本實(shí)用新型屬于固體廢棄物資源化利用和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用固廢制備環(huán)保建筑板材的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷快速推進(jìn)，采礦、冶金、電力、化工等行業(yè)大量的固體廢棄物已經(jīng)占用了越來越多的珍貴土地資源，并對環(huán)境造成巨大的污染，“十三五”規(guī)劃將煤矸石、尾礦、冶煉渣、赤泥、副產(chǎn)石膏、粉煤灰列為主要關(guān)注的固廢處理對象。泡沫混凝土又叫發(fā)泡水泥，是將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到有水泥基膠凝材料、集料、摻和料、外加劑和水等制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注、自然養(yǎng)護(hù)而成的輕質(zhì)多孔混凝土制品，它具備以下優(yōu)點(diǎn)：具有耐壓強(qiáng)度和抗老化性；具有較好的輕量性；隔音性好；耐高溫性好；能提高保溫層的穩(wěn)固性和壽命；環(huán)保性能好；隔熱性好，是普通水泥的20-30倍；施工簡單；防潮性好；結(jié)合性好；施工速度快；整體性好；具有抗?jié)B的作用；具有一定的防火性。由于發(fā)泡混凝土的良好的保溫隔熱性能和吸聲隔聲性能，所以，發(fā)泡混凝土被廣泛應(yīng)用于屋面保溫隔熱、地面保溫隔熱領(lǐng)域以及作為極好的吸聲材料使用。但是，發(fā)泡混凝土仍然存在導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫效果較差，不能與有機(jī)板材相媲美的弊端。而且，泡沫混凝土的強(qiáng)度不如普通混凝土，難以應(yīng)用于某些對強(qiáng)度要求較高的場合。如，采用鋼結(jié)構(gòu)和混凝土等裝配式建筑，對建筑板材的性能要求很高，不但要求建筑板材具有良好的保溫、隔音性能，還應(yīng)該具有較高的強(qiáng)度，以提高裝配式建筑的使用壽命。人們生活品質(zhì)在逐漸提升，對裝修中產(chǎn)品的環(huán)保性和品質(zhì)提出了更高的要求。但是現(xiàn)在裝修材料中會有較多的甲醛的釋放，對人體產(chǎn)生一定的危害。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種利用固廢制備環(huán)保建筑板材的系統(tǒng)和方法，該方法中，制備建筑板材的原料主要來源于電廠、冶金行業(yè)的脫硫產(chǎn)品，采煤行業(yè)的煤矸石，化工廠產(chǎn)生的電石渣等，原料成本低。該方法不但對工業(yè)固廢進(jìn)行了再利用，避免了對環(huán)境的污染，同時生產(chǎn)的高性能建筑板材可以用作建筑內(nèi)外墻、建筑裝飾材料等。為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種利用固廢制備環(huán)保建筑板材的系統(tǒng)，包括破碎機(jī)、烘干器、粉磨機(jī)、均化設(shè)備、回轉(zhuǎn)窯以及配料裝置，煤矸石經(jīng)所述破碎機(jī)破碎后，輸送進(jìn)入烘干器進(jìn)行烘干，將脫硫石膏、鋁灰和電石渣輸送至烘干器進(jìn)行烘干；將烘干得到的物料按設(shè)定比例混合后在粉磨機(jī)中粉磨，然后輸送至均化設(shè)備中均化后，輸送至回轉(zhuǎn)窯煅燒，回轉(zhuǎn)窯中投入經(jīng)過粉磨的煤粉，燃燒提供熱量，得到基體材料；將基體材料、活性炭、添加劑和水在配料裝置中按一定比例混合，將得到的混合料在模具中成型，得到面層；將基體材料、木屑、添加劑和水在配料裝置中按一定比例混合，將得到的混合料在面層上成型、養(yǎng)護(hù)，得到板材成品。該系統(tǒng)利用了脫硫石膏、鋁灰、電石渣和煤矸石等工業(yè)固廢生產(chǎn)高水充填材料，替代了大量優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源的使用，同時避免了固體廢棄物對土地資源的占用和污染，實(shí)現(xiàn)了大宗工業(yè)固體廢棄物的資源化綜合利用。利用工業(yè)固廢制備的基體材料與活性炭和其他添加劑配合，制備得到的板材不但可以吸附裝修中產(chǎn)生的甲醛等有害氣體，而且活性炭疏松多孔，降低了板材的密度，制備得到的板材具有輕質(zhì)、保溫性能好以及強(qiáng)度高的優(yōu)勢。該系統(tǒng)的設(shè)置，使各個組分經(jīng)粉磨、均化、煅燒后即可得到基體材料。優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口連接有余熱回收設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯中排放的煙氣對余熱回收設(shè)備中的水加熱，得到的高溫蒸汽通入所述烘干器中作為加熱介質(zhì)。余熱回收設(shè)備的利用可以回收煙氣中含有的大量的熱量，避免了熱量的浪費(fèi)，同時對物料進(jìn)行加熱烘干，實(shí)現(xiàn)了余熱利用，降低了能耗。一種利用固廢制備環(huán)保建筑板材的方法，包括如下步驟：1)將煤矸石粉碎后烘干，并將脫硫石膏、鋁灰和電石渣烘干；2)將各種烘干后的物料按設(shè)定比例混合后，粉磨、均化；3)將粉磨、均化后的物料輸送進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中煅燒，煅燒溫度為1250-1300℃，煅燒時間為60-80min，得到基體材料；4)將基體材料與活性炭、木屑、短纖維、添加劑和水按一定比例混合后，鋪裝成面層和主體層、養(yǎng)護(hù)，制得環(huán)保建筑板材；所述添加劑包括緩凝劑和發(fā)泡劑，緩凝劑和發(fā)泡劑的質(zhì)量比為：0.5-2；其中，脫硫石膏、鋁灰、電石渣和煤矸石的質(zhì)量比為：12-15:15-20:20-30:25-30；面層中，基體材料、活性炭、添加劑和水的質(zhì)量比為：35-43:11-16:1.0-1.8:30-35；主體層中，基體材料、木屑、短纖維、添加劑和水的質(zhì)量比為：35-43:20-30:3-8:1.0-1.8:30-35。該方法中利用了煤矸石、脫硫石膏、鋁灰和電石渣等工業(yè)固廢代替優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源，來制備高性能環(huán)保建筑板材，避免了固體廢棄物對土地資源的占用和污染，實(shí)現(xiàn)了大宗工業(yè)固體廢棄物的資源化綜合利用，大大降低了高性能建筑板材的制備成本。當(dāng)脫硫石膏、鋁灰、電石渣和煤矸石的質(zhì)量比為12-15:15-20:20-30:25-30，煅燒的溫度為1250-1300℃，煅燒時間為60-80min，制備的基體材料的化學(xué)組成，如表1所示：表1基體材料的化學(xué)組成化學(xué)成分SiO2Al2O3CaOSO3Fe2O3含量5～1434～4135～438～161～2.5當(dāng)以該基體材料為核心材料，輔以一定質(zhì)量配比的活性炭、水、木屑、短纖維、緩凝劑和發(fā)泡劑時，無需在其中添加粉煤灰、硅灰等物質(zhì)，制備的建筑板材仍然具有很高的強(qiáng)度，能滿足裝配式建筑的承重的要求。而且，在基體材料中加入了一定量的活性炭，活性炭可以對空氣中的甲醛等有害氣體產(chǎn)生吸附作用，是一種新型的環(huán)保板材。同時，由于活性炭疏松多孔，且在板材中加入了大量的木屑等質(zhì)地較輕的材料，制備得到發(fā)泡建筑板材不但具有較好的保溫性能，而且制備的板材具有密度較小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于裝配式建筑的使用。所述環(huán)保建筑板材的制備方法，包括如下步驟：首先將基體材料、活性炭、水和添加劑按照35-43:11-16:1.0-1.8:30-35配成漿料，漿料密度控制在1.2-1.5g/cm3，并在模具上鋪成厚度為1-2mm的料層，得到面層；然后將基體材料、木屑、纖維、添加劑和水按照35-43:20-30:3-8:1.0-1.8:30-35混合配制成料漿，料漿密度控制在0.9-1.2g/cm3，將此料漿平鋪在面層上，鋪裝成設(shè)定厚度，即得主體層；最后將制備得到的濕板養(yǎng)護(hù)24-48小時，即成所要求的板材。優(yōu)選的，步驟3)中，所述基體材料的主要化學(xué)組成為：SiO25～14％，Al2O334～41％，CaO35～43％，SO38～16％，F(xiàn)e2O31～2.5％。優(yōu)選的，步驟3)中，所述基體材料以硫鋁酸鈣(3CaO·3Al2O3·CaSO4)和硅酸二鈣(2CaO·SiO2)為主要礦物物相，所占比例分別為30～50％和35～55％。優(yōu)選的，所述緩凝劑占基體材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5％-1.0％。緩凝劑是一種降低水泥水化速度和水化熱、延長凝結(jié)時間的添加劑。優(yōu)選的，所述發(fā)泡劑占基體材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5％-1.0％。發(fā)泡劑為使建筑板材成孔的物質(zhì)。該發(fā)泡劑尤其適用于制備的基體材料，可以使產(chǎn)生的氣孔的孔徑小、孔形圓、孔分散的均勻性好。使制備的建筑板材的保溫、隔音以及強(qiáng)度都較好。優(yōu)選的，所述短纖維的長度為20-50mm。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，在該長度范圍內(nèi)的短纖維，對提高建筑板材的強(qiáng)度，效果尤為明顯。對短纖維的種類沒有特別的要求，可以為常用的合成短纖維，如尼龍、聚酯、芳綸和玻璃纖維等，也可以為天然纖維，如纖維素纖維等。優(yōu)選的，步驟3)中，還包括利用回轉(zhuǎn)窯中排放的高溫?zé)煔鈱λM(jìn)行加熱獲取高溫蒸汽，并將高溫蒸汽對物料進(jìn)行加熱烘干的步驟。可以有效回收高溫?zé)煔庵械挠酂?，避免了熱量的浪費(fèi)，同時節(jié)省了能耗，降低了生產(chǎn)成本。上述制備方法制備得到的強(qiáng)硫鋁酸鹽基環(huán)保建筑板材。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果為：(1)原材料取自于大宗工業(yè)固體廢棄物，成本幾近為零，既避免了對土地資源的占用，又能替代大量優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)了大宗工業(yè)固體廢棄物的資源化綜合利用。(2)由于煅燒基體材料所需溫度為1250～1300℃之間，低于煅燒硅酸鹽水泥的溫度100-200℃，在回轉(zhuǎn)窯的尾部加裝余熱回收利用設(shè)備，對進(jìn)入窯的生料進(jìn)行烘干，較大幅度的減少能源的使用量，從而能在根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。(3)環(huán)保建筑板材性能優(yōu)異，可以對環(huán)境中的甲醛等有害氣體進(jìn)行吸附，同時具備良好的保溫性能、隔音性能和承重強(qiáng)度，即可單獨(dú)作為內(nèi)外墻施工和裝修，又可作為集成化建筑的基礎(chǔ)墻體材料，與國家大力發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)化政策相符。附圖說明圖1為本實(shí)用新型方法的工藝流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1將鋁灰、電石渣、脫硫石膏進(jìn)行烘干，使含水率小于等于5％。將煤矸石進(jìn)行粉碎，與鋁灰、電石渣、脫硫石膏進(jìn)行配料，以固體物質(zhì)計(jì)，煤矸石占25重量份，脫硫石膏占13重量份，電石渣占20重量份，鋁灰占17重量份。各個組分經(jīng)配合粉磨、均化后，輸送進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中煅燒，煅燒溫度為1250℃，煅燒時間為70分鐘，制得基體材料。取35重量份的基體材料，加入11重量份的活性炭，1重量份的緩凝劑和起泡劑的混合液，再加入30重量份的工業(yè)水配制成料漿，進(jìn)行面層鋪裝，面層的厚度為1.5mm。取20重量份的基體材料，21重量份的木屑，4重量份的短纖維，1.2重量份的緩凝劑和起泡劑的混合液，再加入32重量份的工業(yè)水配制成料漿，進(jìn)行主體層鋪裝，成型后送入溫度為20℃，濕度為98％的一次養(yǎng)護(hù)窯中養(yǎng)護(hù)24小時，然后進(jìn)行脫模，脫模后的板材送入溫度為25℃，濕度為98％的二次養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)48小時，制成板材成品。實(shí)施例2將鋁灰、電石渣、脫硫石膏進(jìn)行烘干，使含水率小于等于5％。將煤矸石進(jìn)行粉碎，與鋁灰、電石渣、脫硫石膏進(jìn)行配料，以固體物質(zhì)計(jì)，煤矸石占30重量份，脫硫石膏占15重量份，電石渣占30重量份，鋁灰占20重量份。各個組分經(jīng)配合粉磨、均化后，輸送入中空窯中煅燒，燒成溫度為1300℃，煅燒時間為70分鐘。取39重量份的基體材料，加入13重量份的活性炭，1.1重量份的緩凝劑和起泡劑的混合液，再加入34重量份的工業(yè)水配制成料漿，進(jìn)行面層鋪裝，面層的厚度為1.7mm。取35重量份的基體材料，25重量份的木屑，6重量份的短纖維，1.4重量份的緩凝劑和起泡劑的混合液，再加入34重量份的工業(yè)水配制成料漿，進(jìn)行主體層鋪裝。成型后送入溫度為20℃，濕度為98％的一次養(yǎng)護(hù)窯中養(yǎng)護(hù)24小時，然后進(jìn)行脫模，脫模后的板材送入溫度為25℃，濕度為98％的二次養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)48小時，制成成品。實(shí)施例3將鋁灰、電石渣、脫硫石膏進(jìn)行烘干，使含水率小于等于5％。將煤矸石進(jìn)行粉碎，與鋁灰、電石渣、脫硫石膏進(jìn)行配料，以固體物質(zhì)計(jì)，煤矸石占27重量份，脫硫石膏占12重量份，電石渣占20重量份，鋁灰占17重量份。各個組分經(jīng)配合粉磨、均化后，輸送入中空窯中煅燒，燒成溫度為1300℃，煅燒時間為80分鐘。取41重量份的基體材料，加入14重量份的活性炭，1.6重量份的緩凝劑和起泡劑的混合液，再加入30重量份的工業(yè)水配制成料漿，進(jìn)行面層鋪裝，面層的厚度為1mm。取40重量份的基體材料，30重量份的木屑，8重量份的短纖維，1.8重量份的緩凝劑和起泡劑的混合液，再加入30重量份的工業(yè)水配制成料漿，進(jìn)行主體層鋪裝。成型后送入溫度為20℃，濕度為98％的一次養(yǎng)護(hù)窯中養(yǎng)護(hù)24小時，然后進(jìn)行脫模，脫模后的板材送入溫度為25℃，濕度為98％的二次養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)48小時，制成成品。實(shí)施例1-3制備的板材成品的性能如表2所示。表2高性能建筑板材物理指標(biāo)實(shí)測值上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3