一种免烧砖及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种免烧砖及其制备方法。该免烧砖包括：废催化剂、固化剂、掺合料和助剂，以重量百分含量计，废催化剂为5‑30wt％，固化剂为10‑30wt％，掺合料为50‑75wt％，助剂为0.01‑0.04wt％。该免烧砖的制备方法包括：将废催化剂进行研磨，得到废催化剂粉料；将固化剂、掺合料、助剂、废催化剂粉料与水进行混合，得到混合料；经密封，陈化和压制成型得到砖坯，将砖坯进行养护，得到含有废催化剂的免烧砖。经检测，本发明专利技术的免烧砖具有较高的抗折强度和抗压强度，满足JG/T 505‑2016《建筑垃圾再生骨料实心砖》的要求。本发明专利技术大量利用工业废渣、建筑废物，具有环保利废的重大意义。本发明专利技术方法工艺流程简单，可操作性强。

【技术实现步骤摘要】
一种免烧砖及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，特别是涉及一种免烧砖及其制备方法。
技术介绍
免烧砖是一种新型墙体材料。免烧砖利用工业废渣为原料，无需烧结，经自然养护而成。该产品符合中国“保护农田、节约能源、因地制宜、就地取材”的发展建材总方针。许多化学反应是通过催化剂来实现的。催化剂再生后原有的活性受损，多次再生后，活性低于可接受的程度时，就成为废催化剂。随着石油化工业的迅速发展，石油化工废催化剂的产量也迅猛增长。目前，流化催化裂化(FluidCatalyticCracking,FCC)催化剂的使用量占据了较大的市场份额，约为炼油催化剂总使用量的68.9％。在反应-再生过程中，FCC催化剂的活性和选择性不断下降，即出现催化剂的失活，导致FCC工艺产生大量的废催化剂。大量废催化剂的处置方式，已摆在人类面前，成为环保和资源化要求下急需解决的问题。目前，国内大多采用填埋法处理废催化剂，然而废催化剂的主要成分是Al2O3、SiO2以及一定量的稀土和少量的其他重金属元素。此类做法不仅容易污染环境，而且浪费土地资源。因此，在环保和资源化要求下，急需开发一种能大量处置FCC废催化剂的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种免烧砖及其制备方法，所要解决的技术问题是大量处置废催化剂，解决废催化剂填埋带来的环境污染问题，提高资源的利用率，减少废弃物的排放，实现可持续发展。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种免烧砖，所述免烧砖的原料包括：废催化剂、掺合料、固化剂和助剂，以重量百分含量计，各组分的含量分别为：本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种免烧砖，其中所述的废催化剂为失活的流化催化裂化催化剂。优选的，前述的一种免烧砖，其中所述的固化剂为水泥。更优选的，所述的水泥为42.5级普通硅酸盐。优选的，前述的一种免烧砖，其中所述的掺合料为建筑废弃材料、细沙或石子。更优选的，所述建筑废弃材料为红砖粉。优选的，前述的一种免烧砖，其中所述的助剂为减水剂和/或引气剂。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种免烧砖的制备方法，包括以下步骤：S1、将废催化剂进行研磨，得到废催化剂粉料；S2、将所述废催化剂粉料、掺合料、固化剂、助剂与水进行混合，得到混合料；S3、将所述混合料密封，并陈化；S4、将陈化后的混合料压制成型，得到砖坯，将所述砖坯进行养护，得到免烧砖。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种免烧砖的制备方法，其中定义所述废催化剂粉料，掺合料、固化剂和助剂为第一物料，以重量百分含量计，所述第一物料中各组分的含量为：所述水的重量为所述第一物料的5-15wt％。优选的，前述的一种免烧砖的制备方法，其中所述S1中，所述废催化剂粉料满足7d活性指数≥20和28d活性指数≥28。优选的，前述的一种免烧砖的制备方法，其中所述S2中，所述混合具体包括以下步骤：将掺合料进行研磨或者筛选使所述掺合料的粒度为0.1-5cm，将所述废催化剂粉料、所述掺合料和固化剂混合均匀，得到第一混合物，将助剂溶解于水中，得到第二混合物，在搅拌条件下，将所述第二混合物逐滴加入到所述第一混合物中，使所述第一混合物和所述第二混合物均匀混合，得到混合料。优选的，前述的一种免烧砖的制备方法，其中所述S3中，所述陈化的时间为3-24h。优选的，前述的一种免烧砖的制备方法，其中所述S4中，所述压制成型的压力条件为10-30Mpa。优选的，前述的一种免烧砖的制备方法，其中所述S4中，所述养护的养护条件为：温度20±5℃，湿度85±10％，时间10-28d。借由上述技术方案，本专利技术一种免烧砖及其制备方法至少具有下列优点：(1)本专利技术将废催化剂粉料、掺合料、固化剂、助剂和水混合，经陈化，压制成型和养护得到免烧砖，该方法大量利用废催化剂等工业废渣和废砖等建筑废物，不仅可以减少废弃物的排放，解决废催化剂填埋带来的环境污染问题，节约耕地，还可以将其作为二次资源加以回收利用，提高资源的利用率，保护环境，具有环保利废的重大意义。(2)对本专利技术的免烧砖进行性能测试，得到其抗压强度＞11MPa、抗折强度＞3.5MPa，说明，本专利技术所得的免烧砖具有较高的抗折强度和抗压强度，满足JG/T505-2016《建筑垃圾再生骨料实心砖》中至少MU10标号的强度要求，甚至达到MU15标号的强度要求。(3)本专利技术方法利用废催化剂来制作免烧砖，废催化剂的用量占原料的5-30％，处置量大，能资源化利用废催化剂，减少了填埋量，也就是节约了宝贵的土地资源。(4)本专利技术仅添加少量的固化剂和助剂就可以大量利用废催化剂和废砖等建筑废物，同时制备免烧砖，这些处理剂低廉易得，大大节约处理成本，提高资源的利用率。(5)本专利技术仅通过陈化，压制成型和养护的处理方法就可以用废催化剂制备免烧砖，工艺流程简单，可操作性强。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种免烧砖及其制备方法，其具体实施方式及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。本专利技术的一个实施例提出的一种免烧砖，所述免烧砖的原料包括：废催化剂、掺合料、固化剂和助剂，以重量百分含量计，各组分的含量分别为：需要说明的是，本专利技术的免烧砖的原料中还包括水，所述水的重量为上述物料总量的5-15wt％，加入水使所述的废催化剂、掺合料、固化剂和助剂发生水化反应、Ca2+的盐基交换作用和界面作用等，不断生成的产物以晶状或半结晶状富集、搭接和交错于反应界面，进而连结各种不同粒径的粗细骨料，最终形成免烧砖的基体材料。本专利技术第一物料中，废催化剂的含量优选为10-20％，掺合料的含量优选为60-70％。进一步的，所述废催化剂的最低百分含量还可以是6％、8％、10％，最高百分含量还可以是26％、36％、38％，还可以是18％、20％、22％。进一步的，所述掺合料的最低百分含量还可以是54％、56％，最高百分含量还可以是72％、74％，还可以是60％、62％、64％。本专利技术中，所述的废催化剂包括但不限于：氧化物催化剂、过氧化物催化剂、固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂等中的一种或多种废催化剂。优选的，所述废催化剂为石化企业催化裂化生产过程中产生的失活的流化催化裂化催化剂。更优选的，所述流化催化裂化催化剂为无定形硅酸铝催化剂或分子筛催化剂，所述废催化剂的主成分是氧化铝和氧化硅。本专利技术中，所述固化剂为水泥。更优选的，所述水泥为42.5级普通硅酸盐。固化剂的作用是将废催化剂和掺合料固化成型为免烧砖，同时对免烧砖的性能起着非常重要的影响。硅酸盐水泥的水化产物主要是C-S-H凝胶(CaO-SiO2-H2O系统中存在的三元化合物的统称)，具有极高的表面能和离子交换能力，可通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的原料包括：废催化剂、掺合料、固化剂和助剂，以重量百分含量计，各组分的含量分别为：

【技术特征摘要】
1.一种免烧砖，其特征在于，所述免烧砖的原料包括：废催化剂、掺合料、固化剂和助剂，以重量百分含量计，各组分的含量分别为：2.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述废催化剂为失活的流化催化裂化催化剂。3.根据权利要求1所述的免烧砖，其特征在于，所述固化剂为水泥；或者，所述掺合料为建筑废弃材料、细沙和/或石子；或者，所述助剂包括减水剂和/或引气剂。4.根据权利要求3所述的免烧砖，其特征在于，所述水泥为42.5级普通硅酸盐；或者，所述建筑废弃材料为红砖粉。5.一种免烧砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将废催化剂进行研磨，得到废催化剂粉料；S2、将所述废催化剂粉料、掺合料、固化剂、助剂与水进行混合，得到混合料；S3、将所述混合料密封，并陈化；S4、将陈化后的混合料压制成型，得到砖坯，将所述砖坯进行养护，得到免烧砖，其中，所述的免烧砖为权利要求1-4中任一项所述。6.根据权利要求5所述的免烧砖的制备方法，其特征在于，定义所述废催化剂粉料，掺合料、固化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振森，聂卿，何捷，萧瑛，崔敬轩，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11