一种垃圾飞灰制备的陶质砖及制备方法技术

本发明专利技术属于固废环保处置和建筑材料生产技术领域，公开了一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，包括：将焚烧垃圾飞灰与稳定剂混合、陈化得到稳定化飞灰；按照重量百分比，将25％～45％的所述稳定化飞灰、22％～55％的脊料、15％～48％的校正料，混合均匀制成复合粉料；将所述复合粉料干压成型，并自然干燥得到待烧坯体；将所述待烧坯体高温烧结，而后冷却得陶质砖；其中，所述稳定剂为焙烧水滑石。本发明专利技术提供的方法实现了在飞灰的处置过程中，兼顾飞灰处置和利用的无害化和资源化；从材料设计的角度降低对自然资源的依赖，实现飞灰与其它固体废弃物协同处置和利用，实现在大宗固废的无害化和资源化同步进行。

A Ceramic Brick Prepared from Fly Ash of Waste and Its Preparation Method

The invention belongs to the field of solid waste environmental protection disposal and construction material production technology, and discloses a method for preparing ceramic brick from waste fly ash, including mixing and aging waste fly ash and stabilizer to obtain stabilized fly ash; according to weight percentage, 25%-45% said stabilized fly ash, 22%-55% ridge, 15%-48% correction material are mixed evenly to make composite powder. Material; the composite powder is formed by dry pressing and dried naturally to obtain the body to be fired; the body to be fired is sintered at high temperature, and then cooled to ceramic bricks; in which the stabilizer is calcined hydrotalcite. The method provided by the invention realizes harmlessness and resource utilization in the process of fly ash disposal, reduces the dependence on natural resources from the angle of material design, realizes the coordinated disposal and utilization of fly ash and other solid wastes, and realizes harmlessness and resource synchronization of large solid wastes.

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾飞灰制备的陶质砖及制备方法
本专利技术涉及固废环保处置和建筑材料生产
，特别涉及一种垃圾飞灰制备的陶质砖及制备方法。
技术介绍
垃圾焚烧飞灰的主要组分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、CuO、K2O、Na2O等，是一种有用的材料，可资源化利用。通过配料和配套技术工艺，可以实现废物的资源化利用，并且能节省巨额的飞灰处理费用。针对飞灰的无害化处置和资源化利用，目前飞灰的资源化方向以建材化利用为主。通过添加大量化学试剂、粘土、工业废渣、天然砂等，再加水混合、成型、干燥、1000℃左右烧结等过程制备建材用砖，在一定程度上实现了飞灰的无害化和资源化。但存在着追求飞灰的大掺量，并未考虑飞灰中大量氧化钙对制品的不利影响；同时对自然资源依赖性强，原材料配伍与实际生产工艺脱节，特别是烧结类制品中脊料和塑性校正料的配伍性，可能会造成制品开裂或者强度较低；湿法压制成型存在废水二次处理，特别是一些专利技术未考虑飞灰对环境和生产人员的安全危害，并未对飞灰做预处理，一些专利技术尽管对飞灰做了无害化预处理，但处置工序复杂、药剂成本高、预处理产生二次废水、废弃、废物等问题，并未从整个工艺设计上兼顾飞灰无害化和资源化全流程安全和高效控制。综上所述，现有技术中需要一种在飞灰的处置过程中，兼顾飞灰处置和利用的无害化和资源化；从材料设计的角度降低对自然资源的依赖，实现飞灰与其它固体废弃物协同处置和利用，是一种大宗固废的无害化和资源化同步进行的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，实现了在飞灰的处置过程中，兼顾飞灰处置和利用的无害化和资源化；从材料设计的角度降低对自然资源的依赖，实现飞灰与其它固体废弃物协同处置和利用，实现在大宗固废的无害化和资源化同步进行。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，包括：将焚烧垃圾飞灰与稳定剂混合、陈化得到稳定化飞灰；按照重量百分比，将25％～45％的所述稳定化飞灰、22％～55％的脊料、15％～48％的校正料，混合均匀制成复合粉料；将所述复合粉料干压成型，并自然干燥得到待烧坯体；将所述待烧坯体在1100～1400℃下烧结，而后冷却得陶质砖；其中，所述稳定剂为焙烧水滑石。进一步地，稳定化飞灰的制备过程中，按干重质量计，所述焙烧水滑石的添加比例为所述焚烧垃圾飞灰的3～11％，加水量为所述焚烧垃圾飞灰和焙烧水滑石总量的14％～26％。进一步地，按照质量比，所述复合粉料中，CaO、Na2O、K2O、MgO的总量与Al2O3、SiO2、SO3的总量的质量比为0.5～1.2，CaO与SiO2的质量比为0.5～1.1。进一步地，按重量计，所述复合粉体的含水率为5.8～6.7％。进一步地，所述脊料包括自燃煤矸石粉、三级粉煤灰、废砖渣粉、废弃瓷砖粉中的一种或多种。进一步地，所述校正料包括未燃煤矸石粉、疏淤清淤干化淤泥粉、页岩粉、建筑渣土粉中的一种或多种。进一步地，所述复合粉料的成型压强为8～15MPa；所述待烧坯体的烧结温度为1100～1400℃，升温速率2～8℃/h；并烧成温度下保温在6～20h后完成烧结。进一步地，稳定化飞灰的陈化时间0.5～3天。一种垃圾飞灰制备的陶质砖，采用所述的方法制备。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例中提供的垃圾飞灰制备陶质砖方法，通过飞灰预处理成稳定化飞灰，最大限度保障生产人员的健康和安全环境，通过调控飞灰的掺入量和烧成温度，保证制品的性能，干压成型缩短工序，高温烧成彻底分解有机质和固溶有毒有害重金属。具体表现为稳定化飞灰含水率为18～30％，保证制备的复合粉料性质均一性，又满足干压成型坯体的粘结性和强度，避免了坯体因干燥所致的干燥裂纹，省去了湿法成型坯体干燥工序和节省能耗，缩短工艺流程。在烧制过程中飞灰中碱金属和碱土金属氧化物作为矿化剂，与塑性校正料中的氧化铝、粘土矿物形成(K/Na)Ca-Si-Al的低共熔体系，在1100～1400℃的烧制过程产生液-固相，对重金属的熔融固化及其与陶质砖中的矿物相形成固溶体，降低了有毒重金属的溶出、迁移，同时该温度可完全将二噁英的等有机质分解。脊料作为陶质砖烧制过程中作为骨架，有效地抑制了因烧制过程产生液相和(K/Na)Ca-Si-Al液-固多晶共存及其在晶粒在成核和生长、二次再结晶过程中线收缩性；脊料堆积颗粒形成的空隙成为烧制过程的气孔通道，避免因热应力集中所致的陶质砖局部膨胀所致的开裂问题。同时，陶质砖原料基本都为大宗固体，原材料容易获得，对促进固废协同处置和综合利用具有积极作用。值得说明的是，稳定化飞灰的制备工艺中：将焙烧水滑石稳定剂与飞灰按比例混合，并按照稳定剂和飞灰干重的比例加入一定量的水，形成飞灰预稳定化。其中水滑石为层状双羟基复合金属氧化物，焙烧水滑石是在水化石的基础上，比表面积和孔隙率增大以及形成了酸碱中心，加入到飞灰中、遇水混合后，飞灰中的碱金属和碱土金属氧化物溶解，促进了焙烧水滑石的酸碱性、层间离子交换能力和吸附，增加了焙烧水滑石对重金属离子的吸附性，同时加水增加了飞灰中孔隙液浓度和离子迁移能力，焙烧水滑石对游离态的重金属吸附作用增强，陈化进一步增加其对重金属的吸附作用，重金属进入焙烧水滑石的层间，达到重金属稳定化的目的。经干燥后的稳定化飞灰毒性降低，便于下一步的操作。本专利技术利用飞灰、大宗固废等原料生产的陶质砖，在保证产品物理性能的基础上，原料中处飞灰稳定剂外，100％的原材料均为固废，陶质砖浸出液中重金属浓度远小于《生活垃圾填埋场控制标准》(GB16889-2008)中浸出重金属浓度限值，且陶质砖外观质量达标，无石灰爆裂现象，5h沸煮吸水率小于10％，单块抗压强度大于30MPa。具体实施方式本申请实施例通过提供一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，实现了在飞灰的处置过程中，兼顾飞灰处置和利用的无害化和资源化；从材料设计的角度降低对自然资源的依赖，实现飞灰与其它固体废弃物协同处置和利用，实现在大宗固废的无害化和资源化同步进行。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，包括：飞灰稳定化：将焚烧垃圾飞灰与稳定剂混合、陈化得到稳定化飞灰；复合制料：按照重量百分比，将25％～45％的所述稳定化飞灰、22％～55％的脊料、15％～48％的校正料，混合均匀制成复合粉料；成型：将所述复合粉料干压成型，并自然干燥得到待烧坯体；烧结：将所述待烧坯体高温烧结，而后冷却得陶质砖；其中，所述稳定剂为焙烧水滑石。具体来说，稳定化飞灰的制备过程中，按干重质量计，所述焙烧水滑石的添加比例为所述焚烧垃圾飞灰的3～11％，加水量为所述焚烧垃圾飞灰和焙烧水滑石总量的14％～26％。按照质量比，所述复合粉料中，CaO、Na2O、K2O、MgO的总量与Al2O3、SiO2、SO3的总量的质量比为0.5～1.2，CaO与SiO2的质量比为0.5～1.1。按重量计，所述复合粉体的含水率为5.8～6.7％。所述脊料包括自燃煤矸石粉、三级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，其特征在于，包括：将焚烧垃圾飞灰与稳定剂混合、陈化得到稳定化飞灰；按照重量百分比，将25％～45％的所述稳定化飞灰、22％～55％的脊料、15％～48％的校正料，混合均匀制成复合粉料；将所述复合粉料干压成型，并自然干燥得到待烧坯体；将所述待烧坯体在1100～1400℃下烧结，而后冷却得陶质砖；其中，所述稳定剂为焙烧水滑石。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾飞灰制备陶质砖方法，其特征在于，包括：将焚烧垃圾飞灰与稳定剂混合、陈化得到稳定化飞灰；按照重量百分比，将25％～45％的所述稳定化飞灰、22％～55％的脊料、15％～48％的校正料，混合均匀制成复合粉料；将所述复合粉料干压成型，并自然干燥得到待烧坯体；将所述待烧坯体在1100～1400℃下烧结，而后冷却得陶质砖；其中，所述稳定剂为焙烧水滑石。2.如权利要求1所述的垃圾飞灰制备陶质砖方法，其特征在于：稳定化飞灰的制备过程中，按干重质量计，所述焙烧水滑石的添加比例为所述焚烧垃圾飞灰的3～11％，加水量为所述焚烧垃圾飞灰和焙烧水滑石总量的14％～26％。3.如权利要求2所述的垃圾飞灰制备陶质砖方法，其特征在于：按照质量比，所述复合粉料中，CaO、Na2O、K2O、MgO的总量与Al2O3、SiO2、SO3的总量的质量比为0.5～1.2，CaO与SiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少华，薛强，陈亿军，奉向东，王平，陈新，姜利国，席本强，
申请(专利权)人：江苏中宜生态土研究院有限公司，中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32