利用多晶硅廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用多晶硅廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料及其制備方法，該材料以工業(yè)廢棄物多晶硅渣為主要原料，各組分質(zhì)量百分比如下：多晶硅渣30％～60％，水泥10％～30％，生石灰10％～35％，粉煤灰1～20％。利用漿體中的氫氧根與單質(zhì)鋁的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生H2制得氣孔，經(jīng)靜停發(fā)氣、預(yù)養(yǎng)、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)后得到產(chǎn)品。本發(fā)明制備輕質(zhì)多孔綠色建筑材料能大量的消耗多晶硅廢渣，減少環(huán)境污染，節(jié)省土地資源，變廢為寶，產(chǎn)品具有保溫、隔熱、吸聲等功能特性，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的房屋建造需求，應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利說明】
利用多晶硅廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及利用多晶硅廢渣制備輕質(zhì)多孔 綠色建筑材料的方法，屬于綠色建材制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 多晶硅廢渣是多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的一種工業(yè)固體廢棄物，主要成分是單質(zhì) 硅，同時含有少量的碳酸鈣、鋁鐵的非定型物和處理污水時使用的有機(jī)絮凝劑（聚丙烯酰 胺）。多晶硅是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，在電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機(jī)、錄 像機(jī)、電子計算機(jī)等基礎(chǔ)材料，同時多晶硅還是光伏產(chǎn)業(yè)的支柱材料。隨著國家工業(yè)發(fā)達(dá)程 度的提高，我國的多晶硅產(chǎn)量從2003年的400t躍迀到2013年的8.4萬t，然而每生產(chǎn)It多晶 硅就會產(chǎn)生7t左右的廢棄物。由于多晶硅廢渣中包含多種雜質(zhì)，其回收利用受到了限制，目 前主要的處理手段是填埋和堆放。大量多晶硅廢渣的堆積不僅侵占了日益緊缺的土地資 源，而且嚴(yán)重危害周邊的環(huán)境，如大氣、土壤、地下水等，多晶硅廢渣堆放的地方幾乎寸草不 生。該廢渣的處理與處置已威脅到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，給社會發(fā)展和國家環(huán)保部門也帶來 巨大的壓力。眾所周知，建筑材料的制備與生產(chǎn)在利廢方面有著巨大的潛力，能大量的消耗 工業(yè)廢棄物，變廢為寶。因此，將多晶硅廢渣用于建筑材料的制備將為其綜合利用開辟道 路。
[0003] 近年來，隨著人們生活水平的提高，對房屋的舒適度要求也越來越高，輕質(zhì)多孔建 筑材料得到了迅猛發(fā)展，主要有以下原因：（1)多孔材料導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫隔熱性能好；（2) 容重輕，可以降低建筑物自重和造價，有利于提高建筑物的抗震性；（3)吸聲效果好，減少噪 音污染。常用的輕質(zhì)多孔材料分為有機(jī)和無機(jī)兩種，有機(jī)材料因具有可燃性易引發(fā)火災(zāi)，對 人們的生命財產(chǎn)造成威脅，逐漸被國家相關(guān)部門予以淘汰，而無機(jī)多孔材料因具有良好的 耐火性而得到廣泛的推廣應(yīng)用。
[0004] 因此，本發(fā)明提出利用多晶硅廢渣制備輕質(zhì)多孔綠色建筑材料，不僅能大量的消 耗工業(yè)廢渣，為企業(yè)的發(fā)展掃除障礙，而且生產(chǎn)出具有保溫、隔熱、吸聲、防火性能的輕質(zhì)多 孔建筑材料，滿足人們對建筑房屋的功能化需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種利用多晶硅廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料 及其制備方法，從而為多晶硅廢渣的利用開辟新道路，為解決多晶硅廢渣的排放與堆積帶 來的環(huán)境污染問題增添動力，同時還能生產(chǎn)出性能優(yōu)異的輕質(zhì)多孔建筑材料，滿足市場對 新型建筑材料的需求。
[0006] 技術(shù)方案:本發(fā)明的利用多晶硅廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料及其制備方法，是 在漿體攪拌過程中加入鋁粉，利用氫氧根與單質(zhì)鋁的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生H 2制得多孔材料，該綠 色建筑材料的各組分質(zhì)量百分比為： 多晶硅渣30%~60% 水泥 10%~30%
[0007] ,丄 生石灰 10%~35% 粉煤灰 1%~20%。
[0008] 所述多晶硅廢渣是多晶硅生產(chǎn)過程中排放的一種工業(yè)固體廢棄物，主要成分是單 質(zhì)硅，含有少量碳酸鈣以及鋁、鐵雜質(zhì)。
[0009] 所述粉煤灰是燃煤電廠煙氣中收捕下來的飛灰，是一種工業(yè)固體廢棄物。
[0010] 所述生石灰是石灰石經(jīng)高溫煅燒分解后的產(chǎn)物，主要成分是氧化鈣。
[0011] 本發(fā)明的利用多晶硅廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料的制備方法為：
[0012] 步驟一:按以下各組分質(zhì)量百分比稱取原料， 多晶硅渣30%~60% 水泥 10%~30%
[0013] , t 生石灰 10%~35% 粉煤灰 1%~20%,
[0014] 步驟二:在原料混合過程中按粉體質(zhì)量的30 %~50 %加入40~60 °C的溫水后攪拌 均勻，然后按粉體質(zhì)量的〇. 05 %~0.1 %加入鋁粉后再次快速攪拌均勻，
[0015] 步驟三:將攪拌均勻的料漿倒入模具后放置于40~60°C的恒溫箱中靜停發(fā)氣，并 持續(xù)養(yǎng)護(hù)3~5小時，
[0016] 步驟四：將預(yù)養(yǎng)護(hù)后的試件切割、拆模后放于蒸壓釜內(nèi)采用高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫 度為150~200°C，養(yǎng)護(hù)時間為5~10小時。
[0017] 有益效果：（1)大量地消耗多晶硅廢渣、粉煤灰等工業(yè)廢棄物，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā) 展提供可靠保障；（2)降低環(huán)境污染，釋放大量土地，造福于后代子孫，具有良好的環(huán)境效益 和長遠(yuǎn)的社會效益；（3)變廢為寶，生產(chǎn)出具有保溫、隔熱、吸聲等功能的輕質(zhì)多孔建筑材 料，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的房屋建造需求；（4)產(chǎn)品生產(chǎn)只需蒸壓養(yǎng)護(hù)（150~200°C)，與高溫 燒結(jié)制品(900~1100°C)相比，能耗較低，而且屬于免稅產(chǎn)品，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面給出的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào) 整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019] 實(shí)施例1:
[0020] 原材料質(zhì)量百分比如下：
[0021] 多晶硅渣55% 水泥 30%
[0022] 生石灰 10% 粉煤灰 5%
[0023] 按以上配比稱取各原料，并按粉體質(zhì)量的42%稱取溫水，水溫40°C，先加入約4/5 所需溫水后攪拌均勻，然后按粉體質(zhì)量的0.06%稱取鋁粉并分散于剩余的水中，將懸浮液 倒入料漿后再次攪拌均勻。將攪拌后的料漿倒入模具后放置于50°C的恒溫箱中靜停發(fā)氣， 并持續(xù)養(yǎng)護(hù)4小時。預(yù)養(yǎng)護(hù)后的試件經(jīng)切割、拆模后放于蒸壓釜內(nèi)于150°C蒸壓養(yǎng)護(hù)8小時。 [0024] 測試結(jié)果:干密度810kg/m3，抗壓強(qiáng)度8.5MPa。
[0025] 實(shí)施例2:
[0026] 原材料質(zhì)量百分比如下： 多晶硅渣45% r n 水泥 25%
[0027] r 生石灰 20% 粉煤灰 10%
[0028] 按以上配比稱取各原料，并按粉體質(zhì)量的45%稱取溫水，水溫40°C，先加入約4/5 所需溫水后攪拌均勻，然后按粉體質(zhì)量的0.08%稱取鋁粉并分散于剩余的水中，將懸浮液 倒入料漿后再次攪拌均勻。將攪拌后的料漿倒入模具后放置于50°C的恒溫箱中靜停發(fā)氣， 并持續(xù)養(yǎng)護(hù)3小時。預(yù)養(yǎng)護(hù)后的試件經(jīng)切割、拆模后放于蒸壓釜內(nèi)于160°C蒸壓養(yǎng)護(hù)8小時。
[0029] 測試結(jié)果:干密度670kg/m3，抗壓強(qiáng)度6.2MPa。
[0030] 實(shí)施例3:
[0031]原材料質(zhì)量百分比如下： 多晶娃澄30% r n 水泥 15%
[0032] , ^ 生石灰 35% 粉煤灰 20%
[0033] 按以上配比稱取各原料，并按粉體質(zhì)量的45%稱取溫水，水溫50°C，先加入約4/5 所需溫水后攪拌均勻，然后按粉體質(zhì)量的〇. 1 %稱取鋁粉并分散于剩余的水中，將懸浮液倒 入料漿后再次攪拌均勻。將攪拌后的料漿倒入模具后放置于50°C的恒溫箱中靜停發(fā)氣，并 持續(xù)養(yǎng)護(hù)3小時。預(yù)養(yǎng)護(hù)后的試件經(jīng)切割、拆模后放于蒸壓爸內(nèi)于180°C蒸壓養(yǎng)護(hù)8小時。 [0034] 測試結(jié)果:干密度580kg/m3，抗壓強(qiáng)度5.2MPa。
【主權(quán)項】
1. 一種利用多晶娃廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料，其特征在于，該綠色建筑材料的各 組分質(zhì)量百分比為： 多晶疆渣 30%~60% 水搬 10%~30% 生石灰 10%~35% 粉煤灰 1%~20%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用多晶娃廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料，其特征在于，所述 多晶娃廢渣是多晶娃生產(chǎn)過程中排放的一種工業(yè)固體廢棄物，主要成分是單質(zhì)娃，含有少 量碳酸巧W及侶、鐵雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用多晶娃廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料，其特征在于，所述 粉煤灰是燃煤電廠煙氣中收捕下來的飛灰，是一種工業(yè)固體廢棄物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用多晶娃廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料，其特征在于，所述 生石灰是石灰石經(jīng)高溫般燒分解后的產(chǎn)物，主要成分是氧化巧。5. -種如權(quán)利要求1所述的利用多晶娃廢渣的輕質(zhì)多孔綠色建筑材料的制備方法，其 特征在于該方法為： 步驟一:按W下各組分質(zhì)量百分比稱取原料， 多晶珪渣30〇/〇~60% 水泥 10%~30% 生石灰 10%~35% 粉煤灰 1%~20%, 步驟二：在原料混合過程中按粉體質(zhì)量的30%~50%加入40~60°C的溫水后攬拌均 勻，然后按粉體質(zhì)量的0.05 %~0.1 %加入侶粉后再次快速攬拌均勻， 步驟Ξ:將攬拌均勻的料漿倒入模具后放置于40~6(TC的恒溫箱中靜停發(fā)氣，并持續(xù) 養(yǎng)護(hù)3~5小時， 步驟四：將預(yù)養(yǎng)護(hù)后的試件切割、拆模后放于蒸壓蓋內(nèi)采用高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為 150~200°C，養(yǎng)護(hù)時間為5~10小時。
【文檔編號】B28B11/14GK105967738SQ201610310728
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】張云升, 楊林, 丁亞九
【申請人】東南大學(xué)