本發(fā)明涉及化工、建材技術(shù)及大宗工業(yè)固廢與城市污泥的資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)治理領(lǐng)域，具體涉及利用城市廢物和工業(yè)固廢建筑3D打印材料的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：3D打印正作為一種迅猛發(fā)展的全新制造技術(shù)影響人們的生產(chǎn)和生活。建筑3D打印技術(shù)具有?；咝?、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、精準(zhǔn)加工、個(gè)性化制作、不產(chǎn)生建筑垃圾等突出特色，被認(rèn)為將會(huì)顛覆傳統(tǒng)建筑模式，把建筑業(yè)完全帶進(jìn)數(shù)字時(shí)代。建筑3D打印技術(shù)的核心關(guān)鍵是所用的打印油墨材料，目前3D打印建筑所采用的材料還不成熟，目前各國(guó)試驗(yàn)的3D打印建筑多為1～2層。這樣的建筑材料抗壓強(qiáng)度可在1.5～3.5MPa就能使建筑物矗立，即可達(dá)到臨時(shí)應(yīng)用或展覽的目的，在日本、美國(guó)，1～2層建筑就能滿足住宅建設(shè)需要，而在其他國(guó)家和地區(qū)，多層、小高層、高層及超高層建筑量大面廣，需求巨大。但要是打印材料能滿足多層甚至小高層建筑在7度地震烈度地區(qū)的安全要求，則適于建筑3D打印材料的最低抗壓強(qiáng)度要達(dá)到20.0MPa，要滿足高層、超高層建筑在相同地震烈度地區(qū)的安全要求，抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到35.0MPa以上。荷蘭人采用樹脂及塑料類的材料，美國(guó)人采用樹脂砂漿類、黏土類、混凝土類材料進(jìn)行3D打印建筑。其材料成本較高，嚴(yán)重制約著建筑3D打印技術(shù)的發(fā)展及推廣。改革開放以來，隨著我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，進(jìn)而產(chǎn)生大量各種有毒有害的工業(yè)固體廢棄物，并且其數(shù)量還在不斷上升。大宗工業(yè)固體廢棄物，簡(jiǎn)稱大宗固廢，是指我國(guó)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中年產(chǎn)生1000萬噸以上對(duì)環(huán)境和安全影響較大的工業(yè)固體廢物，主要包括赤泥、脫硫石膏、冶煉渣、尾礦砂和煤矸石等。同樣的，隨著我國(guó)城市人口的增加和規(guī)模擴(kuò)大，城市污水處理難度日益增大，根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，截至2015年9月底，全國(guó)城鎮(zhèn)建成了3830座污水處理廠，高達(dá)1.62億m3/d的污水處理能力，伴生污泥突破3000萬噸/年。而污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的一種含水率很高的廢棄物，其成分主要含有各種微生物以及有機(jī)、無機(jī)顆粒組成的絮狀物，含有大量的有毒有害物質(zhì)，如寄生蟲卵、病原微生物及重金屬離子等。一般來講，污泥風(fēng)干后的主要成分是二氧化硅、白云母、淡云母、多硅白云母、高嶺土等，這些礦物晶體主要是由鋁、鐵、鎂等金屬元素組成的，且是類似粘土的、具有極細(xì)顆粒的礦物質(zhì)。污泥污染物往往具有長(zhǎng)期毒性和不可降解性，若不加處理而無序排放，將通過大氣、水和土壤等介質(zhì)進(jìn)入食物鏈，成為危險(xiǎn)的二次污染源，對(duì)人類健康和生態(tài)造成危害。根據(jù)《中國(guó)污泥處理處置市場(chǎng)分析報(bào)告(2016版)》可知，2015年全國(guó)濕污泥無害化處理率平均值為32％，與實(shí)際需求之間還存在較大差距。因此，在污水處理領(lǐng)域中，污泥處置也成為當(dāng)今一大難題。目前常用的污泥處置技術(shù)主要有厭氧消化、好氧發(fā)酵、深度脫水、熱干化、石灰穩(wěn)定、焚燒和碳化等。但這些技術(shù)并不能徹底地、同時(shí)地實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化與資源化，總會(huì)產(chǎn)生諸多后續(xù)問題，比如耗能大、技術(shù)操作過程產(chǎn)生惡臭氣污染環(huán)境、焚燒尾氣產(chǎn)生二惡英等有毒氣體等等問題。當(dāng)前為了對(duì)污泥進(jìn)行資源化利用，需要先對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水，將其含水率降低到50％左右，然而污泥脫水設(shè)備投資高，后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也較高并且造成大量水資源浪費(fèi)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于處理赤泥、脫硫石膏等固廢協(xié)同處置城市濕污泥和礦化垃圾制備建筑3D打印材料，提供利用城市廢物和工業(yè)固廢建筑3D打印材料的系統(tǒng)及方法，既處理赤泥、脫硫石膏等固廢協(xié)同處置城市濕污泥和礦化垃圾同時(shí)又能夠生產(chǎn)建筑3D打印材料。該系統(tǒng)和方法不僅實(shí)現(xiàn)工業(yè)固廢再利用、工業(yè)固廢和城市廢物物化的綜合利用和污染零排放，還降低了建筑3D打印材料的生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：利用城市廢物和工業(yè)固廢制備建筑3D打印材料的方法，城市污水處理廠產(chǎn)生的濕污泥無需脫水直接與礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏、電石渣和工業(yè)水進(jìn)行混合形成混合液，混合液中濕污泥、礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為5～10:5～10:15～30:10～20:30～60，保持混合液中的固液比為1:3～1:4，對(duì)所述混合液進(jìn)行濕法粉磨后再進(jìn)行均化處理并脫堿，均化處理溫度為60～70℃，均化處理后的物料經(jīng)過機(jī)械壓濾脫水，然后將壓濾后的物料進(jìn)行高溫煅燒獲得建筑3D打印材料前驅(qū)體，將建筑3D打印材料前驅(qū)體、脫硫石膏和石灰石混合后進(jìn)行粉磨獲得基體材料，最后向基體材料中添加細(xì)骨料、摻和料、減水劑、調(diào)凝劑及穩(wěn)定劑即可獲得建筑3D打印材料。其中，生產(chǎn)建筑3D打印材料前驅(qū)體之前的脫硫石膏按上述干重比進(jìn)行添加，生產(chǎn)建筑3D打印材料前驅(qū)體之后的脫硫石膏按常規(guī)工藝進(jìn)行添加。礦化垃圾是生活垃圾填埋多年后，經(jīng)過物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，可降解的物質(zhì)基本降解完全，垃圾的性質(zhì)和組分相對(duì)穩(wěn)定，形成的一種類似土壤的物質(zhì)。礦化垃圾的鹽分和含水率較大，但堿含量不大，另外還有少部分的有機(jī)物。礦化垃圾在填埋場(chǎng)中填埋多年，基本達(dá)到穩(wěn)定化。穩(wěn)定后的礦化垃圾已可進(jìn)行開采利用作為建筑材料使用，使用前也需要進(jìn)行預(yù)處理。如果能將這部分垃圾開采出來進(jìn)行資源化利用，不僅能夠變廢為寶，還能擴(kuò)大垃圾場(chǎng)的填埋容量，在延長(zhǎng)已封場(chǎng)填埋場(chǎng)使年限的同時(shí)，還可以節(jié)將寶貴的土地資源。隨著我國(guó)城市建設(shè)速度不斷加快，垃圾處理成為亟待解決的環(huán)境問題，而越來越多的礦化垃圾在填埋場(chǎng)中填埋，既占用大量寶貴的土地，又不能資源化利用。垃圾經(jīng)多年填埋已成為礦化垃圾，有毒有害物質(zhì)降解完全，有機(jī)質(zhì)含量較多，可燃物具有很高的熱值。為建設(shè)美麗中國(guó)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對(duì)這些放錯(cuò)位的資源進(jìn)行深入研究，變廢為寶意義重大。首先，本發(fā)明中所述的濕污泥的含水量為99％。由于城市濕污泥中含有大量的鋁、鐵、鎂等金屬元素及硅等非金屬元素，能夠與赤泥、電石渣和脫硫石膏中的鈣、硫、鋁等元素進(jìn)行化學(xué)互補(bǔ)，然后再加入礦化垃圾進(jìn)行補(bǔ)充，使之互補(bǔ)出建筑3D打印材料必須的原料，從而在化學(xué)結(jié)構(gòu)上使利用城市濕污泥、礦化垃圾、赤泥、電石渣和脫硫石膏制備建筑3D打印材料成為可能。其次，城市濕污泥中的含水量為99％，即城市濕污泥中含有大量水，而且電石渣與礦化垃圾中也含有較多水分，利用城市濕污泥、電石渣和礦化垃圾中的水與赤泥和脫硫石膏固體廢棄物進(jìn)行固液混合，實(shí)現(xiàn)原料物理形態(tài)的互補(bǔ)，不僅免除了城市濕污泥處理的脫水工藝，降低城市濕污泥脫水費(fèi)用和能耗，而且降低了固體物料均化處理的進(jìn)水工藝進(jìn)水量，節(jié)約了大量的水資源；實(shí)現(xiàn)城市濕污泥處理的脫水工藝與固體物料均化處理的進(jìn)水工藝的工藝互補(bǔ)，節(jié)約了工藝流程，降低了廢物處理的成本，同時(shí)還能夠獲得高性能的建筑3D打印材料。第三，礦化垃圾中存在的有機(jī)物具有較高的熱值，能夠代替煤燃料為后續(xù)的高溫煅燒提供能量，從而降低了能源的使用量，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)濕污泥、礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為：5～10:5～10:15～30:10～20:30～60時(shí)，煅燒得到的3D打印材料前驅(qū)體與細(xì)骨料、摻合料、減水劑、復(fù)合調(diào)凝劑和穩(wěn)定劑合理配合，制得的建筑3D打印材料具有較短的凝結(jié)時(shí)間，且具有較高的抗壓和抗折強(qiáng)度，是一種成本低、性能好的建筑3D打印材料。本發(fā)明保持均化池內(nèi)的固液比為1:3～1:4，能夠使?jié)穹ǚ勰コ浞诌M(jìn)行，既控制物料細(xì)度，又降低粉磨耗能。均化處理溫度為60～70℃能夠使?jié){液去除可溶性雜質(zhì)及原赤泥脫堿。本發(fā)明中所述的均化處理的目的是去除物料中的可溶性雜質(zhì)，并脫除赤泥中的氧化鈉和氧化鉀。本發(fā)明中所述干重為物料完全去水后的重量。本發(fā)明中所述的濕法粉磨是物料在水中進(jìn)行的粉磨。本發(fā)明中所述的工業(yè)水為經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)適用的廢水或中水等。本發(fā)明中所述的脫硫石膏為電廠脫硫后的副產(chǎn)石膏。本發(fā)明中所述的赤泥為氧化鋁廠排放的廢棄物赤泥。優(yōu)選的，壓濾后的壓濾液進(jìn)行石灰殺菌。進(jìn)一步優(yōu)選的，石灰殺菌后的固體殘?jiān)斔椭辆?。進(jìn)一步優(yōu)選的，石灰殺菌后的清液經(jīng)過加熱后作為均化池的熱源。優(yōu)選的，所述建筑3D打印材料前驅(qū)體中，堿度系數(shù)Cm為0.95～0.98；鋁硫比P為2.1～3.5；鋁硅比n為2.5～3.5；式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3均為前驅(qū)體中各氧化物的百分含量(公式以外所述的Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3分別為相應(yīng)化學(xué)成分)。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述建筑3D打印材料前驅(qū)體的化學(xué)組成如表1所示。表1建筑3D打印材料前驅(qū)體的化學(xué)組成(wt％)品種SiO2Al2O3CaOSO3Fe2O3CSA3～1028～4036～438～151～3進(jìn)一步優(yōu)選的，所述建筑3D打印材料前驅(qū)體。的主要礦物組成為：表2建筑3D打印材料前驅(qū)體的主要礦物組成(wt％)SAMP表示建筑3D打印材料前驅(qū)體。進(jìn)一步優(yōu)選的，f-CaO小于0，f-SO3為0.3～2.5。游離氧化鈣f-CaO含量高會(huì)造成安定性不良而是強(qiáng)度降低，因此其含量應(yīng)嚴(yán)格控制在0甚至0以下。f-SO3含量為0.3～2.5合適，前驅(qū)體中允許有過量的CaSO4存在。f-CaO＝CaO-1.87×SiO2-1.4×Fe2O3-0.7×TiO2-0.73×(Al2O3-0.64×Fe2O3)；式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3、均為前驅(qū)體中各化合物的百分含量(公式以外所述的Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3、分別為相應(yīng)化學(xué)成分)。獲得的建筑3D打印材料前驅(qū)體以硫鋁酸鈣(3CaO·3Al2O3·CaSO4，簡(jiǎn)式)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2，簡(jiǎn)式C2S)和鐵相(主要為4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡(jiǎn)式C4AF)為主要礦物。優(yōu)選的，所述基體材料的比表面積為400～450kg/m2。采用0.08mm方孔篩篩余百分?jǐn)?shù)控制在3％以下，即可保證基體材料的比表面積為400～450kg/m2。優(yōu)選的，以質(zhì)量份計(jì)，基體材料100份，摻和料20份，減水劑1份，調(diào)凝劑3.5份，穩(wěn)定劑1份，細(xì)骨料100份。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述摻和料為礦渣粉。添加礦渣粉，首先能夠減少基體材料的添加量；其次能夠降低混凝土水化熱，提高建筑3D打印材料的強(qiáng)度；最后能夠善建筑3D打印材料的微觀結(jié)構(gòu)，使建筑3D打印材料漿體的空隙率明顯下降，強(qiáng)化了集料界面的粘結(jié)力，使得建筑3D打印材料的物理力學(xué)性能大大提高。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述減水劑為聚羧酸減水劑。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述調(diào)凝劑為早強(qiáng)劑與緩凝劑的混合物。更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述早強(qiáng)劑與所述緩凝劑的質(zhì)量比為3:4。更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述早強(qiáng)劑為碳酸鋰，所述緩凝劑為四硼酸鈉。優(yōu)選的，進(jìn)行濕法粉磨后的物料的細(xì)度小于0.20mm。優(yōu)選的，采用煤粉燃燒產(chǎn)生的能量作為所述高溫煅燒的熱源。優(yōu)選的，所述高溫煅燒的煅燒溫度1250℃～1350℃，煅燒時(shí)間0.5～1h。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收。本發(fā)明所述的余熱回收是指通過換熱設(shè)備將高溫?zé)煔庵械臒崃拷粨Q至循環(huán)水，使循環(huán)水變?yōu)闊崴瑢?shí)現(xiàn)利用高溫?zé)煔庵械臒崮?。更進(jìn)一步優(yōu)選的，經(jīng)過余熱回收后的煙氣經(jīng)過除塵后排放。防止固體小顆粒排入空氣中，造成空氣質(zhì)量的降低。更進(jìn)一步優(yōu)選的，經(jīng)過余熱回收后的熱水作為均化處理的熱源。能夠提高能源的有效利用，降低生產(chǎn)成本。本方法工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備可靠、安全科學(xué)，可徹底地、同時(shí)地實(shí)現(xiàn)高含水率的城市濕污泥、礦化垃圾與大宗固廢的減量化、穩(wěn)定化、無害化與資源化，并可節(jié)約大量水資源與能源，從而會(huì)產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。利用城市廢物和工業(yè)固廢制備建筑3D打印材料的系統(tǒng)，包括均化池、濕法粉磨機(jī)、壓濾機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、粉磨機(jī)及熱水儲(chǔ)罐，赤泥、脫硫石膏、電石渣、濕污泥、礦化垃圾和工業(yè)水進(jìn)入濕法粉磨機(jī)進(jìn)行粉磨，再進(jìn)入均化池進(jìn)行均化處理并脫堿，接著進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械壓濾，壓濾后的固體物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫煅燒獲得建筑3D打印材料前驅(qū)體，建筑3D打印材料前驅(qū)體、脫硫石膏和石灰石輸送至粉磨機(jī)進(jìn)行混合粉磨獲得基體材料，向基體材料添加細(xì)骨料、摻和料、減水劑、調(diào)凝劑及穩(wěn)定劑即可獲得建筑3D打印材料。本發(fā)明中所述的余熱回收裝置為間接式換熱器。例如管殼換熱器等。優(yōu)選的，包括石灰殺菌池，給均化池加熱后的熱水流至石灰殺菌池。進(jìn)一步優(yōu)選的，壓濾機(jī)流出的壓濾液流至石灰殺菌池。進(jìn)一步優(yōu)選的，石灰殺菌池中的固體殘?jiān)斔椭辆?。?yōu)選的，包括換熱器和水泵，水泵將給均化池加熱后的熱水輸送至換熱器加熱后回到熱水儲(chǔ)罐。進(jìn)一步優(yōu)選的，水泵將石灰殺菌池中的清液輸送至換熱器加熱，然后輸送至熱水儲(chǔ)罐。防止循環(huán)水中的雜質(zhì)堵塞管路，防止降低換熱效果。進(jìn)一步優(yōu)選的，回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入換熱器進(jìn)行余熱回收。更進(jìn)一步優(yōu)選的，包括除塵器，經(jīng)過余熱回收的高溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵。優(yōu)選的，包括攪拌機(jī)，基體材料、細(xì)骨料、摻和料、減水劑、調(diào)凝劑及穩(wěn)定劑在攪拌機(jī)中進(jìn)行機(jī)械攪拌后獲得建筑3D打印材料。本發(fā)明的有益效果為：1、本發(fā)明能夠生產(chǎn)建筑3D打印材料，可以大幅度提高大宗工業(yè)固廢與城市濕污泥、礦化垃圾的再生產(chǎn)品附加值，顯著降低了工藝的控制難度；2、本發(fā)明極大地降低了城市污泥脫水費(fèi)用與能耗；3、本發(fā)明基于廢棄物之間的物理、化學(xué)結(jié)合利用互補(bǔ)，充分利用濕污泥中的水分混合大宗固廢配料，節(jié)約大量水資源；4、本發(fā)明高溫尾氣余熱利用，更節(jié)能環(huán)保；5、本發(fā)明可從根本上更大程度地同時(shí)使大宗固廢、城市濕污泥及礦化垃圾的減量化、穩(wěn)定化、無害化與資源化。6、本發(fā)明制備的建筑3D打印材料具有高強(qiáng)、快硬、低堿、自應(yīng)力等特點(diǎn)，市場(chǎng)廣闊。經(jīng)過水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(GB/T17671-1999)測(cè)得2h抗壓強(qiáng)度為13.4MPa以上，3天和28天抗壓強(qiáng)度分別為39.6MPa以上及51.8MPa以上，初凝時(shí)間30min以下，終凝時(shí)間42min以下，完全符合建筑3D打印材料的使用要求。附圖說明圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。利用城市廢物和工業(yè)固廢制備建筑3D打印材料的系統(tǒng)，包括均化池、濕法粉磨機(jī)、壓濾機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、粉磨機(jī)及熱水儲(chǔ)罐，赤泥、脫硫石膏、電石渣、濕污泥、礦化垃圾和工業(yè)水進(jìn)入濕法粉磨機(jī)進(jìn)行粉磨，再進(jìn)入均化池進(jìn)行均化處理并脫堿，接著進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械壓濾，壓濾后的固體物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫煅燒獲得建筑3D打印材料前驅(qū)體，建筑3D打印材料前驅(qū)體、脫硫石膏和石灰石輸送至粉磨機(jī)進(jìn)行混合粉磨獲得基體材料，向基體材料添加細(xì)骨料、摻和料、減水劑、調(diào)凝劑及穩(wěn)定劑即可獲得建筑3D打印材料。所述的余熱回收裝置為管殼換熱器。還包括石灰殺菌池，給均化池加熱后的熱水流至石灰殺菌池。壓濾機(jī)流出的壓濾液流至石灰殺菌池。石灰殺菌池中的固體殘?jiān)斔椭辆?。還包括換熱器和水泵，水泵將石灰殺菌池中的清液輸送至換熱器加熱，然后回到熱水儲(chǔ)罐。防止循環(huán)水中的雜質(zhì)堵塞管路，防止降低換熱效果?；剞D(zhuǎn)窯產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入換熱器進(jìn)行余熱回收。還包括除塵器，經(jīng)過余熱回收的高溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵。還包括攪拌機(jī)，基體材料、細(xì)骨料、摻和料、減水劑、調(diào)凝劑及穩(wěn)定劑在攪拌機(jī)中進(jìn)行機(jī)械攪拌后獲得建筑3D打印材料。其工藝流程為：如圖1所示，1.將赤泥、脫硫石膏、電石渣、礦化垃圾按配比經(jīng)自動(dòng)給料系統(tǒng)送入濕法粉磨機(jī)，同時(shí)通入城市污水處理廠消毒殺菌后的高含水率濕污泥與赤泥、脫硫石膏、電石渣、礦化垃圾混合，對(duì)混合液進(jìn)行攪拌，使固液比例控制在1:3～1:4之間，其中，混合液中濕污泥、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為5～10:5～10:15～30:10～20:30～60，并有備用工業(yè)水(經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)適用的廢水或中水等)保證固液比例達(dá)到要求；濕法粉磨機(jī)將混合液粉磨，使物料的細(xì)度小于0.20mm。2.將粉磨后的物料通入均化池，并將高溫?zé)崴ㄈ刖赝鈧?cè)，控制均化池內(nèi)溫度維持在60℃～70℃，然后進(jìn)行攪拌脫堿，通過成分校正，得到成分均勻的漿液。3.將步驟2均化處理后的物料通過機(jī)械壓濾機(jī)壓濾成濕物料，同時(shí)除掉生料中可溶性雜質(zhì)。壓濾液與均化池回水一起送入石灰殺菌池，處理后的固體殘?jiān)俜邓突鼐刈鳛榕淞鲜褂?；處理后的清液通過回水泵送入余熱利用設(shè)備生成熱水。6.壓濾后的濕物料經(jīng)干化(或者直接)送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，進(jìn)行高溫煅燒，煅燒溫度1250℃～1350℃，煅燒時(shí)間0.5～1h。7.將煤粉噴入回轉(zhuǎn)窯燃燒器內(nèi)進(jìn)行燃燒。8.利用煙氣余熱回收設(shè)備回收回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的煙氣熱量，以產(chǎn)生熱水，用以對(duì)均化池加熱。9.經(jīng)過余熱回收利用設(shè)備的窯尾煙氣經(jīng)過除塵設(shè)備后達(dá)標(biāo)排放。10.在回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的建筑3D打印材料前驅(qū)體，建筑3D打印材料前驅(qū)體中，堿度系數(shù)Cm為0.95～0.98；鋁硫比P為2.1～3.5；鋁硅比n為2.5～3.5；式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3均為前驅(qū)體中各氧化物的百分含量(公式以外所述的Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3分別為相應(yīng)化學(xué)成分)。所述建筑3D打印材料前驅(qū)體的化學(xué)組成如表1所示。所述建筑3D打印材料前驅(qū)體的主要礦物組如表2所示。f-CaO小于0，f-SO3為0.3～2.5。游離氧化鈣f-CaO含量高會(huì)造成安定性不良而是強(qiáng)度降低，因此其含量應(yīng)嚴(yán)格控制在0甚至0以下。f-SO3含量為0.3～2.5合適，前驅(qū)體中允許有過量的CaSO4存在。f-CaO＝CaO-1.87×SiO2-1.4×Fe2O3-0.7×TiO2-0.73×(Al2O3-0.64×Fe2O3)；式中Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3、均為前驅(qū)體中各化合物的百分含量(公式以外所述的Al2O3、SO3、SiO2、CaO、TiO2、Fe2O3、分別為相應(yīng)化學(xué)成分)。11.將建筑3D打印材料前驅(qū)體、脫硫石膏和石灰石按比例混合(脫硫石膏摻量為前驅(qū)體質(zhì)量的5％，石灰石的摻量不大于前驅(qū)體質(zhì)量的15％)，送入粉磨系統(tǒng)粉磨至比表面積400kg/m2(使得0.08mm方孔篩篩余百分?jǐn)?shù)控制在3％以下)，制備成基體材料。12.粉磨過程基體材料溫度會(huì)升高，為防止脫硫石膏脫水，粉磨過程中對(duì)磨機(jī)通風(fēng)散熱，同時(shí)對(duì)磨機(jī)筒體噴水，可使出磨基體材料降溫30～40℃。13.將基體材料摻加20wt.％的礦渣粉組成的復(fù)合膠凝材料做基質(zhì)，外加1.0wt.％的聚羧酸減水劑、由1.5wt.％的碳酸鋰(早強(qiáng)劑)和2.0wt.％的四硼酸鈉(緩凝劑)配制的復(fù)合調(diào)凝劑以及適量體積穩(wěn)定劑，與作為細(xì)骨料的標(biāo)準(zhǔn)砂按質(zhì)量比1:1進(jìn)行配制，其中水膠比(水膠比是用水量與基質(zhì)的比)為0.35，經(jīng)過機(jī)械攪拌后獲得建筑3D打印材料。由于建筑3D打印材料是一種創(chuàng)新材料，并沒有相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，建筑3D打印材料用于建筑領(lǐng)域，因而采用水泥相關(guān)檢測(cè)及實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行。<1>游離氧化鈣含量按GB176《水泥化學(xué)分析方法》測(cè)定<2>比表面積按GB/T8074《水泥比表面積測(cè)定法》測(cè)定<3>凝結(jié)時(shí)間按GB/T1346《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)定。<4>水泥膠砂流動(dòng)度按GB/T2419方法進(jìn)行測(cè)定。<5>強(qiáng)度按GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)定。<6>水泥自有膨脹率按JC/T313-2009《水泥自由膨脹率檢測(cè)方法》進(jìn)行測(cè)定。實(shí)施例1：采用上述系統(tǒng)及工藝進(jìn)行制備，其具體參數(shù)、計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)如下：以混合匹配后固液混合物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)，濕污泥、礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為8:12:25:15:40。將機(jī)械脫水生料直接輸送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，煅燒溫度為1310℃，煅燒時(shí)間為60分鐘，此時(shí)二惡英等有毒有害物質(zhì)都能很好的消除。然后煙氣經(jīng)余熱回收設(shè)備，對(duì)熱量進(jìn)行回收利用。最后對(duì)煙氣進(jìn)行除塵、煙氣處理，處理后的煙氣經(jīng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)二惡英等有害物質(zhì)。所得產(chǎn)品經(jīng)水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(GB/T17671-1999)測(cè)得2h抗壓強(qiáng)度為15.4MPa，3天和28天抗壓強(qiáng)度分別為44.3MPa和57.2MPa。初凝時(shí)間19min，終凝時(shí)間28min。符合建筑3D打印材料的使用要求。實(shí)施例2：采用上述系統(tǒng)及工藝進(jìn)行制備，其具體參數(shù)、計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)如下：以混合匹配后固液混合物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)，濕污泥、礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為8:15:20:12:45。將機(jī)械脫水生料直接輸送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，燒成溫度為1280℃，煅燒時(shí)間為60分鐘。處理后的煙氣經(jīng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)二惡英等有害物質(zhì)。經(jīng)水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，2h抗壓強(qiáng)度為14.2MPa，3天和28天抗壓強(qiáng)度分別為41.5MPa和54.5MPa。初凝時(shí)間24min，終凝時(shí)間35min。符合建筑3D打印材料的使用要求。實(shí)施例3：采用上述系統(tǒng)及工藝進(jìn)行制備，其具體參數(shù)、計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)如下：以混合匹配后固液混合物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)，濕污泥、礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為8:10:18:10:54。將機(jī)械脫水生料直接輸送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，燒成溫度為1300℃，煅燒時(shí)間為45分鐘。處理后的煙氣經(jīng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)二惡英等有害物質(zhì)。經(jīng)水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，2h抗壓強(qiáng)度為13.4MPa，3天和28天抗壓強(qiáng)度分別為39.6MPa和51.8MPa。初凝時(shí)間30min，終凝時(shí)間42min。符合建筑3D打印材料的使用要求。實(shí)施例4：采用上述系統(tǒng)及工藝進(jìn)行制備，其具體參數(shù)、計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)如下：以混合匹配后固液混合物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)，濕污泥、礦化垃圾、赤泥、脫硫石膏及電石渣的干重比為9:12:14:16.5:48.5。將機(jī)械脫水生料直接輸送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，燒成溫度為1300℃，煅燒時(shí)間為45分鐘。處理后的煙氣經(jīng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)二惡英等有害物質(zhì)。經(jīng)水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，2h抗壓強(qiáng)度為15.6MPa，3天和28天抗壓強(qiáng)度分別為44.6MPa和56.8MPa。初凝時(shí)間24min，終凝時(shí)間35min。符合建筑3D打印材料的使用要求。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3