jīng)預(yù)加水成球，吸收工業(yè)廢氣中二氧化碳?xì)怏w制成的再生骨料。采用以下方法制成利用含有碳化成分的鋼渣或水泥為原料，加水混合均勻，造粒成球，在碳化氣體的養(yǎng)護(hù)下，制成再生骨料；所述的碳化成分為氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂中的一種或一種以上，碳化成分占原料的重量百分比不小于30％。本發(fā)明的要點(diǎn)是利用加速碳化技術(shù)處理鋼渣、污泥、廢棄混凝土等工業(yè)廢棄物，固化儲(chǔ)存溫室氣體二氧化碳，制造再生骨料。緩解鋼渣、廢氣等廢棄物的污染問(wèn)題，同時(shí)制備了性能良好的輕質(zhì)再生骨料。文檔編號(hào)C04B18/04GK101343155SQ20081013908公開(kāi)日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年8月29日優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日發(fā)明者亮丁,梅劉,葉正茂,吳昊澤,鈞常,張林菊,黃世峰申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)