一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法
2023-05-25 13:15:06
專利名稱：一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法
技術領域：
本發明涉及資源循環再生利用及建材領域，具體涉及一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法。
背景技術：
電解二氧化錳是優良的電池的去極化劑，它與天然放電二氧化錳生產的乾電池相t匕，具有放電容量大、活性強、體積小、壽命長等特點，因此電解二氧化錳成為電池工業的一種非常重要的原料，但在電解二氧化錳行業高速發展的同時，也引發了其他的生態破壞和環境汙染問題，其中電解二氧化錳廢渣的汙染問題顯得尤為突出。電解二氧化錳主要生產國家包括日本、美國、南非、澳大利亞和中國，目前，我國電 解二氧化錳的生產能力和實際產量均居世界第一，是世界最大的電解二氧化錳出口國，我國已成為世界電解二氧化錳生產大國。電解二氧化錳廢渣是電解二氧化錳廢渣生產過程中產生的酸浸壓濾渣，其化學成分複雜，除含SiO2' A1203、Fe2O3等成分外，還含有氟化物以及Mn、Cd、Cu、Ni、Pb等金屬成分。目前，電解二氧化錳廢渣基本都採用直接堆放在渣庫中的處理方式，但絕大部分渣庫選址不科學、建設不規範，安全、防滲等措施達不到國家相關要求，極易出現垮壩潰壩的問題，同時渣中的重金屬離子等汙染物極易通過滲濾液等進入電解二氧化錳廢渣庫周邊的土壤、地表水和地下水中，遠遠超過當地生態環境容量，導致河流水質功能下降、居民飲用水被汙染等問題的出現，嚴重影響當地社會經濟的和諧、穩定發展，也影響和制約著電解二氧化錳廢渣行業的持續、健康發展。針對電解二氧化錳廢渣引發的生態環境問題，如何妥善處理處置電解二氧化錳廢渣成為業內關注的重點，其中電解二氧化錳廢渣的資源化處理尤其是研究和關注的熱點。根據電解二氧化錳廢渣的特性，一些機構或單位在電解二氧化錳廢渣的資源化處理及利用上做了許多相關研究，如利用錳渣生產全價肥等，但這些處理方式要麼消耗的量太少(添加比例小)，要麼技術不成熟，企業或社會實際應用得比較少，難以推廣應用。
發明內容
本發明的目的是為妥善處理處置電解二氧化錳廢渣，對電解二氧化錳廢渣的綜合資源化利用提供一種切實可行、簡單實用、具有一定經濟價值的處理技術。為了解決現有技術存在的困難，達到上述目的，本發明提供了一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，包括如下步驟步驟一、預處理將電解法生產的二氧化錳廢渣收集後，進行破碎、分散和乾燥處理；步驟二、球磨將預處理後的電解二氧化錳廢渣放入球磨機，運行10 15min後加入助磨劑，繼續運行15-20min，再加入礦渣矽酸鹽水泥，運行10 15min ；步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機，添加河砂或石屑進行預攪拌8 lOmin，緩慢加水潤溼，控制水分含量為10% 13%，攪拌10 15min ；
步驟四、輪碾將攪拌後的物料輸送到輪碾機中，添加普通矽酸鹽水泥並緩慢加水，控制輪碾機中的物料水分為13% 14%，輪碾6 IOmin ；步驟五、壓製成型將輪碾後的物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機保壓後脫模，得到磚坯；步驟六、靜養將壓製成型後的磚坯放置於水泥標準養護箱中靜養2 3h ;步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯放置到蒸壓釜中，通入蒸汽，高溫恆壓蒸壓養護6 8h，降壓2 3h，然後自然降溫、出釜，得到電解二氧化錳廢渣蒸壓磚。優選的是，步驟二中所述的助磨劑為三乙醇胺，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的O. 02% O. 1%。優選的是，步驟二中所述礦渣矽酸鹽水泥的添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣 質量的2% 4%。優選的是，步驟三中所述河砂的添加量為球磨後物料質量的20% 25%，粒度為
0.5 2. Omm,且其二氧化娃含量大於70%,泥含量小於2%;所述石屑的添加量為球磨後物料質量的5% 8%，粒度為2. 5 5. 0_。優選的是，步驟四中所述普通矽酸鹽水泥的添加量為攪拌後物料質量的8% 15%。優選的是，在步驟三和步驟四中採用溼度傳感器精確控制水分含量。優選的是，步驟五中所述壓力試驗機的保壓壓力為20 25MPa，保壓時間為2
3s0優選的是，步驟六中所述的靜養溫度為50% 60°C，溼度為99%。優選的是，步驟七中所述的蒸汽在2h內升溫到180 200°C，壓力為O. 8
1.2MPa。本發明的有益效果是本發明所述的方法通過物理作用和化學作用將電解二氧化錳廢渣的活性激活，並將其製作成新型建築材料。一方面可以有效地消耗電解二氧化錳廢渣，從根本上解決電解二氧化錳廢渣在堆放過程中引發的生態環境隱患，緩解電解二氧化錳廢渣行業對周邊生態環境的壓力；另外一方面在減少電解二氧化錳廢渣企業電解二氧化錳廢渣堆放場建設和運行費用的同時，製作的高品質的電解二氧化錳廢渣蒸壓磚可以推廣到當地的市場，為企業帶來可觀的經濟收入。利用電解二氧化錳廢渣生產蒸壓磚符合循環經濟的理念和思路，具有良好的社會、經濟和環境效益。
圖I為本發明所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法工藝流程圖
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明，以使本領域普通技術人員參照本說明書後能夠據以實施。如圖I所示，本發明所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法包括如下步驟步驟一、預處理將電解法生產的二氧化錳廢渣收集後，進行破碎、分散和乾燥處理；步驟二、球磨將預處理後的電解二氧化錳廢渣放入球磨機，運行10 15min後加入助磨劑，繼續運行15-20min，再加入礦渣矽酸鹽水泥，運行10 15min。所述助磨劑為三乙醇胺，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的0. 0% 2 0. 1%，所述三乙醇胺具有防團聚和防黏結襯板的作用；所述礦渣矽酸鹽水泥的添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的2% 4%;試驗證明經球磨處理後的電解二氧化錳廢渣活性提高了 5%，加入礦渣矽酸鹽水泥後活性又提高了 12%，其他種類的水泥對電解二氧化錳廢渣活性的提高沒有礦洛磚酸鹽顯著。步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機，添加河砂和石屑進行預攪拌8 lOmin，緩慢加水潤溼，控制水分含量為10% 13%，攪拌10 15min 。添加河砂或石屑的作用是在製備的蒸壓磚中起骨架結構，再通過水泥的膠凝作用形成強度。所述河砂的添加量為球磨後物料質量的20 % 25 %，粒度為0. 5-2. Omm,其二氧化矽含量大於70 %，泥含量小於2% ;所述石屑的添加量為球磨後物料質量的5% 8%，粒度為2. 5-5. Omm ;採用溼度傳感器控制水分，將水分含量精確控制在10% 13%，傳統方法大多通過經驗判斷水分是否合適，相比之下此方法更加科學可靠。步驟四、輪碾將攪拌後的物料輸送到輪碾機中，添加普通矽酸鹽水泥並緩慢加水，精確控制輪碾機中的物料水分為13% 14%，輪碾6 lOmin。所述普通矽酸鹽水泥的添加量為攪拌後物料質量的8% 15%;採用溼度傳感器控制水分，將水分含量精確控制在13% 14%;傳統方法大多通過經驗判斷水分是否合適，相比之下此方法更加科學可靠。輪碾可以使物料密度增加，可塑性增強。步驟五、壓製成型將輪碾後的物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機保壓後脫模，得到磚坯。所述壓力試驗機的保壓壓力為20 25MPa，保壓時間為2 3s。步驟六、靜養將壓製成型後的磚坯放置於水泥標準養護箱中靜養2 3h。所述的靜養溫度為50 60°C，溼度為99%，靜養可以提高蒸壓磚的早期強度。步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯放置到蒸壓釜中，通入蒸汽，所述的蒸汽在2h內升溫到180 200°C，壓力為0. 8 I. 2Mpa，在此條件下高溫恆壓蒸壓養護6 8h，降壓2 3h，然後自然降溫、出釜，得到電解二氧化錳廢渣蒸壓磚，即得產品。以下為依據本發明所述方法的具體實施例實施例一一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，包括如下步驟步驟一、預處理將電解法生產的二氧化錳廢渣收集後，進行破碎、分散和乾燥處理；步驟二、球磨將預處理後的電解二氧化錳廢渣放入球磨機，運行IOmin後加入三乙醇胺，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的0. 02%，繼續運行15min，再加入礦渣矽酸鹽水泥，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的2%，運行IOmin ；步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機，添加河砂和石屑進行預攪拌
慢加水潤溼，控制水分含量為10%，攪拌IOmin ;所述河砂的添加量為球磨後物料質量的20%,粒度為0. 5mm,且其二氧化娃含量大於70%,泥含量小於2% ;所述石屑的添加量為球磨後物料質量的5%，粒度為2. 5mm。
步驟四、輪碾將攪拌後的物料輸送到輪碾機中，添加普通矽酸鹽水泥並緩慢加水，精確控制輪碾機中的物料水分為13%，輪碾6min ;所述普通矽酸鹽水泥的添加量為攪拌後物料質量的8%。步驟五、壓製成型將輪碾後的物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機，調節成型壓力20MPa，保壓2s，然後脫模，得到磚坯；步驟六、靜養將壓製成型後的磚坯放置於水泥標準養護箱中，在50°C溫度、99%的溼度下靜養2h ；步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯放置到蒸壓釜中，通入蒸汽，在2h內升溫到180°C，壓力為O. 8MPa，高溫恆壓蒸壓養護6h，降壓2h，然後自然降溫、出釜，得到電解二氧化錳廢渣蒸壓磚。利用上述方法製備的蒸壓磚強度滿足MU 20等級，滿足國家標準對於牆體承受材 料的要求。整個製備過程原材料來源廣泛、切實可行、工藝技術簡單實用，解決了電解二氧化錳廢渣引發的生態環境問題，將電解二氧化錳廢渣進行資源化處理，以使之能夠應用於建材行業，節約能耗，利廢為寶，具有一定經濟價值，磚體質量好，減少了電解二氧化錳廢渣引起的環境汙染。實施例二一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，包括如下步驟步驟一、預處理將電解法生產的二氧化錳廢渣收集後，進行破碎、分散和乾燥處理；步驟二、球磨將預處理後的電解二氧化錳廢渣放入球磨機，運行15min後加入三乙醇胺，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的O. 1%，繼續運行20min，再加入礦渣矽酸鹽水泥，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的4%，運行15min ；步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機,添加河砂和石屑進行預攪拌lOmin，緩慢加水潤溼，控制水分含量為13%，攪拌15min ;所述河砂的添加量為球磨後物料質量的25%,粒度為2. Omm,且其二氧化娃含量大於70%,泥含量小於2% ;所述石屑的添加量為球磨後物料質量的8%，粒度為5. Omm。步驟四、輪碾將攪拌後的物料輸送到輪碾機中，添加普通矽酸鹽水泥並緩慢加水，精確控制輪碾機中的物料水分為14%，輪碾IOmin ;所述普通矽酸鹽水泥的添加量為攪拌後物料質量的15%。步驟五、壓製成型將輪碾後的物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機，調節成型壓力25MPa，保壓3s，然後脫模，得到磚坯；步驟六、靜養將壓製成型後的磚坯放置於水泥標準養護箱中，在60°C溫度、99%的溼度下靜養3h ；步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯放置到蒸壓釜中，通入蒸汽，在2h內升溫到200°C，壓力為1.2MPa，高溫恆壓蒸壓養護8h，降壓3h，然後自然降溫、出釜，得到電解二氧化錳廢渣蒸壓磚。利用上述方法製備的蒸壓磚強度滿足MU 20等級，滿足國家標準對於牆體承受材料的要求。整個製備過程原材料來源廣泛、切實可行、工藝技術簡單實用，解決了電解二氧化錳廢渣引發的生態環境問題，將電解二氧化錳廢渣進行資源化處理，以使之能夠應用於建材行業，節約能耗，利廢為寶，具有一定經濟價值，磚體質量好，減少了電解二氧化錳廢渣引起的環境汙染。實施例三一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，包括如下步驟步驟一、預處理將電解法生產的二氧化錳廢渣收集後，進行破碎、分散和乾燥處理；步驟二、球磨將預處理後的電解二氧化錳廢渣放入球磨機，運行12min後加入三乙醇胺，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的0. 06%，繼續運行17min，再加入礦渣矽酸鹽水泥，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的3%，運行13min ；步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機，添加河砂和石屑進行預攪拌9min，緩慢加水潤溼，控制水分含量為11%，攪拌13min ;所述河砂的添加量為球磨後物料質量的 23%,粒度為I. 7mm,且其二氧化娃含量大於70%,泥含量小於2% ;所述石屑的添加量為球磨後物料質量的7%，粒度為4. 0mm。步驟四、輪碾將攪拌後的物料輸送到輪碾機中，添加普通矽酸鹽水泥並緩慢加水，精確控制輪碾機中的物料水分為13%，輪碾Smin ;所述普通矽酸鹽水泥的添加量為攪拌後物料質量的11%。步驟五、壓製成型將輪碾後的物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機，調節成型壓力23MPa，保壓3s，然後脫模，得到磚坯；步驟六、靜養將壓製成型後的磚坯放置於水泥標準養護箱中，在55°C溫度、99%的溼度下靜養2. 5h ；步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯放置到蒸壓釜中，通入蒸汽，在2h內升溫到190°C，壓力為IMPa，高溫恆壓蒸壓養護7h，降壓3h，然後自然降溫、出釜，得到電解二氧化錳廢渣蒸壓磚。利用上述方法製備的蒸壓磚強度滿足MU 20等級，滿足國家標準對於牆體承受材料的要求。整個製備過程原材料來源廣泛、切實可行、工藝技術簡單實用，解決了電解二氧化錳廢渣引發的生態環境問題，將電解二氧化錳廢渣進行資源化處理，以使之能夠應用於建材行業，節約能耗，利廢為寶，具有一定經濟價值，磚體質量好，減少了電解二氧化錳廢渣引起的環境汙染。儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。
權利要求
1.一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，包括如下步驟 步驟一、預處理將電解法生產的二氧化錳廢渣收集後，進行破碎、分散和乾燥處理； 步驟二、球磨將預處理後的電解二氧化錳廢渣放入球磨機，運行10 15min後加入助磨劑，繼續運行15-20min，再加入礦渣矽酸鹽水泥，運行10 15min ； 步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機，添加河砂或石屑進行預攪拌8 IOminj^慢加水潤溼，控制水分含量為10% 13%，攪拌10 15min ； 步驟四、輪碾將攪拌後的物料輸送到輪碾機中，添加普通矽酸鹽水泥並緩慢加水，控制輪碾機中的物料水分為13% 14%，輪碾6 IOmin ； 步驟五、壓製成型將輪碾後的物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機保壓後脫模，得到磚坯； 步驟六、靜養將壓製成型後的磚坯放置於水泥標準養護箱中靜養2 3h ; 步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯放置到蒸壓釜中，通入蒸汽，高溫恆壓蒸壓養護6 8h，降壓2 3h，然後自然降溫、出釜，得到電解二氧化錳廢渣蒸壓磚。
2.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟二中所述的助磨劑為三乙醇胺，添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的0. 02% 0. 1%。
3.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟二中所述礦渣矽酸鹽水泥的添加量為預處理後電解二氧化錳廢渣質量的2% 4%。
4.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟三中所述河砂的添加量為球磨後物料質量的20% 25%，粒度為0. 5 2. 0mm，且其二氧化娃含量大於70%,泥含量小於2%;所述石屑的添加量為球磨後物料質量的5% 8%,粒度為 2. 5 5. Omnin
5.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟四中所述普通矽酸鹽水泥的添加量為攪拌後物料質量的8% 15%。
6.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，在步驟三和步驟四中採用溼度傳感器精確控制水分含量。
7.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟五中所述壓力試驗機的保壓壓力為20 25MPa，保壓時間為2 3s。
8.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟六中所述的靜養溫度為50 60°C，溼度為99%。
9.如權利要求I所述的利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，其特徵在於，步驟七中所述的蒸汽在2h內升溫到180 200°C，壓力為0. 8 I. 2MPa。
全文摘要
本發明公開了一種利用電解二氧化錳廢渣製備蒸壓磚的方法，包括步驟步驟一、預處理收集電解二氧化錳廢渣，進行破碎、分散和乾燥；步驟二、球磨將預處理後的物料放入球磨機，加入助磨劑和礦渣矽酸鹽水泥後進行球磨；步驟三、攪拌將球磨後的物料加入攪拌機，添加河砂或石屑和水進行攪拌；步驟四、輪碾添加普通磚酸鹽水泥並加水輪碾；步驟五、壓製成型將物料裝入標磚模具中，並放入壓力試驗機保壓後脫模，得到磚坯；步驟六、靜養將磚坯放置於水泥標準養護箱中靜養；步驟七、蒸壓養護將靜養後的磚坯高溫恆壓蒸壓養護，得到產品。本發明所述方法解決了電解二氧化錳廢渣引發的生態環境問題，且利廢為寶，具有一定經濟價值。
文檔編號C04B18/14GK102775116SQ20121030195
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者於秀玲, 周長波, 杜兵, 梁乾, 潘涔軒, 王璠, 王積偉, 裴倩倩 申請人:中國環境科學研究院