用工業廢料燒結成環保石材的方法
2023-05-29 23:48:36 2
專利名稱：用工業廢料燒結成環保石材的方法
技術領域：
本發明涉及一種用工業廢料燒結成環保石材的方法。特別涉及利用回收的廢棄土和工業廢料製備無菌且強度高的環保石材的製法。
目前，在建築工程中所用石材大都取掘自河川溪流或山地中所含的天然石塊，再經破碎成所需大小的石材，即一般所謂天然石材。這種天然石材廣泛用於鋪路造橋、土木建築結構物中的石材填料，從而提高水泥鋼筋構物或瀝青柏油路面的強固性。但是，這種天然石材因取自天然界，在其表面上所附有的少許有機物及細菌易使柏油路面中的瀝青受侵蝕，從而造成柏油路面出現龜裂和損壞；此外，天然石材的成分不均勻，在經過破碎成為個別石塊單元體後，在單元體內的組織巳遭受破壞，也即大為降低其原有強度，從而降低水泥砂石結構壁面的抗壓承載壽命。
此外，天然、石塊的過度挖掘，易使河川溪流中的土壤流失，且造成生態環境有失平衡，終於導致使自然環境遭受嚴重破壞，因此，挖掘天然石塊決非長久之計。
更且，在目前工商業發達，建築業興感，所挖掘的廢棄上以及工業廢棄物日益增多，對環境巳造成嚴重威脅，所以對處理廢棄土與工業廢棄物的需求日益迫切，在工商業發達的同時又能保護環境使之少受汙染是人類共同奮鬥的目標。
本發明目的在於；提供一種以工業廢料燒結成環保石材的方法。本方法在使廢棄土和工業廢物不再造成二度汙染情況下，使其再生和利用，製成一種無菌而強度高的環保石材，以便提供土木工程界使用。
本發明目的是這樣實現的所提供的以工業廢料燒結成環保石材的方法包括如下步驟a)原料混合，以一半從天然界地底挖掘出來的廢棄土和一半以木屑粉、廢棄紙漿、廢棄汙泥、荼渣、廢油等一種或數種以任意比例組成的工業廢棄物為原料，在混料機內均勻混合；b)球磨在球磨機內球磨，使原料粒度變細和進一步均勻混合；c)壓濾在壓濾機的加壓槽內使所得混合料與水調合成原料漿液，再進行壓濾；d)將壓濾後的殘渣進行捏和操作；e)將捏和料真空擠壓射出成為塊狀料；f)將塊狀料以破碎型方式或以造粒型方式作成燒結料後製成燒結石材；g)將燒結石材振動篩選成所需粒度的環保石材。這種環保石材無菌而強度高，從而本發明目的就完全達到了。
本發明具有良好效果。本發明利用了作為棄廢的土壤的、在土木建築工地施工中挖掘地底的泥土以及在燃燒時能產生熱能的工業廢棄物如木屑粉、廢棄紙漿、廢棄汙泥、荼渣、廢油等作為原料，原料低廉，並可避免汙染環境，所製成的環保材料雖然其比重比天然石材低，但卻顯示輕型石材的優點；其抗壓強度比超過天然石材、無菌殘留於其中，從而作為土木工程材料時強度不減，使水泥砂石結構壁面的抗壓承載壽命加長。
以下結合附圖對本發明方法進行詳細說明；附
圖1是廢棄土成分的三相圖；附圖2是本發明方法的操作流程圖；附圖3是本發明方法中的真空擠壓射出的塊狀料以破碎型方式作為燒結材粒料後再製成燒結石材的操作流程圖；附圖4是本發明方法中將真空擠壓射出的塊狀料以造粒型方式作為燒結材粒料後再製成燒結石材的操作流程圖。
從附圖1可見，本發明以從天然界地底挖掘出來的廢棄土和以木屑粉、廢棄紙漿、廢棄汙泥、荼渣、廢油等一種或數種以任意比例組成的工業廢料物為原料，所述廢棄土通常含有不等量的紅土、黑土、赤黃土或黏土，這些土質一般皆合有SiO2、Al2O3、以及CaO、MgO、FeO、Fe2O3、(K、Na)2O等礦物成分，其含量在如附圖1的三相圖中的虛線部分內，亦即此等礦物比包含於紅土、黑土或赤黃土或黏土中任一種土質原料中，當然也含於上述所有或任選數種土質原料中，只要任意自地層挖掘所獲的廢棄土皆含有如此礦物百分比，同時由於這些礦物百分比稍有參差對產品的性能影響不大，所以本發明以廢棄土表示上述這種土質或其混合物。所述廢棄土中的鋁及矽的化合物在1500℃高溫燒結之後仍殘留，有些無素如K、Na等化合物被燒失成氣化薄膜，而Fe化合物則在1200℃即燒融，使鋁及矽的化合物聚合。本發明中所有工業廢棄物指木屑粉、廢棄紙漿、廢棄汙泥、荼渣、廢油等，可任選一種或數種，以等量或不等量混合使用，其用途僅作為燃燒產生熱能而已。當高溫燒結時，這些工業廢棄物被燒失氣化，促使廢棄土上的鋁及矽礦物元素化合物間形成受熱膨脹的氣泡薄膜，具有使鋁及矽等礦物聚合的效果，同時亦由此增強聚合成石材後的物理性能。
經過試驗證明本發明方法中所用原料以50％廢棄土和50％工業廢棄物為宜。將兩種原料在混料機內均勻混合後；在球磨機內球磨，使其粒度變細，並使成分原料進一步混合均勻；球磨後在壓濾機內壓濾，壓濾操作是將原料在壓濾機加壓槽中與水調合而形或漿液，在調合過程中也把殘渣過濾，以便提高原料凝集效果，壓濾過後，在捏和機內捏和，使原料凝聚成固體，並將原料內所含的氣泡排出，以便增強其強度；以便增強其強度；再經真空擠壓機進行真空擠壓射出成為塊狀料，隨後此塊狀料可有兩種方式製成燒結材粒料，其一是破碎型方式；另一個是造粒方式。然後，將燒結材粒料在振動篩選機中振動篩選分離為所需粒度的環保石材。
關於破碎型方式製造燒結材粒料的方法步驟如下將所述塊狀粒在幹操作窯乾燥，其溫度為250℃，時間為9分鐘，再由破碎機破碎至30毫米粒經以下，再經一次振動篩選機分離25毫米粒經以上的粒料，再經二次振篩選機分離出所需粒經粒料，將此粒料在預熱窯預熱，預熱溫度為600℃，時間為5分鐘，再在立式高溫窯燒結，燒結溫度為1500-1700℃，時間為15分鐘，燒結後，在急冷窯中冷卻，冷卻時間為2分鐘，成為燒結石材粒料。
關於造粒型方式製造燒結材粒料的方法步驟如下將所述塊狀料在造粒機中造粒為球狀料，再使球狀料先在600℃溫度下預熱5分鐘後，以1500-1700℃溫度和15分鐘時間燒結成型，再將熱的燃結粒持入急冷窯中冷卻2分鐘，成為燒結石材粒料。
本發明方法所制環保石材性能如下內飽和比重為1.29，而天然、石材為2.36，因此，本發明產品環保石料展現輕質的特性；抗壓強度試驗超過1814/平方釐米，而天然、石材的抗壓強度試驗為1814公斤/平方釐米；本發明環保石材無菌殘留。
權利要求
1.用工業廢料燒結成環保石材的製法，其特徵在於以天然界地底挖掘出來的廢棄土和以木屑粉、廢棄紙漿、廢棄汙泥、荼渣、廢油等一種或數種組成的工業廢棄物為原料製造環保石材，製法的步驟如下a)原料混合，以一半從天然界地底挖掘出來的廢棄土和一半以木屑粉、廢棄紙漿、廢棄汙泥、荼渣、廢油等一種或數種以任意比例組成的工業廢棄物為原料，在混料機內均勻混合；b)球磨在球磨機內球磨，使原料粒度變細和進一步均勻混合；c)壓濾在壓濾機的加壓槽內使得混合料與水調合成原料漿液，再進行壓濾；d)將壓濾後的殘渣進行捏和操作；e)將捏和料真空擠壓射出成為塊狀料；f)將塊狀料以破碎型方式或以造粒形方式製成燒結材粒料；g)將燒結材粒料燒結，再經振動篩選分離成所窯粒度的環保石材。
2.根據權利要求1所述環保石材的製法，其特徵在於在f)項和g)項中所述以破碎型方式製成燒結材粒料，以及從燒結材粒料制面環保石材的步驟如下將所述塊狀料在250℃溫度下乾燥9分鐘，由破碎機破碎至粒徑30毫米以下，再經一次振動篩選分離出粒徑25毫米以上的粒料，再以二次振動篩選分離出所需燒結材粒料，使所述燒結材粒料先在600℃溫度下預熱5分鐘後，以1500℃-1700℃溫度和15分鐘時間燒結成型，再將熱的燒結石材轉入急冷窯內冷卻2分鐘即成燒結石材，再經振動篩選成所需粒徑的環保石材。
3.根據權利要求1所述環保石材的製法，其特徵在於在f)項和g)項和中所述以造粒型方式製成燒結材粒料以及從燒結材粒料製成環保石料的步驟如下將所述塊狀料在造粒機中造粒為球狀先在600℃溫度下預熱5分鐘後以1500-1700℃溫度和15分鐘時間燒結成型，再將熱的燒結石材轉入急冷窯內冷卻2分鐘，即成燒結石材，再經振動篩選成所需粒經的環保石材。
全文摘要
本發明涉及用工業廢料燒結成環保石材的方法。本發明以廢棄土和工業廢棄物為原料，混合後經真空擠壓射出、造粒、乾燥、破碎、篩選分離、燒結以及振動篩選操作製成一種無菌且強度高的人造石材。本方法所制石材提供給一般土木工程結構物或瀝青柏油路面作為石材填粒使用，進而達到回收廢棄物資源，減少環境汙染的目的。
文檔編號E01C7/00GK1153845SQ9511958
公開日1997年7月9日 申請日期1995年11月29日 優先權日1995年11月29日
發明者王珣 申請人:王珣