材料化学 课件 15-3-3 其他工业固废资源化利用技术

第二章

工业固废资源化生态建材（三）

其他工业固废资源化利用技术目录第1部分其他工业固废第2部分其他工业固废资源化利用技术第3部分结束语目录第1部分其他工业固废第2部分其他工业固废资源化利用技术第3部分结束语第1部分其它工业固废粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。脱硫石膏：是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO4.2H2O，含量≥93%。花岗岩废料：指石材加工过程中切锯、光产生的粒径小于0.16mm的细微颗粒。冶炼废渣：一般指的是工业生产过程中产生的不具有危险特性的固废，包括采矿废石、燃料废渣、冶炼及化工过程废渣等。粉煤灰冶炼废渣脱硫石膏花岗岩废料目录第1部分其他工业固废第2部分其他工业固废资源化利用技术第3部分结束语2.1粉煤灰资源化利用技术我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等。粉煤灰化学组成成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2O烧失量范围1.30~65.761.59~40.121.50~6.221.44~16.801.20~3.721.0~6.01.10~4.231.02~2.141.63~29.97我国电厂粉煤灰化学组成%粉煤灰矿物组成矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、氧化铁、氧化镁、生石灰及无水石膏等，非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿，其中玻璃体含量占50%以上。烧结砖、砌块玻化微珠蒸压砖、砌块粉体材料陶粒第2部分其它工业资源化利用技术2.1粉煤灰资源化利用技术粉煤灰代替粘土原料生产水泥，由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰加入适量石膏磨细制成的水硬胶凝材料，水泥工业采用粉煤灰配料可利用其中的未燃尽炭:粉煤灰生产低温合成水泥，生产原理是将配合料先蒸汽养护生成水化物，然后经脱水和低温固相反应形成水泥矿物:粉煤灰制作无熟料水泥，包括石灰粉煤灰水泥和纯粉煤灰水泥；粉煤灰作砂浆或混凝土的掺和料，在混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥或细骨料。在水泥工业和混凝土工程中的应用2.1粉煤灰资源化利用技术蒸压粉煤灰砖：以电厂粉煤灰和生石灰或其他碱性激发剂为主要原料，也可掺入适量的石膏，并加入一定量的煤渣或水淬矿渣等骨料，经过加工、搅拌、消化、轮碾、压制成型、常压或高压蒸汽养护制成；烧结粉煤灰砖：以粉煤灰及其他工业废料为原料，经原料加工、搅拌、成型、干燥、培烧制成；蒸压泡沫粉煤灰保温砖：以粉煤灰为主要原料，加入一定量的石灰和泡沫剂，经过配料、搅拌、烧注成型和蒸压而成的一种新型保温砖；粉煤灰硅酸盐砌块：以粉煤灰、石灰、石膏为胶凝材料，煤渣、高炉矿渣等为骨料加水搅挫、振动成型、蒸汽养护而成的墙体材料;粉煤灰加气混凝土制品：以粉煤灰为原料，适量加入生石灰、水泥、石膏及铝粉，加水搅拌呈浆，注入模具蒸养而成;粉煤灰陶粒：以粉煤灰为主要原料，掺入少量粘结剂和固体燃料，经混合、成球、高温培烧制成;粉煤灰轻质耐热保温砖：是用粉煤灰、烧石、软质土及木屑进行配料而成。在建筑制品中的应用2.2脱硫石膏资源化技术脱硫石膏颗粒特征和物理状态与天然石膏相比有较大的差异。脱硫石膏含有10%～25%附着水，呈湿粉状。正常脱硫石膏的外观颜色近乎白色，随杂质含量变化呈黄白色或灰褐色。脱硫石膏较天然石膏细，粒径一般不超过92um,且80%以上的粒径在30um～60um之间，级配不如天然石膏磨细后的石膏粉。脱硫石膏经过磨细后粗颗粒多为杂质，细颗粒多为石膏，而脱硫石膏粗颗粒多为石膏，细颗粒多为杂质。基于以上原因，脱硫石膏虽细，但其比表面积却不如天然石膏物理性质化学性质在化学成分上，脱硫石膏与天然石膏的主要成分均为二水硫酸钙。脱硫石膏中二水硫酸钙含量达90%以上，高于天然石膏中二水硫酸钙的含量。脱硫石膏游离水含量一般在10%～25%左右，还含有飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙以及钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。脱硫石膏在使用过程中必须严格控制可溶性盐浓度，如钾、钠、氯离子及氧化镁等物质的含量。石膏砌块(条板)生产流程脱硫石膏建筑石膏粉刷石膏石膏砌块/板材石膏腻子水泥缓凝剂气凝胶-石膏基保温板高强石膏2.2脱硫石膏资源化技术

对不同工艺参数下的脱硫石膏制备高强α半水石膏进行研究，高强α石膏抗压强度最高可达到47.11MPa。脱硫石膏制备高强石膏蒸压法制备高强半水石膏工艺流程成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3TiO2烧失量脱硫石膏1.680.950.6428.520.10.050.1335.360.0510.26天然石膏1.61.232.51.341.3石膏化学成分(%)2.2脱硫石膏资源化技术花岗岩废料主要为硅酸盐矿物，由石英、长石、角闪石、辉石和云母等组成。2.3花岗岩废料资源化技术制备混凝土通过研究发现分别用0%、10%、25%、40%、55%、70%花岗岩废料取代河沙，测试混凝土的抗压、抗弯强度，耐磨性，抗渗性、吸水率等性能，观察其形貌和水化作用的变化。当花岗岩废料取代河沙量为25~40%时，各项性能参数均有较好影响。花岗岩废料作为混凝土骨料或水泥掺合料，可以增强混凝土的抗压强度、耐磨性，但替代量一般不超过30%。制备墙体材料花岗岩废料的化学成分（%）成分SiO2Al2O3Fe2O3TiO2MnOMgOCaOK2ONa2OSO3P2O5尾矿60.5117.498.711.420.163.271.643.721.950.280.34花岗岩废料含有更多的二氧化硅和三氧化二铝，更适合于制备烧结墙体材料。2.3花岗岩废料资源化技术原料名称烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2SO3花岗岩加工厂锯泥1.8259.8217.493.284.480.602.614.580.440.14矿山剥离砂1.5058.4918.275.273.850.771.954.760.700.42粘土5.6160.9714.795.573.461.252.271.530.860.46各配比烧制的发泡陶瓷试块烧成制度室温～500℃，升温速率10℃/min；500℃～900℃，升温速率6℃/min；900℃～1100℃，升温速率4℃/min；1100℃～

，升温速率2℃/min；焙烧温度（1200℃），保温30min，随炉冷却。1180℃、1200℃均可烧制出孔形、孔分布状况良好的发泡陶瓷，体积密度在330kg/m3~406kg/m3之间。制备发泡陶瓷烧结路面砖和装饰砖试验样品烧成制度：室温～焙烧温度：150℃/小时焙烧温度

：1150℃±20℃保温1小时随炉冷却至室温花岗岩加工厂锯泥掺加量100%、95%，可烧制成SX类烧结路面砖，咖色系MU35等级烧结装饰砖；花岗岩加工厂锯泥掺量85%，可烧制MX类烧结路面砖，浅红色系MU35等级烧结装饰砖；花岗岩加工厂锯泥掺量75%，可烧制MX类烧结路面砖，浅红色系MU30等级烧结装饰砖。制备烧结路面砖/装饰砖2.3花岗岩废料资源化技术2.4冶炼废渣资源化利用技术锂渣制备轻集料

轻集料的抗压强度取决于轻集料的膨胀率和颗粒密度，轻集料膨胀率越高、颗粒密度越低时，轻集料抗压强度越低。当原料中锂渣的量不超过30%时，在轻集料烧结过程中，一些小孔可以相互连接形成较大的孔。一方面，由于锂渣中含有更多的助熔成分，可以在高温下降低液相的粘度，从而使液相中产生的气体（如CO2和O2）更容易以污染土壤和锂渣所制备的集料均属于轻集料，且从强度来看，符合轻集料大多数应用场景。试样的膨胀率表观密度和吸水率

单颗粒抗压强度轻集料红外光谱图锂渣中含有以无定形的形式存在的SiO2，Al2O3，因此磨细锂渣粉有较高的火山灰活性。锂渣粉中以SO42-形式存在的三氧化硫高达6％以上，远高于普通掺合料。2.4冶炼废渣资源化利用技术钢渣沥青渣混合料技术

基于蓝光扫描的的钢渣真实三维数字化模型钢渣的形状分布钢渣沥青混合料AC-13C和AC-20C的稳定度分别是20.63kN和19.43kN，表明钢渣沥青混合料具有更好的力学性能目