一种建筑材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种新的节能型建筑材料，其原料包括液态炉渣和辅助原料，其特征在于，按原料的总重量计，液态炉渣的用量为７０～９０％，其余为辅助原料；所述辅助原料包括骨架形成剂、助熔剂和澄清剂，且不含任何有毒有害物质。本发明专利技术利用工业熔渣及其显热生产的新型节能建筑材料具有明显的节能效果，在生产过程中的生产能耗以及在使用过程中的使用能耗均较普通建筑材料有较大幅度的降低；同时不占用任何耕地；在生产过程中不增加新的污染源；具有较好的企业经济效益和社会效益。本发明专利技术还提供了一种制备本发明专利技术所述建筑材料的方法，该方法包括将熔融态的炉渣与辅助原料混合。

Building material and preparation method thereof

The present invention provides a kind of new energy-saving building materials, raw materials and auxiliary materials including liquid slag, characterized in that, according to the total weight of the raw materials, the liquid slag content is 70 ~ 90%, the rest as auxiliary raw materials; the auxiliary material includes skeleton forming agent, fluxing agent and clarifying agent, and does not contain any toxic and harmful substances. The obvious energy-saving effect of new energy-saving building materials of the invention using industrial slag and heat production has, in the process of production and consumption of production energy consumption during use than ordinary building materials has greatly decreased; at the same time does not occupy any land; not to add new sources of pollution in the production process of; good economic and social benefits of enterprises. The invention also provides a process for preparing the building material of the present invention comprising mixing a molten slag with an auxiliary feedstock.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料领域。具体地，本专利技术涉及一种利用液态炉渣直 接生产节能型建筑材料的方法以及由该方法得到的节能型建筑材料。
技术介绍
改革开放以来，我国对于工业废料的利用比较重视，特别在近十几 年对于工业废渣的利用取得了可喜的成绩，工业废渣利用率不断上升。按照常规，工业炉废渣大致有下列用途固态干(块)渣主要用于修筑 公路、铁路、地基工程、熔炼矿棉的原料或作混凝土骨料，水淬渣大量 用作水泥混合材(填料)，还有少量炉渣转化成膨珠用作建筑材料轻骨 料。无论上述那种利用方式，他们的共同特点是只是利用了经过冷却、 呈常温冷凝状态的工业炉渣，而这些炉渣从原本高温熔融状态下冷却过 程所释放出来的热能(也就是它们的熔融显热)却没有得到丝毫的利用， 全部被白白浪费了。与此同时，在熔渣冲成水淬渣的过程中还耗费了大 量的水资源，并形成不同程度的环境污染。如杲对于工业炉渣的利用不 仅仅停留在冷态废渣的利用上，将炉渣从高温状态冷却至常温状态时所 释放出来的热量(即显热)同时利用起来生产相应的产品，将大幅度降 低该产品的生产能耗。也就是不仅利用冷态废渣，同时也利用了工业熔 渣的显热。随着我国国民经济的飞速发展，近几年冶金、电力等工业有了突飞 猛进的增长，随之而来的是各种工业熔渣的产生量也将达到了空前的数 量，再加上其它熔渣，据统计2005年全国工业熔渣的产生总量达到3亿~ 3.5亿吨。其中包括炼铁高炉熔渣、炼钢熔渣、铁合金熔渣、有色冶炼 熔渣、电厂旋风燃烧室液态排渣等，这些熔渣的出炉温度均在1300~ 1400。C左右，最高可达1500 1600。C。 一般而言，1吨熔渣带有1600 1800MJ热量，大约相当于55 61kg标准煤完全燃烧后所产生的热量。 如杲以2005年全国工业熔渣产生量3.5亿为计算基础，这部分熔渣因完全没有利用其显热，所浪费的热能大致相当于2800万吨原煤。如果再 加上固体炉渣转化为水泥、矿渣棉等二级制品所消耗的能源，其数量就 更多了。假设这一部分熔渣显热全部被利用起来，虽然从节能的绝对量 来看并不是很多，大约占全国年总能源消耗量的1~2%，由于是显热利 用，就有可能取得举一反三的效果。由于处理高温熔融物有一定难度， 因此在过去生产上采取的各种处理工艺都无法回收熔渣的显热。但是从 节能的观点出发，回收这一部分显热并有效地加以利用是十分必要的， 即便只能够回收一部分，也将能够得到可观的回报。到目前为止，以高 炉熔渣显热回收工艺为代表的熔渣显热回收工艺有以下两种(1) 喷吹法高炉矿渣棉生产工艺我国在上世纪50年代之前，就在高炉渣沟末端，在喷嘴中通以压 缩空气或高压蒸汽作为喷吹介质，将未经任何调质、调温处理的熔融高 炉渣直接喷吹成矿渣棉纤维。虽然此方法充分利用了熔渣的显热，生产 成本很低，价格也便宜，但因我国的高炉渣均为碱性渣，料性短，并不 适合直接成纤，所以这种矿渣棉纤维直径短且粗，加之生产和施工过程 对环境污染严重，不为用户欢迎，早已经被淘汰。(2) 风淬造粒显热回收工艺20多年前，日、德、英等国开始进行高炉熔渣显热回收技术的开 发研究工作，其主要内容为熔渣的干式造粒和流动床热交换技术，回收 的热量可转换成蒸汽或高温热风。见文献胡峻鸽，国内外高炉渣综合 利用技术的发展及对鞍钢的建议[J，鞍钢技术，2003(3)， 8~11。据介 绍可回收熔渣显热的70%左右，同时产生的粒状渣球也可作为水泥填料 或轻骨料使用，但是这些产品仅属于半成品，经济价值仍然不是很高， 在国内也未见有类似使用的报道。对于如何有效的利用这些大量的、有待于开发利用的工业熔渣显 热，是一个全新的课题。建筑行业是我国最大的耗能大户，建筑业在建 造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的30%左右，使用钢 材、水泥等建筑材料的生产能耗占16.7。/。，这两者相加为46.7%，单位 建筑面积能耗是发达国家的2~3倍。所以建筑材料行业的节能已经刻不容緩。本专利技术人认为应将这工业熔渣显热用于使用最广泛、产品产量最 大和耗能较多的生产项目上，也即应用于建筑材料业的节能上。各种冶炼高炉每天都要排放大量的高温液态渣，如炼钢水淬渣、炼 铁水淬渣等都是冶炼高炉高温液态渣排入水中的产物。在冶炼厂这些水 淬渣堆积如山，不仅侵占场地，而且污染环境。利用高炉水淬渣开发饰 面材料是水淬渣综合利用的一个途径，国内外已有这方面的报道。如见以下文献1. SlotR J， John A. The fabrication of glass-ceramic materials based on blastfurnace slag誦A review. [Jj Journal of the Canadian Ceramic Society, 1976(45): 63 ~ 67;2. 韩克峰，高炉水渣细磨产品在全尾砂胶结充填中的应用J，金 属矿山，2001(7): 45~47;3. 崔运成，孙雪玉，金亚东等，高炉渣的化学综合利用[J，松il 学刊(自然科学版)，1997(3): 25~26;4. ToshikazuSakuraga，日本炼钢工业高炉渣与钢渣利用现状[C， 冶金渣处理与利用国际研讨会，1999。但水淬渣在利用过程中的干燥、粉磨处理不仅要耗去大量的能量， 而且冶炼高温液态渣所携带的大量余热也会被白白浪费。因此，研究将 冶炼高炉排放的高温液态渣不经水淬直接进行处理，制作建筑材料的节 能新工艺具有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术人进行了长期深入的研究， 并最终通过提供一种新的节能型建筑材料及其制备方法而完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供一种新的节能型建筑材料。本专利技术的节能型 建筑材料包括液态炉渣和辅助原料，其特征在于，按原料的总重量计， 所述液态炉渣的用量为70~90D/。，其余为辅助原料；所述辅助原料包括骨架形成剂、助熔剂和澄清剂。优选地，本专利技术所迷建筑材料中的所述骨架形成剂选自石英岩、硅砂 和白页岩中的一种或更多种。所述助熔剂优选选自铁矿尾矿、萤石、钠 长石、钾长石、硅酸钠和氟硅酸钠中的一种或更多种，更优选选自铁矿 尾矿或硅酸钠或钾长石中的一种或更多种。所述澄清剂优选选自硫酸 盐、硝酸盐、碳酸盐和砷氧化物中的一种或更多种，更优选选自优选选 自纯碱、芒硝和硝酸钠中的一种或更多种。用于本专利技术建筑材料中的所述液态炉渣优选选自冶炼渣和精炼渣， 更优选选自炼铁高炉熔渣、炼钢熔渣、铁合金熔渣、有色冶炼熔渣和电厂旋风燃烧室液态排渣。所述液态炉渣的温度优选为1300~ 1600'C。在本专利技术所述的建筑材料中，所述辅助原料不含有毒有害物质，优选 还包括成核剂，如CaO、 MgO、 FeO、 ZnO等各种金属氧化物。优选地，用于本专利技术所述建筑材料的所述辅助原料按原料的总重量 计包含10 ~ 30 %的石英岩、3 ~ 8 %的铁矿尾矿和3 ~ 8 %的Na2C03，所 述建筑材料中各组分的重量百分比之和是100%。更优选地，所述辅助 原料按原料的总重量计包含20 ~ 30 %的石英岩。本专利技术所述的建筑材料优选为炉渣饰面玻璃、炉渣玻璃砖、炉渣玻 璃管、炉渣微晶玻璃、炉渣地砖或炉渣铸石。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术所述的建筑材料包含按重 量计35本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能型建筑材料，其原料包括液态炉渣和辅助原料，其特征在于，按原料的总重量计，液态炉渣的用量为７０～９０％，其余为辅助原料；所述辅助原料包括骨架形成剂、助熔剂和澄清剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马洪刚，许莹，
申请(专利权)人：马洪刚，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]