一种胶凝材料的制备方法技术

技术编号：43360809 阅读：7 留言：0更新日期：2024-11-19 17:45

本发明专利技术提供一种胶凝材料的制备方法，具体涉及工业废物资源化利用技术领域。所述制备方法包括将医废炉渣、医废飞灰、赤泥、脱硫石膏和炉渣冷却水混合搅拌均匀，制得混合浆料；将所述混合浆料造粒后烘干，制得坯体颗粒；将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理，经降温冷却后，再粉磨制得炉渣基水泥；将所述炉渣基水泥与硅酸盐水泥混合养护，制得胶凝材料。本发明专利技术在实现医疗垃圾焚烧炉渣及飞灰的无害化处置的同时，将高温熔融产物转化为胶凝材料，实现废物的资源化利用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业废物资源化利用，具体涉及一种胶凝材料的制备方法。

技术介绍

1、医疗垃圾是医疗卫生机构在医疗及其相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。由于其自身危险的特性，医疗垃圾的处理问题引起了广泛关注。目前，高温焚烧是国内外处理医疗垃圾的主要手段，具有适用范围广、减容减量效果显著、消毒灭菌彻底等优势，但焚烧过程中产生的炉渣以及飞灰等副产品中含有重金属及可溶性氯盐等有害组分，因此，也需要对这些副产品带来的安全隐患予以关注。

2、现阶段，医疗垃圾焚烧炉渣的处置以稳定后卫生填埋为主，但随着土地资源逐渐紧缺，卫生填埋库容不断减少，加上新建填埋场选址困难等因素的制约，焚烧炉渣面临无处安置的难题。同时，飞灰的处理方式主要有水泥固化稳定化、化学处理法以及安全填埋法等，但普遍存在处置费用高以及技术难度大的问题。

3、胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料。水硬性胶凝材料和水成浆后既能在空气中硬化又能在水中硬化。这类材料通称为水泥，如硅酸盐水泥。这类水泥在生产过程中需耗费大量的燃料用于煅烧原料和烧结成水泥熟料，不仅会消耗大量的能源，还会释放大量二氧化碳。

4、医疗垃圾焚烧后的炉渣和飞灰中含有生产水泥的主要成分，将医疗垃圾焚烧后的炉渣和飞灰用于水泥生产中，既能解决医废垃圾的处置问题，又能减少传统水泥的使用，降低生产成本。

5、因此，亟需提供一种利用医废炉渣和飞灰制备胶凝材料的方法。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术提供一种胶凝材料的方法，可以实现医疗垃圾焚烧炉渣和飞灰的无害化处置，并且可将高温熔融产物转化为胶凝材料，实现废物的资源化利用。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种胶凝材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

3、将医废炉渣、医废飞灰、赤泥、脱硫石膏和炉渣冷却水混合搅拌均匀，制得混合浆料；

4、将所述混合浆料进行造粒后烘干，制得坯体颗粒；

5、将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理，经降温冷却后，再粉磨制得炉渣基水泥；

6、将所述炉渣基水泥与硅酸盐水泥混合养护，制得胶凝材料。

7、在本专利技术一示例中，所述医废炉渣、医废飞灰、赤泥、脱硫石膏的质量比为(1～3)：(1～5)：(1～2)：(1～3)；所述炉渣冷却水的质量占所述混合浆料总质量的1％至10％。

8、在本专利技术一示例中，所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述脱硫石膏的颗粒粒径为40至50目；和/或，所述坯体颗粒的粒径为10mm至50mm。

9、在本专利技术一示例中，将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理，包括：

10、预烧处理，将所述坯体颗粒在700℃至800℃温度下，预烧1h至2h；

11、熔融处理，向所述预烧处理后的产物中加入助熔剂，在900℃至1050℃下，保温0.5h至1h；

12、煅烧处理，向所述熔融处理后的产物中加入促氯挥发剂，在1100℃至1300℃温度下，煅烧1至2h，制得烧结产物。

13、在本专利技术一示例中，所述助熔剂包括含钠氧化物、含钾氧化物、含钠氟化物、含钾氟化物、含钙氧化物中的一种或多种；和/或，所述助熔剂的添加量占所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述脱硫石膏总质量的3％～6％。

14、在本专利技术一示例中，所述促氯挥发剂包括氧化铝、氧化铁、硅酸钠中的一种或多种；和/或，所述促氯挥发剂的添加量占所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述脱硫石膏总质量的0.5％至1％。

15、在本专利技术一示例中，将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理之后的降温冷却方式采用冷风机风冷降温，并在10min内将温度降至常温。

16、在本专利技术一示例中，将所述炉渣基水泥与硅酸盐水泥混合养护，包括：

17、将所述炉渣基水泥、所述硅酸盐水泥和水按照质量比(1～1.5):1:1的比例混合搅拌均匀，制得混合水溶液；

18、将所述混合水溶液在300～350rpm/min转速下搅拌120～180s后，加入标准砂搅拌120～180s，搅拌均匀后，再继续搅拌不少于90s，制得试样；

19、将所述试样灌注模具，在室温下固化24h后脱模，并将脱模后的试样在恒温恒湿的标准养护室中进行30天以上的养护，制得胶凝材料。

20、在本专利技术一示例中，所述标准砂与所述炉渣基水泥的质量比为(5～6):1。

21、在本专利技术一示例中，所述恒温恒湿标准养护室的养护参数：温度为20℃～30℃，相对湿度rh≥95％。

22、本专利技术以医疗废物焚烧后的炉渣和飞灰为原料，添加赤泥和脱硫石膏作为辅料，通过造粒、高温熔融处理制得炉渣基水泥，再将炉渣基水泥和普通的硅酸盐水泥混合养护制得胶凝材料。医废炉渣及医废飞灰通过高温熔融共处置能够有效去除焚烧残余物中的重金属和氯盐，同时制得的胶凝材料可以代替传统的水泥基材料，不仅可以有效地控制生产成本，还能实现固体废物资源化利用，节能降碳的同时减少固体废弃物对环境的污染。

23、本专利技术的制备方法降低了医废炉渣和医废飞灰的熔融玻璃化产物重金属含量，降低玻璃化产物重金属浸出风险，为后续将其转化为可利用的胶凝材料奠定了基础。

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【技术保护点】

1.一种胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述医废炉渣、医废飞灰、赤泥、脱硫石膏的质量比为(1～3)：(1～5)：(1～2)：(1～3)；所述炉渣冷却水的质量占所述混合浆料总质量的1％至10％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述脱硫石膏的颗粒粒径为40至50目；和/或，所述坯体颗粒的粒径为10mm至50mm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂包括含钠氧化物、含钾氧化物、含钠氟化物、含钾氟化物、含钙氧化物中的一种或多种；和/或，所述助熔剂的添加量占所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述脱硫石膏总质量的3％至6％。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述促氯挥发剂包括氧化铝、氧化铁、硅酸钠中的一种或多种；和/或，所述促氯挥发剂的添加量占所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述脱硫石膏总质量的0.5％至1％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理之后的降温冷却方式采用冷风机风冷降温，并在10min内将温度降至常温。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述炉渣基水泥与硅酸盐水泥混合养护，包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述标准砂与所述炉渣基水泥的质量比为(5～6):1。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述恒温恒湿标准养护室的养护参数：温度为20℃～30℃，相对湿度RH≥95％。

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【技术特征摘要】

1.一种胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述坯体颗粒进行熔融烧结处理，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂包括含钠氧化物、含钾氧化物、含钠氟化物、含钾氟化物、含钙氧化物中的一种或多种；和/或，所述助熔剂的添加量占所述医废炉渣、所述医废飞灰、所述赤泥和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛浩，卢青，王佩琦，俞峰，顾佳媛，王寅丹，王琳，刘沛，张子骄，王敏俐，
申请(专利权)人：上海市固体废物处置有限公司，
类型：发明
国别省市：

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