專利名稱：一種建筑固體廢棄物徹底無害化、資源化處理工藝的制作方法
技術領域：
涉及一種用于環(huán)保領域的建筑固體廢棄物徹底無害化處理處置技術、用于水和大氣污染處理過濾陶瓷材料、蓄熱材料及輕質(zhì)多孔建筑陶瓷節(jié)能材料的制備技術。
背景技術：
建筑固體廢棄物是建造、改造、維護各種修建筑物過程中生產(chǎn)成的各種有機和無機固體垃圾，具有含有的材料種類多、處理量大、處理難度大等特點。我國的建筑固體廢棄物，不僅含有如水泥、石子、磚頭、石膏板、渣土、玻璃、廢金屬，還混有部分生活垃圾有機成分，如廢塑料、油類、植物組織、動物尸體、食物殘渣，以及其他領域的固體廢棄物成分如工業(yè)爐渣等材料種類繁多，導致我國建筑固體廢物的處理處置具有難度大、處理工藝復雜和處理成本高等特點。尤其是在目前我國缺乏和不具備建筑物的建筑材料分類拆除、分類堆放、分類處理的工藝、人員、設備、技術條件下，我國大多數(shù)建筑固體廢物處理、處置方式，只能是運往郊外、邊遠區(qū)域填埋堆放，形成建筑固體廢物處理處置區(qū)域的植物難以生長、含有 的有害物質(zhì)(有害金屬離子、病菌微生物)嚴重污染地下水，含有的有機物腐敗造成臭氣難聞及蠅蚊和鼠類繁生等，導致建筑固體廢物處理、處置所在區(qū)域嚴重的土壤、大氣、水污染和疾病流行。目前建筑固體廢物的主要處理處置工藝技術方法有1、填埋；2、建筑固體廢物破碎分解處理為大顆粒和粉末，其中的大顆粒再利用作為新建筑材料的原料，如建筑骨料，而粉末細顆粒則進行填埋處理處置；3、建筑固體廢物粉碎后，再加入大量粘土或其他物質(zhì)，成型、干燥、燒結制磚；4、建筑固體廢物粉碎、研磨后，通過高溫煅燒制成水泥或玻璃等。建筑固體廢物的填埋處理處置是目前最廣泛應用的工藝技術方法，具有適用范圍廣，初次處理成本低等特點，但其造成的二次污染嚴重，二次污染處理成本高昂，這種處理處置方式只是把污染物從一個地點轉移到另一個地點，其有毒、有害的性質(zhì)未發(fā)生根本轉變。建筑固體廢棄物采用分選除去有機物和金屬、無機物再進行破碎、大小顆粒再進行分選進行處理，利用其中的一部分粗顆粒作為新建筑材料的組分如骨料使用，而建筑固體廢棄物的細粉和有機物質(zhì)則被進行填埋處理處置的工藝技術方法十分常見。在此類工藝方法中，雖然部分建筑固體廢棄物得到了資源化利用，但其含有的有害、有毒成分未得到徹底處理，且處理過程中造成的二次污染十分嚴重。如專利CN1990129A、CN1911542A、ZL200610036156. O、CN101074155A、CN101058489A、CN101239804A、ZL200410060805. I、CN101074155A等，都是采用此類方式，建筑固體廢棄物進行分選、破碎、再分先、再洗滌，其中大顆粒作為建筑骨料、中顆粒作為建筑砂，而細顆粒和有機物質(zhì)則進行填埋處置處理。在此類工藝過程，建筑固體廢棄物中含有的有機部分如木材、塑料，未得到有效資源化利用，且在處理過程中制造建筑骨料，需要洗滌，產(chǎn)生了污水，又需要進行污水處理，增加了設備、工藝的復雜性和成本投入，并且處理后的作為建筑材料用砂石、骨料和進行填埋處置的廢棄填埋細粉和有機物，只是簡單進行了洗滌或是水泥膠凝固化，其中含有的病菌和有毒重金屬離子未得到根本性的徹底的無害化處理處置。建筑固體廢棄物顆粒加入水泥等膠凝齊U，雖然可以制成各種形式混凝土產(chǎn)品，但混凝土類材料吸水率高、水易滲透、耐風化性差、產(chǎn)品壽命有限，因此類建筑固體廢棄物處理處置方式，存在著使建筑固體廢棄物含有的病菌微生物和有毒金屬離子影響范圍擴大的潛在風險和使有害、有毒污染物體積增大的弊病，并且利用建筑固體廢棄物制備的混凝土材料一般比全新混凝土材料的性能差，且只能作為低檔產(chǎn)品使用，如只能用于道路建筑，而不能用于室內(nèi)建筑。而對于專利CN101913186A、CN101913186A、CN102219380A、CN1830869A 采用建筑固體廢棄物制備陶粒、微晶玻璃、水泥、燒結空心砌塊。此類專利，雖然 具有對建筑固體廢棄物中病菌微生物殺滅性好的優(yōu)點，但存在著處理建筑固體廢棄物品種有限、使用量低、處理溫度低、使其含有的有害離子固化不完全(有害金屬離子溶出率高)，且其工藝技術流程缺乏可操作性差和產(chǎn)品檔次低、產(chǎn)品使用范圍窄等缺點，如專利CN1830869A采用建筑固體廢棄物制備燒結空心砌塊，只是在專利中粗略提及采用建筑固體廢棄物可以用來制備燒結空心砌塊，因此存在著此類建筑固體廢棄物處理處置工藝技術存在缺乏可操作性差、生產(chǎn)低檔產(chǎn)品、產(chǎn)品使用范圍窄等缺點，并且此類產(chǎn)品的燒成溫度較低為850 1000°C，建筑固體廢棄物中有害離子如六價鉻重金屬離子等則存在不完全固化、不能徹底無害化的風險，因此采用此種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品在使用過程中存在造成二次污染風險問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是發(fā)明一種可以廣泛應用、徹底無害化、大量快速處理處置建筑固體廢棄物的工藝技術方法。此工藝技術方法具有生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次高、產(chǎn)品使用壽命長、產(chǎn)品應用范圍廣等優(yōu)點。此種工藝方法對建筑固體廢棄物各種有毒、有害成分，可以做到徹底無害化資源化處理，適合于我國建筑固體廢棄物所具有的材料復雜性特點。建筑固體廢棄物通過粉碎、分選、粉磨，再添加塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害金屬離子固化劑、燒結助劑、造孔劑等各種添加劑及適量的水等，均勻混合，陳腐、均化，再經(jīng)擠出或壓制成型陶瓷濕坯，濕坯干燥后，最后通過高達1000 1200°C溫度燒成，獲得使用壽命達百年以上、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的陶瓷產(chǎn)品，其產(chǎn)品可廣泛應用于水、大氣污染處理過濾陶瓷材料、蓄熱材料和輕質(zhì)多孔建筑陶瓷節(jié)能材料等方面。此外,采用本工藝技術方法，不僅可以利用建筑固體廢棄物制造多孔陶瓷，還可以用來高速、大量處理礦山尾礦和工業(yè)污泥及其他工業(yè)固體廢棄物來制造建筑粗陶，如實心磚、瓦、空心砌塊，或生產(chǎn)高級多孔陶瓷等產(chǎn)品。建筑固體廢棄物，首先通過齒輥式破碎機或鍔式破碎機進行密閉式粗碎，然后通過分選如磁選、電磁分選和風選(重力分選)，選出其中金屬和大塊不易粉碎的有機固體廢棄物，而對于顆粒較小、易破碎或易粉碎得有機固體廢棄物，無需再進行單獨分選；其次，將粗碎后的機物料進行大規(guī)模的堆積均化，再采用如雷蒙磨、高壓磨、錘式粉碎機、輪碾等方式進一步粉碎、研磨成為細粉。根據(jù)建筑固體廢棄物總體類型的不同，粉碎、研磨至不同的粒度和相應粒度級配的細粉；其次，將建筑固體廢棄物粉末添加一定比例的塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害金屬離子固化劑、燒結助劑、造孔劑(有機固體廢棄物及其他有機或無機造孔物質(zhì))、水，精確稱量配料，再經(jīng)混合機攪拌混合均勻；混合均勻的物料，再在均化倉或陳化車間內(nèi)，進行24 72小時陳腐和陳化達到水分和物料的均勻。對于使用非常優(yōu)良的混合、均化設備，一次可以達到水分、各種物料混合非常均勻時，可以不需要陳化和陳腐工藝程序；陳腐、均化后的物料，再補充添加一定量的水分，然后采用大型擠出機擠出或直接造粒、采用自動壓磚機壓制成型陶瓷濕坯；將陶瓷濕坯置于隧道式、室式或輥道式干燥器(窯)中進行干燥；干燥后的坯體置于高溫隧道窯、輥道窯或其他形式的窯爐，如輪窯、倒焰窯、梭式窯中，在1000 1200°C條件下高溫燒成，獲得物理化學性質(zhì)優(yōu)良的陶瓷。本發(fā)明采用如下工藝技術流程方案予以實現(xiàn)(一)、基本原料建筑固體廢棄物(本說明以后，不特別說明均指質(zhì)量百分數(shù))、塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害金屬離子固化劑、燒結助劑、造孔劑、水。(I)建筑固體廢棄物(60 100%):根據(jù)其含有的礦物成分和化學成分可分為單獨穩(wěn)定燒結型和非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物。單獨穩(wěn)定燒結型建筑固體廢棄物即只使用單一種的建筑固體廢棄物即可穩(wěn)定的經(jīng)成型、干燥、燒成工序，獲得物理化學性質(zhì)優(yōu)良的陶瓷產(chǎn)品的建筑固體廢棄物，也就是單獨一種建筑固體廢棄物的礦物組成和化學成分可 以滿足制備物理化學性質(zhì)優(yōu)良的陶瓷產(chǎn)品。非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物是必須在建筑固體廢物中，另外添加的如塑化成型、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、燒結助劑、造孔劑等，方可穩(wěn)定生產(chǎn)物理化學性質(zhì)優(yōu)良的陶瓷產(chǎn)品的建筑固體廢棄物。(2)塑化成型劑(O 30%);采用有助于成型和建筑固體廢棄物臨時固定的物質(zhì)，具有提高建筑固體廢棄物塑性和粘結能力作用的固體、液體物質(zhì)如粘土、建筑渣土、白水固體廢棄物、造紙黑液等；(3)有害物質(zhì)臨時吸收固化劑(O 30%)即在低溫和成型時具有吸附建筑固體廢棄物中有害金屬離子、吸收過濾有害和異味的氣體及細菌的物質(zhì)，具有阻止成型和運輸、儲存等工藝過程有害、有毒及異味物質(zhì)在空氣、水、設備和廠區(qū)周圍進一步擴散的作用，此類物質(zhì)如粘土中的膨潤土、造紙白水固體廢棄物等；(4)高溫穩(wěn)定燒成劑(O 20%)，具有拓寬陶瓷燒成溫度范圍和提高陶瓷燒成穩(wěn)定性的物質(zhì)，如在化學成分上含有一定量氧化鋁成分的粘土、頁巖、礦山廢渣等。(5)有害離子固化劑(O 30%):在燒成過程中能夠提高有害金屬他離子或其有害成分如二氧化硫等被穩(wěn)定固化幾率的物質(zhì)或使有害金屬離子轉化為其無害狀態(tài)的物質(zhì)，如廢玻璃粉、玄武巖粉末、長石等、廢玻璃纖維、碳粉、煤粉、煤矸石、碳酸鈣(方解石、灰?guī)r)、白云巖、礦山固體廢棄物等。(6)燒結助劑(O 30%)提高陶瓷燒結性能，降低燒成溫度的物質(zhì)長石、廢玻璃、玄武巖粉末、花崗巖粉、礦山固體廢棄物等。(7)造孔劑(O 20%)，提高陶瓷的氣孔率，減小陶瓷的容重，提高其保溫隔熱性能及蓄熱能各種有機固體廢棄物如農(nóng)田固體廢棄物、廢塑料、廢橡膠、廢紙等。(二)、建筑固體廢棄物粗碎、分選、研磨至合適粒度和粒度級配的建筑固體廢棄物細粉。(三)、建筑固體廢棄物，根據(jù)其在成型性能，和燒成過程不同溫度下燒成情況如燒失量、膨脹系數(shù)、礦物成分變化，按比例加入一定量的塑化成型劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害離子固化劑、燒結助劑、造孔劑、水，混合均勻后，送入均化池內(nèi)或均化倉內(nèi)進行陳腐均化。
(四)、經(jīng)陳腐和均化均勻的物料，再補充添加一定量的水，進行捏合、練泥、擠出成型或直接造粒后、采用壓機壓制成型陶瓷濕坯。(五)、將成型后的濕坯置于隧道式、室式或輥道式干燥器中進行干燥；干燥后的坯體置于高溫隧道窯、輥道窯或其他形式的窯爐，如輪窯、倒焰窯、梭式窯中高溫燒成，燒成后的產(chǎn)品進行各項性能，獲得陶瓷產(chǎn)品。五、主要技術關鍵與原理本發(fā)明的基本原理是在建筑固體廢棄物粉末中添加成型塑化劑和有害物質(zhì)臨時吸收固化劑后可以成型和有毒有害物質(zhì)被臨時固定，成型后的坯體在1000 1200°C下燒成溫度下，建筑固體廢棄物中含有的有害離子固化劑和病菌微生物被徹底永久固化、轉化、無害化及消滅，固體廢棄物轉化為高性能陶瓷材料，實現(xiàn)建筑固體廢棄物和其他固體廢棄物的永久無害化和資源化。在建筑固體廢棄物制備陶瓷坯體的成型過程中以及后期坯體干燥過程中，添加成 型塑化劑和有害物質(zhì)臨時吸收固化劑，有助于固體廢棄物的成型和臨時固化固體廢棄物有害有毒物質(zhì)及異味物質(zhì)，使固體廢棄物中有毒、有害、異味物質(zhì)在生產(chǎn)處理過程不在大氣、水中、設備及廠房周邊環(huán)境附近進一步擴散，和提高物料的塑性便于陶瓷的成型及提高陶瓷半成品和成品的合格率和質(zhì)量。在坯體燒成過程中物料中添加的高溫穩(wěn)定燒成劑，可以提高陶瓷坯體的在燒成過程的穩(wěn)定可靠性，可防止燒成過程坯體開裂、粉化等問題出現(xiàn)，并拓寬陶瓷坯體的燒成溫度范圍，提高工藝的可操作性及產(chǎn)品質(zhì)量。而有害金屬離子固化劑是則是讓有害、有毒離子，轉化為無害狀態(tài)離子狀態(tài)，且有助于有害離子或其轉化后的成分，進入陶瓷或玻璃的晶體和玻璃網(wǎng)絡，實現(xiàn)有害、有毒離子的永久固化和無害化。此外添加的陶瓷燒結助劑可以降低陶瓷的燒成溫度，增加玻璃相，提高對有害金屬離子包褓能力，減少陶瓷的氣孔率，減小有害有毒離子被水溶出的機率，提高陶瓷的物理化學穩(wěn)定性。此外，其他重要關鍵技術的還有以下方面I、建筑固體廢棄物的類型判斷及礦物成分的確定；2、大批量建筑固體廢棄物陶瓷原料化過程中的均化技術；3、有機固體廢棄物(廢塑料、廢橡膠等)的大批量、無害化、快速處理處置及資源化技術。在本工藝技術流程中，有機固體廢棄物粉末顆粒是受到大量無機粉末顆粒包裹，提高了有機固體廢棄物處理處置溫度，避免有機固體廢棄物在低溫度熱處理過程時產(chǎn)生二噁英等一類的有毒物質(zhì)，同時無機顆粒組成多孔坯體對有可能產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)如有毒氣體，具有一定的吸附過濾作用，進一步減小有害有毒物質(zhì)的產(chǎn)生和擴散幾率，最后大量無機粉末高溫燒結，永久固化、轉化可能殘存的各種有害有毒物質(zhì)；4、建筑固體廢棄物陶瓷原料化時的加工粒度和粒度級配及各種添加劑的選擇和加入量； 5、陶瓷燒成時溫度、壓力、氣氛控制和選擇。本發(fā)明的效果主要表現(xiàn)在I、利用建筑固體廢棄物穩(wěn)定大批量生產(chǎn)各種陶瓷產(chǎn)品，產(chǎn)品的主要指標三點彎曲強度大于2 50MPa，氣孔率O. I 70%，孔洞率O 80%的產(chǎn)品。2、采用此工藝技術可以實現(xiàn)建筑固體廢棄物和其他領域的固體廢棄物的大規(guī)模、批量化、快速處理處置，并實現(xiàn)徹底無害化、有毒有害物質(zhì)永久固化。3、此工藝技術適用面廣，不僅可以用來處理建筑固體廢棄物中的廢棄混凝土、廢磚瓦、木材、塑料、橡膠、油漆等，還可以用來處理道路固體廢物，以及生活垃圾、礦山尾礦、工業(yè)垃圾等實現(xiàn)徹底無害化及有毒、有害物質(zhì)的永久固化，適用于多種類固體廢棄物和材料種類復雜的固體廢棄物。4、工藝簡單，工藝可操作性好，可靠性高，設備投入少、生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高。5、生產(chǎn)的產(chǎn)品種類多。不僅可以用來生產(chǎn)低檔建筑粗陶，如磚 、瓦、砌塊、陶粒，還可以用來生產(chǎn)特種陶瓷，如污水凈化用多孔陶瓷濾材，還可用于生產(chǎn)蓄熱體或換熱器。6、工藝技術節(jié)能環(huán)保。工藝生產(chǎn)過程中無污水、無廢氣及廢渣需要處理和排放，無二次污染。
具體實施例方式一種建筑固體廢棄物徹底無害化資源化處理工藝，其主要特征是采用建筑固體廢棄物通過成型、干燥、燒結獲得物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的陶瓷產(chǎn)品；且燒結溫度在1000 1200°C。同時再加入塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害金屬離子固化劑、燒結助劑、造孔劑；且總物料重量百分比為(I)建筑固體廢棄物60 100% ;(2)塑化成型劑O 30%;采用有助于成型和建筑固體廢棄物臨時固定的物質(zhì)，具有提高建筑固體廢棄物塑性和粘結能力作用的固體、液體物質(zhì)如粘土，建筑渣土、白水固體廢棄物、造紙黑液，生活垃圾；(3)有害物質(zhì)臨時吸收固化劑O 30% ;即在低溫和成型時具有吸附建筑固體廢棄物中有害金屬離子、吸收過濾有害和異味的氣體及細菌的物質(zhì)，具有阻止成型和運輸、儲存工藝過程有害物質(zhì)和異味物質(zhì)擴散的作用，此類物質(zhì)如粘土中膨潤土、造紙白水固體廢棄物；(4)高溫穩(wěn)定燒成劑O 20% ;具有拓寬陶瓷燒成溫度范圍和提高陶瓷燒成穩(wěn)定性的物質(zhì)，如在化學成分上含有氧化鋁成分的粘土、頁巖、礦山廢渣；(5)有害金屬離子固化劑O 30%;在燒成過程中能夠提高有害金屬他離子、其他有害成分被穩(wěn)定固化幾率的物質(zhì)或使有害金屬離子轉化為其無害離子狀態(tài)的物質(zhì)，如廢玻璃粉、玄武巖粉末、長石等、廢玻璃纖維、碳粉、煤粉、煤矸石、碳酸鈣(方解石、灰?guī)r)、白云巖、礦山固體廢棄物；(6)燒結助劑O 30% ;提高陶瓷的燒結致密性，減小有害物質(zhì)被浸出幾率，降低陶瓷的燒成溫度物質(zhì)，如長石、廢玻璃、玄武巖粉末、花崗巖粉、礦山固體廢棄物；(7)造孔劑O 20% ;提高陶瓷的氣孔率，減小陶瓷的容重，提高其保溫隔熱性能及蓄熱能，如各種有機固體廢棄物如農(nóng)田固體廢棄物、廢塑料、廢橡膠、廢紙。本發(fā)明是按照如下流程實施(I)、建筑固體廢棄物經(jīng)粗碎、分選、粉磨至合適的粒度和相應的粒度級配；建筑固體廢棄物，根據(jù)其在成型性能，和燒成過程中不同溫度下燒成情況如燒失量、膨脹系數(shù)、礦物成分變化，按比例加入塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害離子固化劑、燒結助劑、造孔劑等添加劑和一定量的水，再經(jīng)強力混合機混合均勻后，送入均化池內(nèi)或均化倉內(nèi)進行陳腐均化；(2)、陳腐或均化好的物料，再補充添加部分水，進行強力捏合、練泥，最后經(jīng)擠出機擠出成型陶瓷坯體或直接造粒、采用壓機壓制成型陶瓷濕坯。(3)、將成型后的濕坯置于隧道式、室式或輥道式干燥器或干燥窯中進行干燥；干燥后的坯體置于高溫隧道窯、輥道窯或其他形式的窯爐如輪窯、倒焰窯、梭式窯中經(jīng)高溫燒成獲得陶瓷產(chǎn)品。本發(fā)明更具體的是按照如下流程實施(I)、建筑固體廢棄物，主要組成建筑廢磚塊50 60% ;建筑廢混凝土塊23 35% ;洛土 12 15% ;其他5 10%，主要為生活垃圾、樹葉、雜草、木材、廢塑料、廢橡膠；建筑固體廢棄物經(jīng)齒輥式破碎機或鍔式破碎機粗碎至小于I厘米，混合均勻，剃除其中含有的金屬物質(zhì)，并采用風選選出其中含有的雜草、木材、廢塑料等有機物；將粗碎后的其他物料用雷蒙磨粉磨至全通過50目篩的粉料，其中通過325目篩的粉料大于25%，再將粉料 送入均化倉進行均化；風選出的雜草、木材、植物秸桿、廢塑料、廢橡膠等有機固體廢棄物經(jīng)除金屬后，再經(jīng)撕碎機撕碎，和磨盤式磨粉機粉磨成全通過40目篩的粉料，獲得機固體廢棄物粉末作為造孔劑和內(nèi)燃原料備用；建筑固體廢棄物經(jīng)礦物物相分析和陶瓷成型、燒成實驗發(fā)現(xiàn)為非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物，需補充添加其他添加劑；(2)、建筑固體廢棄物機粉末與有機固體廢棄物粉末按質(zhì)量比87 93% :7 13%，稱量混合后，再外加入2%廢玻璃、5%長石粉末、100目白云石粉末或碳酸鈣粉末、8%的80目膨潤土粉末以及適量水，稱量配比，利用強力混合機混合均勻，送入均化倉或均化池，進行42 72小時的陳腐、均化，然后再補加適量水，經(jīng)強力捏泥、練泥后，采用真空擠出機擠出成型陶瓷濕坯；(3)、成型后的陶瓷濕坯體，采用隧道式干燥窯進行干燥，當陶瓷坯體干燥至含水率低于2%后，再送入高溫隧道窯經(jīng)27 35小時、溫度1070 1130°C燒成，獲得孔洞率40 65%，氣孔率15 45%、三點彎曲強度為6 25MPa的多孔陶瓷，其有害金屬離子溶出量小于I. 2mg/kg，用于陶瓷蓄熱體、廢水和廢氣處理的過濾材料及建筑的節(jié)能保溫材料。實施例I某地建筑固體廢棄物，主要組成混凝土塊60 70% ;洛土 25 30% ;其他5 10%，主要為生活垃圾、木材、塑料等。建筑固體廢棄物經(jīng)齒輥式破碎機粗碎至I 2厘米，獲得物料混合均勻，并剃除其中含有的金屬(如金屬鐵)，再采用風選選出其中的塑料、木材等有機物。將粗碎后的其他物料用雷蒙磨粉磨至全通過100目篩，其中通過325目篩大于35%，獲得的建筑固體廢棄物粉料送入均化倉進行均化備用。塑料、木材、樹葉等有機垃圾經(jīng)除金屬，撕碎機撕碎，和磨盤式磨粉機粉磨至全通過20目篩，制得有機廢棄物粉末作為造孔劑和內(nèi)燃原料備用。建筑固體廢棄物粉末，均化后，其主要化學成份如下Al2O3 13 16% ；Si02 : 50 52% ；Ca0:10 12% ；Mg0:5 8% ;Na20:2 3% ；K20:4 6% ;燒失量(IIO(TC) :8 10% ;其他成份9 12%。經(jīng)礦物物相學分析，建筑固體廢棄物中的混凝土塊是以碳酸巖類(青石)為骨料，易造成燒成后的陶瓷產(chǎn)品發(fā)生石灰爆裂和陶瓷燒成溫度范圍過窄等現(xiàn)象，為非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物，因此必須外加7% 100目的玄武巖粉末和10% 100目的高嶺土，作為高溫穩(wěn)定燒成劑、有害離子固化劑及燒結助劑。固體建筑固體廢棄物無機粉末與有機固體廢棄物粉末按質(zhì)量比85 95 :5 15，再外加7% 100目的玄武巖粉末和和10% 100目的高嶺土，稱量配比，加入適量水，混合機混合均勻，輸入均化倉，進行48 72小時陳腐、均化后，再補加適量水，經(jīng)強カ捏泥、練泥后，采用真空擠出機擠出成型陶瓷濕坯。成型后的坯體，采用隧道式干燥窯進行干燥，坯體含水量低于5%后，送入高溫隧道窯經(jīng)24 32小時、最高溫度1180 1200°C燒成，獲得孔洞率10 65%、氣孔率30 56%、有害金屬離子溶出量小于I. 4mg/kg，三點彎曲強度為3 15MPa的多孔陶瓷，產(chǎn)品用于建筑節(jié)能保溫材料和污水過濾材料。實施例2
某市建筑固體廢棄物，主要組成混凝土塊40 50% ;渣土 10 15% ;碎磚塊30 40%，廢棄石膏板I 2%，其他3 5%，主要為生活垃圾、木材、廢橡膠、雜草等。建筑固體廢棄物經(jīng)鍔式粉碎機粗碎至I I. 5厘米，再混合均勻，并剃除其中含有的金屬(如金屬鉄)，再采用風選選出其中的雜草、木材、廢橡膠等有機物。再將粗碎后剰余的建筑固體廢棄物的物料用雷蒙磨粉磨至20目篩全通過，其中通過325目篩大于25%，粉料送入均化倉進行均化。雜草、木材、植物秸桿、廢橡膠等有機垃圾經(jīng)除金屬，撕碎機撕碎，和磨盤式磨粉機粉磨至全通過35目篩目，獲得有機固體廢棄物粉末作為造孔劑備用。建筑固體廢棄物機粉末，均化后，經(jīng)化學分析，主要化學成份如下=Al2O3 15 16% ；Si02:64 66% ；Ca0:5 6% ；Mg0:3 4% ；Na20:2 3% ；K20:4 6% ;燒失量(IlOO0C) 5 7% ;其他成份5 8%。此建筑固體廢棄物經(jīng)礦物物相分析和陶瓷成型、燒成實驗發(fā)現(xiàn)缺乏成型塑化劑有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害離子固化劑及燒結助劑，為非単獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物。建筑固體廢棄物機粉末與有機固體廢棄物粉末按質(zhì)量比88 95 :5 12，稱量配比，然后再加入2%的廢玻璃和200目的白云石粉末(碳酸鈣粉)以及造紙黑液3%、40目的造紙白水固體廢棄物5%，均勻混合，送入均化池，進行48 72小時的均化、陳腐，再補加適量水和，攪拌造粒后，采用自動壓磚機壓制成型陶瓷濕坯。成型后的陶瓷濕坯，利用隧道式干燥窯進行干燥。陶瓷坯體干燥至含水率低于4 %以下后，送入高溫隧道窯經(jīng)24 32小時、1020 1070°C高溫燒成，獲得氣孔率25 55%、三點彎曲強度為2 15MPa的多孔陶瓷，其中陶瓷內(nèi)氣孔的孔徑為O. Olmm O. 2mm、有害金屬離子溶出量小于lmg/kg，產(chǎn)品用于水和大氣污染處理過濾陶瓷材料和建筑節(jié)能保溫材料。實施例3某縣建筑固體廢棄物，主要組成廢磚塊60 70% ;渣土 15 20% ;其他10 30 %，主要為混凝土塊、生活垃圾、樹葉、雜草、木材、廢塑料等。建筑固體廢棄物經(jīng)粗碎至小于I厘米，混合均勻，剃除其中含有的金屬(如金屬鉄)，采用風選選出其中的雜草、木材、廢塑料等有機物。將粗碎后的物料用雷蒙磨粉磨至全通過40目篩，其中通過325目篩大于30 %，粉料送入均化倉，進行均化。雜草、木材、植物秸桿、廢橡膠等有機垃圾經(jīng)除金屬，經(jīng)撕碎機撕碎，再經(jīng)磨盤式磨粉機粉磨至35目篩全通過，獲得的有機固體廢物粉末作為造孔劑備用。建筑固體廢棄物粉末，均化后，主要化學成份如下Al2O3 :17 18% ；Si02:63 65 % ；CaO:4 5% ；Mg0:2 3% ；Na20:3 4% ;Κ20:2 4% ;燒失量(1100°C) :7 8% ;其他成份5 6%。
建筑固體廢棄物經(jīng)礦物物相分析和陶瓷成型、燒成實驗發(fā)現(xiàn)為非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物，必須補充添加成型塑化劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害離子固化劑及燒結助劑。建筑固體廢棄物粉末與有機固體廢棄物粉末按質(zhì)量比90 95 :5 10，稱量配比，外加入2%廢玻璃、5%長石粉末、100目全通過的耐火粘土粉末10%、以及適量水，用混合機混合均勻，送入均化池，經(jīng)48 72小時的均化陳腐，再補充添加適量水后，直接采用真空擠出機擠出成型陶瓷濕坯。成型后的陶瓷濕坯，再利用室式干燥窯進行干燥，干燥至坯體含水率低于2%以下時，送入高溫隧道窯經(jīng)27 35小時、最高燒成溫度1140 1200°C，獲得孔洞率35 75%，氣孔率15 25%、三點彎曲強度為4 30MPa的多孔陶瓷，有害金屬離子溶出量小于
O.5mg/kg,用于陶瓷蓄熱體和建筑節(jié)能保溫材料。實施例4某市一區(qū)建筑固體廢棄物主要組成混凝土塊30 40%;渣土 20 30%;碎磚塊10 30%，廢棄玻璃及玻璃纖維5 8%，其他5 8%為有機雜質(zhì)主要為雜草和樹葉等。建筑固體廢棄物無機粉末，均化后，經(jīng)化學分析，主要化學成份如下Al2O3 :15 17% ；Si02:60 63 % ；Ca0:3 4% ；MgO:l 2% ；Na20:6 7% ;K20:4 7% ;燒失量(1100で)4 5% ;其他成份3 5%。建筑固體廢棄物經(jīng)礦物物相分析和陶瓷成型、燒成實驗發(fā)現(xiàn)為單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物，無需補充添加其他添加剤。建筑固體廢棄物經(jīng)齒輥式粉碎機粗碎至I I. 5厘米，混合均勻，剃除其中含有的金屬(如金屬鉄)，其中的雜草、樹葉等有機物垃圾，無需単獨分選。將粗碎后的物料用雷蒙磨粉碎至120目全通過,其中通過325目篩大于15%,建筑固體廢棄物粉末送入均化倉,進行均化備用。建筑固體廢棄物粉末加入適量水，用混合機混合均勻,送入均化池,進行均化陳腐48 72小時，再補加適量水，經(jīng)捏泥、練泥后，采用真空擠出機擠出成型陶瓷濕坯。成型后的陶瓷濕坯，利用輥道式干燥窯，干燥陶瓷坯體至含水率低于3%以下，送入高溫隧道窯經(jīng)24 32小時的1060 1090°C高溫燒成，獲得氣孔率O. I 5%、三點彎曲強度為20 50MPa的陶瓷，有害金屬離子溶出量小于O. 2mg/kg，主要用于建筑材料和耐磨陶瓷材料。建筑固體廢棄物，主要組成建筑廢磚塊50 60% ;建筑廢混凝土塊23 35% ;渣土 12 15% ;其他5 10%，主要為生活垃圾、樹葉、雜草、木材、廢塑料、廢橡膠等。建筑固體廢棄物經(jīng)粗碎至小于I厘米，剃除其中含有的金屬(如金屬鉄)，采用風選選出其中的雜草、木材、廢塑料等有機物，其他物料混合均勻。將粗碎后的物料用雷蒙磨粉碎至50目篩全通過，其中通過325目篩的物料大于35%，建筑固體廢棄物粉末送入均化倉進行均化備用。雜草、木材、植物秸桿、廢塑料、廢橡膠等有機固體廢物經(jīng)剃除金屬后，經(jīng)撕碎機撕碎后，再經(jīng)磨盤式磨粉機粉磨至全通過40目篩，作為造孔劑和內(nèi)然原料備用。2、建筑固體廢棄物粉末，深度混合、再均化后，其主要化學成份組成如下Al2O3 :16 17% ；Si02:66 67 % ；Ca0:3 4% ；Mg0:2 3% ；Na20:l 2% ;Κ20:3 4% ;燒失量(1100°C) :3 4% ;其他成份3 4%。建筑固體廢棄物經(jīng)礦物物相分析和陶瓷成型、燒成實驗發(fā)現(xiàn)為非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物，需補充添加其他添加剤。 3、建筑固體廢棄物機粉末與有機固體廢棄物粉末按質(zhì)量比87 93 :7 13，稱量配比，再外加入2 %的廢玻璃、5 %的長石粉末、100目的白云石粉末或碳酸鈣粉末、8 %的80目膨潤土粉末、以及適量水，經(jīng)強カ混合機混合均勻，送入均化池或均化倉，進行48 72小時的陳腐均化，然后再補加適量水，經(jīng)捏泥、練泥后，采用真空擠出機擠出成型陶瓷濕坯體。4、成型后的陶瓷坯體，利用隧道式干燥窯干燥至坯體含水率低于2%以下后，送入高溫隧道經(jīng)27 35小時、1070 1130°C溫度燒成，獲得孔洞率40 65 %、氣孔率15 45%、三點彎曲強度為6 25MPa的多孔陶瓷，有害金屬離子溶出量小于I. 2mg/kg，用于陶瓷蓄熱體、廢水處理的過濾材料及建筑節(jié)能保溫材料。本發(fā)明中所述白水固體廢棄物造紙白水固體廢棄物是指造紙過程中抄紙系統(tǒng)的產(chǎn)生的廢水凈化產(chǎn)生的固體廢棄物，主要含有大量的細小纖維、造紙?zhí)盍?高嶺土、滑石)等懸浮物，以及施膠劑、防腐剤、增強劑等，同時也含有很多的溶解性膠體物質(zhì)(DCS)，具有較強的粘性和干燥強度。粒度級配又稱顆粒級配即由不同粒度組成的散狀物料中各級粒度所占的數(shù)量。常以占總量的百分數(shù)來表示。由不間斷的各級粒度所組成的稱連續(xù)級配；只由某幾級粒度所組成的稱間斷級配。合理的顆粒級配是使陶瓷配料獲得低氣孔率的重要途徑。
權利要求
1.一種建筑固體廢棄物徹底無害化資源化處理工藝，其特征是采用建筑固體廢棄物通過成 型、干燥、燒結獲得物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的陶瓷產(chǎn)品；且燒結溫度在1000 1200°C。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種建筑固體廢棄物徹底無害化資源化處理工藝，其特征是同時再加入塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害金屬離子固化齊U、燒結助劑、造孔劑；且總物料重量百分比為 (1)建筑固體廢棄物60 100%; (2)塑化成型劑O 30%;采用有助于成型和建筑固體廢棄物臨時固定的物質(zhì)，具有提高建筑固體廢棄物塑性和粘結能力作用的固體、液體物質(zhì)如粘土，建筑渣土、白水固體廢棄物、造紙黑液，生活垃圾； (3)有害物質(zhì)臨時吸收固化劑O 30%;即在低溫和成型時具有吸附建筑固體廢棄物中有害金屬離子、吸收過濾有害和異味的氣體及細菌的物質(zhì)，具有阻止成型和運輸、儲存工藝過程有害物質(zhì)和異味物質(zhì)擴散的作用，此類物質(zhì)如粘土中膨潤土、造紙白水固體廢棄物； (4)高溫穩(wěn)定燒成劑O 20%;具有拓寬陶瓷燒成溫度范圍和提高陶瓷燒成穩(wěn)定性的物質(zhì)，如在化學成分上含有氧化鋁成分的粘土、頁巖、礦山廢渣； (5)有害金屬離子固化劑O 30%;在燒成過程中能夠提高有害金屬他離子、其他有害成分被穩(wěn)定固化幾率的物質(zhì)或使有害金屬離子轉化為其無害離子狀態(tài)的物質(zhì)，如廢玻璃粉、玄武巖粉末、長石等、廢玻璃纖維、碳粉、煤粉、煤矸石、碳酸鈣(方解石、灰?guī)r)、白云巖、礦山固體廢棄物； (6)燒結助劑O 30%;提高陶瓷的燒結致密性，減小有害物質(zhì)被浸出幾率，降低陶瓷的燒成溫度物質(zhì)，如長石、廢玻璃、玄武巖粉末、花崗巖粉、礦山固體廢棄物； (7)造孔劑O 20%;提高陶瓷的氣孔率，減小陶瓷的容重，提高其保溫隔熱性能及蓄熱能，如各種有機固體廢棄物如農(nóng)田固體廢棄物、廢塑料、廢橡膠、廢紙。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的一種建筑固體廢棄物徹底無害化資源化處理工藝，其特征是按照如下流程實施 (1)、建筑固體廢棄物經(jīng)粗碎、分選、粉磨至合適的粒度和相應的粒度級配；建筑固體廢棄物，根據(jù)其在成型性能，和燒成過程中不同溫度下燒成情況如燒失量、膨脹系數(shù)、礦物成分變化，按比例加入塑化成型劑、有害物質(zhì)臨時吸收固化劑、高溫穩(wěn)定燒成劑、有害離子固化劑、燒結助劑、造孔劑等添加劑和一定量的水，再經(jīng)強力混合機混合均勻后，送入均化池內(nèi)或均化倉內(nèi)進行陳腐均化； (2)、陳腐或均化好的物料，再補充添加部分水，進行強力捏合、練泥，最后經(jīng)擠出機擠出成型陶瓷坯體或直接造粒、采用壓機壓制成型陶瓷濕坯。
(3)、將成型后的濕坯置于隧道式、室式或輥道式干燥器或干燥窯中進行干燥；干燥后的坯體置于高溫隧道窯、輥道窯或其他形式的窯爐如輪窯、倒焰窯、梭式窯中經(jīng)高溫燒成獲得陶瓷產(chǎn)品。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種建筑固體廢棄物徹底無害化資源化處理工藝，其特征是按照如下流程實施 (I)、建筑固體廢棄物，主要組成建筑廢磚塊50 60% ;建筑廢混凝土塊23 35% ;渣土 12 15%;其他5 10%，主要為生活垃圾、樹葉、雜草、木材、廢塑料、廢橡膠；建筑固體廢棄物經(jīng)齒輥式破碎機或鍔式破碎機粗碎至小于I厘米，混合均勻，剃除其中含有的金屬物質(zhì)，并采用風選選出其中含有的雜草、木材、廢塑料等有機物；將粗碎后的其他物料用雷蒙磨粉磨至全通過50目篩的粉料，其中通過325目篩的粉料大于25%，再將粉料送入均化倉進行均化；風選出的雜草、木材、植物秸桿、廢塑料、廢橡膠等有機固體廢棄物經(jīng)除金屬后，再經(jīng)撕碎機撕碎，和磨盤式磨粉機粉磨成全通過40目篩的粉料，獲得機固體廢棄物粉末作為造孔劑和內(nèi)燃原料備用； 建筑固體廢棄物經(jīng)礦物物相分析和陶瓷成型、燒成實驗發(fā)現(xiàn)為非單獨穩(wěn)定燒成型建筑固體廢棄物，需補充添加其他添加劑； (2)、建筑固體廢棄物機粉末與有機固體廢棄物粉末按質(zhì)量比87 93%7 13%，稱量混合后，再外加入2%廢玻璃、5%長石粉末、100目白云石粉末或碳酸鈣粉末、8%的80目膨潤土粉末以及適量水，稱量配比，利用強力混合機混合均勻，送入均化倉或均化池，進行42 72小時的陳腐、均化，然后再補加適量水，經(jīng)強力捏泥、練泥后，采用真空擠出機擠出 成型陶瓷濕坯； (3)、成型后的陶瓷濕坯體，采用隧道式干燥窯進行干燥，當陶瓷坯體干燥至含水率低于2%后，再送入高溫隧道窯經(jīng)27 35小時、溫度1070 1130°C燒成，獲得孔洞率40 65%，氣孔率15 45%、三點彎曲強度為6 25MPa的多孔陶瓷，其有害金屬離子溶出量小于I. 2mg/kg,用于陶瓷蓄熱體、廢水和廢氣處理的過濾材料及建筑的節(jié)能保溫材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑固體廢棄物徹底無害化、資源化處理工藝，其特征是采用建筑固體廢棄物通過成型、干燥、燒結獲得物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的陶瓷產(chǎn)品；且燒結溫度在1000～1200℃。本發(fā)明利用建筑固體廢棄物穩(wěn)定大批量生產(chǎn)各種陶瓷產(chǎn)品，產(chǎn)品的主要指標三點彎曲強度大于2～50MPa，氣孔率0.1～70％，孔洞率0～80％的產(chǎn)品。采用此工藝技術可以實現(xiàn)建筑固體廢棄物和其他領域的固體廢棄物的大規(guī)模、批量化、快速處理處置，并實現(xiàn)徹底無害化、有毒有害物質(zhì)永久固化。
文檔編號C04B38/06GK102838378SQ20121030295
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權日2012年8月23日
發(fā)明者林永淳, 師曉明, 湯利剛, 張軍倉 申請人:陜西寶深機械(集團)有限公司