利用造紙廢水生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法
2023-06-01 14:16:06 1
專利名稱：利用造紙廢水生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用造紙廢水生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法，更具體地說，涉及一種利用造紙黑液生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法。
專利號為94117765及專利公開號CN1087331A等專利均分別公開了粉煤灰燒結磚及其生產方法，其主要技術方法均是以粉煤灰為原料，利用膨潤土作為粘結材料或者再加石灰作為粉煤灰的激活材料生產粉煤灰燒結，缺點是粉煤灰摻入量低，利用量有限，生產中若出現石灰顆粒較大者易產生磚體爆裂，另外由於地域性原因，石灰的價格差別較大，膨潤土的價格也太貴，並且造成資源浪費。在專利號為931123371專利中，其技術方法雖採用粘性粉煤灰作結合劑進行粉煤灰燒結陶瓷製品的生產，但是其成本及能耗太高，無法實現工業化，更不能用於廉價建材的製做生產。
本發明的目的在於提供一種利用造紙廢水生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法，它可有效地克服上述不足，降低成本，提高粉煤灰的摻入量，並達到節約能源，降低資源消耗，減少環境汙染的宗旨。
本發明的目的是通過如下的技術方案實現的包括原料處理、成型、切坯、碼坯和乾燥焙燒等，具體步驟如下1．原料選用粉煤灰、粘土和鹼性造紙黑液；2．原料處理A.用鹼性造紙黑液浸泡粉煤灰7至15天，並經常攪拌達到在400倍顯微鏡下，粉煤灰顆粒球表面出現凸凹為準，然後風乾脫水，粉碎至顆粒直徑小於3毫米待用；B.用鹼性造紙黑液浸泡粘土7～15天，涼曬成土塊後，粗碎、乾燥，然後再細碎、過篩，使其顆粒直徑小於3毫米，待用；C.另取鹼性造紙黑液置於輪窯或隧道窯餘熱蒸發槽中揮發水分，使含水率達50％～58％，波美度為30±2，製成濃縮黑粘液待用；3．原料按配比混合將上述A中待用的粉煤灰取4～9份與上述B中待用的粘土1份，按重量比混合，再加上述C中待用的濃縮黑粘液1.5～3重量份配以鍋爐蒸氣直接加熱，同時進行雙軸攪拌；4．原料均化將步驟3混合的原料，經布料機分布於陳化倉內陳化72小時，然後通過餵料機均勻給料於輪碾機和練泥機進行溼法碾練，同時加入混合總重量萬分之一份的甲醛防腐並增塑，再配以鍋爐蒸氣進行雙軸加熱攪拌，使原料充分均化；5．真空擠出成型成型將步驟4的均化原料，用成型擠出機在工作壓力為2Mpa～3MPa，真空度為-0.085～-0.090MPa，成型水分為18％～20％下擠出不同規格型號的粉煤灰切條或造球，其中球直徑5～10毫米；6．切坯將步驟5所得切條直接製成切坯，或將步驟5所得的造球，涼至半乾，壓製成型
7．碼坯將步驟6製得的磚坯碼坯，碼坯高度為5～10層，碼坯密度為260～280塊/米3；8．乾燥將步驟7的磚坯進行自然乾燥或人工乾燥，人工乾燥時間為18～48小時，乾燥室進風介質溫度100℃～140℃，排出乾燥介質溫度為40℃，相對溼度90％～95％9．焙燒將步驟8中乾燥後的磚坯在1000～1150℃的溫度下焙燒3小時左右，製成粉煤灰燒結磚；10．成品檢驗步驟9製得的粉煤灰燒結磚按國標檢驗合格即為成品。
原料粉煤灰的顆粒度通過3毫米篩孔，篩餘量不超過3％，堆積密度520～1050公斤/米3，含水率0～20％，發熱量3500～4200千焦耳/公斤。
原料中造紙黑液的PH值7～13，BOD5值1～3萬mg／L。
真空擠出成型工藝中，粘土塑性指數在12％以上，且混合料塑性指數應大於7％。
真空擠出成型工藝中，粉煤灰切條的原料配比為粉煤灰與粘土的重量比為(4～5)∶1。
壓製成型工藝中，粉煤灰造球的原料配比為粉煤灰與粘土的重量比為(6～9)∶1。
真空擠出成型工藝中，製做粉煤灰實心磚切條，成型擠出機工作壓力為2～2.5Mpa，真空度為-0.085MPa，成型水分20％。
真空擠出成型工藝中，製做粉煤灰多孔磚切條，成型擠出機工作壓力為2.5～2.8Mpa，真空度為-0.088MPa，成型水分19％。
真空擠出成型工藝中，製做粉煤灰空心磚切條，成型擠出機工作壓力為2.5～3Mpa，真空度為-0.09MPa，成型水分18％。
乾燥步驟中，應選用框架式單層碼磚方式。
本發明利用黑液的鹼性激發粉煤灰活性，使之表面分子增加斷鍵利於矽酸鹽大分子的形成，增強了火山灰效應；利用黑液中易熔無機鹽的助熔性，降低某些礦物質熔點；利用黑液中富集的二氧化矽平衡粉煤灰中高含量的氧化鋁；利用黑液的鹼性和大量有機質增加粘土的可塑性；利用黑液中的表面活性物質及其粘性，將預處理好的粉煤灰和粘土顆粒均化好並緊粘在一起。
經檢驗採用本技術方法製得的高摻量粉煤灰燒結實心磚達到國家GB5101-1998《燒結普通磚》標準，粉煤灰燒結多孔磚達到國家GB13544-92《燒結多孔磚》標準，粉煤灰燒結空心磚達到GB13545-92《燒結空心磚和空心砌塊》標準，且燒結成本比實心粘土磚降低一半左右，經濟效益顯著。同時粉煤灰磚比同類粘土磚的導熱係數要小30％左右，保溫隔熱性顯著，體現了建築節能。另外製磚所用原料主要是電力工業排放的固體廢棄物——粉煤灰和造紙工業中嚴重汙染環境的黑液，大大降低了成本，節約了土地資源，並且利用本技術方法在制磚燒結中省去了內燃煤粉，既節約了能源還縮短了燒結周期，減少了煙氣排放，保護了環境，產生了顯著的環保效益。採用本發明的方法生產的粉煤灰燒結磚經檢驗還通過了GB6566-86《建築材料放射衛生防護標準》。
圖1是本發明生產高摻量粉煤灰燒結磚的工藝流程示意圖。
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例1用PH為10且BOD5為2.5萬mg／L的造紙黑液分別浸泡粉煤灰和粘土10天，取經風乾脫水粉碎至顆粒直徑小於3毫米的粉煤灰4噸，與經乾燥粉碎過3毫米篩的塑性指數為14％的粘土1噸幹混，加1.5噸含水率為54％的濃縮黑液然後用蒸氣直接加熱，同時進行雙軸攪拌，再經布料機入陳化倉內陳化72小時後通過餵料機均勻給料於輪碾機和練泥機進行溼法碾練，滴加0.65公斤甲醛，在配以鍋爐蒸氣條件下進行二次雙軸攪拌，用成型擠出機在工作壓力為2.6MPa，真空度為-0.088MPa成型水份19％條件下，擠出粉煤灰切條，然後切坯，製成粉煤灰多孔磚坯，並選用框架式單層碼磚方式進行人工加熱乾燥，乾燥時間32小時，乾燥室進風介質溫度120℃，排出乾燥介質溫度40℃，相對溼度93％，然後在輪窯中焙燒，粉煤灰磚燒成溫度在1000℃～1150℃，燒結時間3小時，出窯，檢驗，即得成品。
實施例2取經PH為12且BOD5為2.5萬mg/L的造紙黑液浸泡13天，並經風乾脫水粉碎至直徑小於3毫米的粉煤灰8噸，與經乾燥粉碎過3毫米篩的粘土1噸幹混，加2.5噸含水率為56％的濃縮熱黑液進行雙軸攪拌，再經布料機入陳化倉陳化72小時後，通過餵料機均勻給料於輪碾機和練泥機進行溼法碾練，在配以鍋爐蒸氣條件下進行二次雙軸攪拌，同時滴加1.15公斤甲醛，用成型擠出機在工作壓力為2.5MPa，真空度為-0.085MPa，成型水份20％條件下，擠出粉煤灰造球，直徑6毫米，然後晾至半乾，壓製成型，製成高摻量粉煤灰實心磚坯，並選用框架式單層碼磚方式進行人工加熱乾燥，乾燥時間40小時，乾燥室進風介質溫度130℃，排出乾燥介質溫度50℃，相對溼度91％，然後在隧道窯中焙燒，粉煤灰磚燒成溫度在1100±50℃，燒結反應時間為3.5小時，出窯，產品經檢驗合格即為成品。
權利要求
1．一種利用造紙廢水生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法，包括原料處理、成型、切坯、碼坯和乾燥焙燒，具體步驟如下(1)原料選用粉煤灰、粘土和鹼性造紙黑液；(2)原料處理A.將鹼性造紙黑液浸泡粉煤灰7至15天，並經常攪拌達到在400倍顯微鏡下，粉煤灰顆粒球表面出現凸凹為準，然後風乾脫水，粉碎至顆粒直徑小於3毫米待用；B.用鹼性黑液浸泡粘土7至15天晾曬成土塊後粗碎、乾燥，然後再細碎、過篩，使其顆粒直徑小於3毫米，待用；C.另取鹼性造紙黑液置於輪窯或隧道窯餘熱蒸發槽中揮發水分，使含水率達50％～58％，波美度為30±2，製成濃縮黑粘液待用；(3)原料按配比混合將上述A中待用的粉煤灰取4～9份與上述B中待用的粘土1份，按重量比混合，再加上述C中待用的濃縮熱黑液1.5～3重量份進行雙軸攪拌；(4)原料均化，將步驟(3)混合的原料，經布料機分布於陳化倉內陳化72小時，然後通過餵料機均勻給料於輪碾機和練泥機進行溼法碾練，同時加入混合總重量萬分之一份的甲醛，再配以鍋爐蒸氣進行雙軸攪拌，使原料充分均化；(5)真空擠出成型將步驟(4)的均化原料，用成型擠出機在工作壓力為2MPa～3MPa，真空度為-0.085MPa～-0.090MPa，成型水分為18％～20％下擠出不同規格型號的粉煤灰切條或造球，球直徑5～10毫米；(6)切坯將步驟(5)所得切條直接製成切坯，或將步驟(5)所得的造球，涼至半乾，壓製成型；(7)碼坯將步驟(6)製得的磚坯碼坯，碼坯高度為5～10層，碼坯密度為260～280塊/米3；(8)乾燥將步驟(7)的磚坯進行自然乾燥或人工乾燥，人工乾燥時間為18～48小時，乾燥室進風介質溫度100℃～140℃，排出乾燥介質溫度為40℃，相對溼度90％～95％；(9)焙燒將步驟(8)中乾燥後的磚坯在1000～1150℃的溫度下焙燒2.5～4.5小時，製成粉煤灰燒結磚；(10)成品檢驗步驟(9)製得的粉煤灰燒結磚按國標檢驗合格即為成品。
2．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述原料粉煤灰是顆粒度為過3毫米篩孔，篩餘量不超過3％，堆積密度520～1050公斤/米3，含水率0～20％，發熱量3500～4200千焦耳/公斤。
3．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的原料中鹼性造紙黑液的PH值7～13，BOD5值1～3萬mg/L。
4．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的真空擠出成型工藝中，粘土塑性指數在12％以上且混合料的塑性指數在7％以上。
5．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的真空擠出成型工藝中，粉煤灰切條的原料配比為粉煤灰與粘土的重量比為(4～5)∶1。
6．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的真空擠壓成型工藝中，用於壓製成型的粉煤灰造球其原料配比為粉煤灰與粘土的重量比為(6～9)∶1。
7．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的真空擠出成型工藝中，製做粉煤灰實心磚切條，成型擠出機工作壓力為2Mpa～2.5Mpa，真空度為-0.085MPa，成型水分20％。
8．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的真空擠出成型工藝中，製做粉煤灰多孔磚切條，成型擠出機工作壓力為2.5Mpa～2.8Mpa，真空度為-0.088MPa，成型水分19％。
9．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的真空擠出成型工藝中，製做粉煤灰空心磚切條，成型擠出機工作壓力為2.5Mpa～3Mpa，真空度為-0.090MPa，成型水分18％。
10．如權利要求1所述的生產粉煤灰燒結磚的方法，其特徵在於，所述的乾燥步驟中，選用框架式單層碼磚方式。
全文摘要
本發明涉及一種利用造紙黑液生產高摻量粉煤灰燒結磚的方法,包括原料處理、配比、均化、真空擠出成型、切坯、碼坯、乾燥焙燒等工藝過程,製得的高摻量粉煤灰燒結磚達到國家檢測標準,且成本比實心粘土磚降低一半,並具有節約資源、減少汙染等環保效益。
文檔編號C04B33/13GK1287984SQ0012396
公開日2001年3月21日 申請日期2000年10月27日 優先權日2000年10月27日
發明者翟冠傑, 李學林, 翟松梅 申請人:翟冠傑