一種利用造紙綠泥鹼回收底渣製備混凝土摻合料的方法與流程

2023-09-15 05:34:05

本發明屬於建材
技術領域：
，涉及混凝土摻合料，具體涉及一種利用造紙綠泥鹼回收底渣製備混凝土摻合料的方法。
背景技術：
：製漿造紙在鹼回收苛化工藝中產生大量綠泥。目前國內行業中80％仍是傳統填埋方式。綠泥填埋處理不僅佔用大量土地，而且對地下水體、環境造成嚴重的汙染。綠泥成分複雜，含有大量鈉、鈣、鎂、矽、鐵以及游離碳等物質。綠泥由於含有大量無機質，具有作為建築材料的潛力，然而由於大量鈉、鉀的存在造成綠泥鹼性較強，難以用作建築材料。為此，鹼再回收，降低綠泥鹼性，是解決綠泥建材化的關鍵步驟。同時，鹼回收後會產生大量廢渣，目前雖有報導介紹綠泥在水泥磚製備中的應用，但是，現有的技術無法大量解決綠泥鹼回收後產生的廢渣。造紙綠泥鹼回收底渣作為混凝土摻合料的應用目前未見報導。技術實現要素：針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種利用造紙綠泥鹼回收底渣製備混凝土摻合料的方法，保證混凝土摻合料較佳使用性能的同時解決綠泥鹼回收後的大量廢渣的處置問題。為了實現上述任務，本發明採取如下的技術方案：一種利用造紙綠泥鹼回收底渣製備混凝土摻合料的方法，造紙綠泥經幹化、煅燒、球磨，得到綠泥灰粉末，綠泥灰粉末經攪拌溶解後靜置，得到上清液和底渣；所述底渣經壓濾後與粉煤灰摻混作為混凝土摻合料。所述造紙綠泥幹化處理後的煙氣經過除塵處理產生的顆粒物與壓濾後的底渣及粉煤灰摻混作為混凝土摻合料。所述壓濾後的底渣與粉煤灰摻混時，按照質量比1:2-4摻混。所述幹化處理為接觸式乾燥，所述造紙綠泥幹化處理後含水率降低至質量濃度10％以下。所述煅燒條件包括800-850℃，煅燒10-30min。所述球磨時，採用球磨機將綠泥灰研磨至180目以下。所述造紙綠泥幹化和煅燒可在煅燒爐中依次進行。本發明的有益效果為：(1)本發明一方面避免了造紙綠泥填埋，另一方面有效利用了綠泥鹼回收後產生的大量廢渣，同時，綠泥灰溶液的上清液可用於造紙廠燃煤鍋爐脫硫系統。(2)本發明製備的混凝土摻合料中含有較高成分的氧化鈣，水化活性強，摻混後混凝土具有更好的和易性和強度，相關性能符合《混凝土質量控制標準》(gb50164-2011)的指標要求。(3)本發明製備摻合料時的所有原料，均來自造紙過程產生的廢棄物，其中，粉煤灰收集自造紙場內燃煤鍋爐，可實現造紙廢棄資源的最大化利用。另外，本方法所涉及到的綠泥處理步驟均採用已有的工藝，用於製備混凝土摻合料，實現簡單，可操作性強。附圖說明圖1為本發明工藝流程圖。以下結合說明書附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。具體實施方式以下所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。實施例1如圖1所示，本實施例提供一種利用造紙綠泥鹼回收底渣製備混凝土摻合料的方法，綠泥鹼回收可作為燃煤鍋爐脫硫系統原始鹼液。具體的：(1)造紙綠泥幹化，以煅燒爐煙氣為熱源，將造紙綠泥進行接觸式乾燥，使其從原始含水率降低至10％以下，煙氣經除塵、鹼洗後達標排放，煙氣除塵收集的顆粒物與綠泥灰，粉煤灰摻混作為混凝土摻合料；(2)煅燒，在800-850℃，在煅燒爐中煅燒10-30min，完全焚燒去除綠泥中的有機質，並使造紙綠泥中的鹽分分解為氧化物，並轉化為綠泥灰。可在煅燒爐中依次實現實現造紙綠泥幹化和煅燒；(3)綠泥灰球磨，採用球磨機，將綠泥灰研磨至180目以下；(4)溶解，將球磨後的綠泥灰粉末投入溶解槽，攪拌後靜置，上清液作為造紙廠內鍋爐煙氣脫硫系統的原始鹼液，溶解時通入空氣，按照空氣中二氧化碳濃度與綠泥灰中氧化鈣濃度確定2-4:1；(5)將溶解槽內的底渣壓濾後，按一定比例與造紙廠鍋爐系統產生的粉煤灰混合，作為混凝土摻合料，濾出液返回步驟(3)繼續使用。本方法中的綠泥煅燒條件及綠泥灰鹼回收的程度等，會直接影響最終的混凝土摻合料的質量。分析表明，造紙綠泥經800-850℃，10-30min煅燒後，游離碳可完全焚燒去除，鹽分可轉化為氧化物，鹼性更強，ph值可提高1-2級，溶解性顯著增強，因此將造紙綠泥轉化為綠泥灰，實現鹼回收的難度顯著降低。綜合考慮整個造紙環節，綠泥灰溶解得到的上清液可用於燃煤鍋爐脫硫系統，高氧化鈣含量的底渣可與粉煤灰摻混作為混凝土摻合料。實施例2本實施例提供一種利用造紙綠泥鹼回收底渣製備混凝土摻合料的方法，具體的：(1)將100單位質量含水率40％的造紙綠泥以煅燒爐煙氣為熱源，採用旋轉窯乾燥爐乾燥至含水率10％，幹綠泥質量為66.7單位質量，煙氣經旋風分離器除塵後經後續處理達標排放，從旋風分離器底部收集粉塵顆粒物備用。(2)將66.7單位質量含水率10％的造紙綠泥以天然氣為燃料，採用煅燒爐在815℃煅燒20min，轉化為40單位質量的綠泥灰，煅燒煙氣用於步驟(1)綠泥幹化。(3)採用球磨機將40單位質量的綠泥灰球磨至180目以下。(4)採用400單位自來水在溶解槽中溶解40單位質量綠泥灰，溶解過程中不斷添加工藝水與綠泥灰，綠泥灰溶液溢流至靜置槽，靜置槽中回收180單位體積的上清液，實現鹼回收，可作為造紙廠內燃煤鍋爐脫硫系統的原始鹼液。(5)定期清理溶解槽和靜置槽內的底渣，經壓濾，底渣與場內燃煤鍋爐產生的粉煤灰按照1:2的質量比，與旋風分離器底部收集的粉塵顆粒物無限摻混，作為建材混凝土摻合料，濾液回用至綠泥灰球磨過程。綠泥灰、綠泥溶解底渣，混凝土摻合料的組分如表1所示。表1各組分含量組分綠泥灰粉末含量(％)底渣含量(％)混凝土摻合料含量(％)fe2o34.458.046.01sio28.6215.5738.52al2o31.462.6420.88p2o50.4300mno0.61.080.36cao27.95023.28mgo6.9712.595.53tio20.140.250.08k2o0.8200na2o37.3800so311.1800ca(oh)2059.831.34殘炭004經煅燒、球磨後的綠泥灰粉末中殘碳含量為零，總鈣(cao)為27.95％，有效鈣(ca(oh)2)為零，鹽分物質大都以氧化物形式存在，混凝土摻和料中sio2、al2o3、cao的佔比分別為38.52％、20.88％、23.28％，活性較高，用於製備混凝土時，可有效改善混凝土的和易性、節約水泥及調節混凝土強度等級，在本發明底渣與粉煤灰的比例範圍內，底渣含量相對較高則混凝土強度越高。實施例3本實施例利用實施例2製備的混凝土摻合料製備c40混凝土，按照《混凝土質量控制標準》(gb50164-2011)規定的方法進行試驗，檢測混凝土的塌落度及力學性能，其結果符合《混凝土拌合物性能試驗方法》(gb/t50080)及《混凝土強度檢驗評定標準》(gb/t50107)的各項規定。當前第1頁12