[发明专利]利用半干法脱硫废渣蒸养制备免烧承重砖的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保工程及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种利用半干法脱硫废渣蒸养制备免烧承重砖的方法。 

背景技术

燃煤烟气脱硫净化后再向大气中排放是国内外快速发展的一项环保技术，已经在各主要工业领域被广泛采用，其中以石灰或消石灰作为脱硫介质时会产生大量的脱硫石膏。早期的脱硫技术以湿法和干法两种方式为主，湿法脱硫产生大量污泥状的脱硫石膏，而干法脱硫的产物一般与粉煤灰或炉渣一起排出，不会单独排放脱硫石膏。湿法脱硫的石膏目前被大量应用于生产各类建筑材料，已经有大量的专利技术并形成了一套基本成熟的技术体系。 

半干法脱硫是近些年快速发展的一类脱硫技术，与湿法脱硫相比，具有不产生污水、脱硫产物不用脱水烘干、占地少、投资小和成本低等特点。因此，与湿法脱硫相比，半干法脱硫在节能减排方面具有跨越性的进步。但是半干法脱硫渣的物相组成远较湿法脱硫渣复杂，因而使干法脱硫渣的处理和利用变得困难，成为半干法脱硫成套技术推广的瓶颈之一。 

发明CN101352893B以半干法脱硫石膏和高炉水渣为原料生产干混砂浆。该发明按重量百分比10-30％的矿渣粉与10-30％的半干法脱硫石膏及60-80％的中砂在混料机中混合均匀，得到干混砌筑砂浆，砂浆的28天抗压强度在8-20MPa之间。但这种砂浆也存在下述问题：①其早期强度偏低，使其应用上受到较多限制；②脱硫渣在砂浆中的掺量太低，使该种干混砂浆的成本较高， 且不利于大量处理和利用脱硫渣；③该种建筑砂浆的长耐久性尚未得到验证，实验表明因钙矾石延迟生成的影响，其长期强度可能严重下降甚至因膨胀开裂，其应用风险不容忽视。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种以半干法脱硫渣为主要原料通过蒸养制备免烧承重砖的方法，采用本发明方法制备的免烧承重砖可以达到建筑外墙承重砖所需要的强度、耐久性和耐水性。 

本发明方法包括如下顺序的步骤： 

(a)半干法脱硫渣，该脱硫渣为灰白色到浅灰黄色微细粉末，平均粒径为4-10um，BET比表面积为2-10m²/g；其组成为：质量百分含量为40-50％的CaO、8-16％的SO₃、10-18％的SO₂、1-3％的MgO、1-2％的TFe、0.2-1.0％的SiO₂、0.4-0.6％的Al₂O₃、1-5％的K₂O、0.1-0.5％的Na₂O、1-5％的氯化物、15-25％的烧失量；其放射性核素含量符合GB6566-2010建筑主体材料核素含量指标，即I_Ra≤1.0B_q/Kg、I_γ≤1.0B_q/Kg(检测方法是GB11743-89)的要求； 

(b)高炉矿渣粉，该矿渣粉为炼铁高炉排出的水淬废渣磨细成粉，优选为符合GBT18046-2008要求的粒化高炉矿渣粉S95和/或S105； 

(c)硅酸盐水泥或硅酸盐水泥熟料粉； 

(d)生石灰或熟石灰粉，优选为符合JCT479-92的粉磨到80um筛余少于总质量的10％的建筑用钙质生石灰粉； 

(e)粉煤灰，燃煤电厂烟窗中排出的粉尘，优选为符合GB/T1596-2005的I级和/或II级F类粉煤灰； 

(f)集料即中细砂，为分级到符合GB/T1468-200规定的中砂与细砂的要求的惰性集料如河砂和/或山砂和/或沙漠砂和/或戈壁砂和/或海砂和/或尾矿 砂和/或岩石粉； 

(2)将步骤(1)中的原料(a)、(b)、(c)、(d)、(e)混合配制成胶凝剂，其中，各原料的质量百分含量是：50-80wt％的脱硫渣、10-35wt％的矿渣粉、2-20wt％的水泥、2-5wt％的石灰粉、5-15wt％的粉煤灰； 

(3)将步骤(2)所得的胶凝剂与步骤(1)中的集料和水均匀混合成半干状，其中，集料质量占胶凝剂与集料质量总和的0-75％，水灰比即水与胶凝剂粉体的质量比为0.10-0.46；水灰比与成型压力需相匹配，通常低的水灰比对应于高的成型压力； 

(4)将步骤(3)所得的混合物充模，然后压制成型、脱模，将脱模后的砖坯在40-90℃水蒸汽中养护1-7天，然后在常温下保湿养护0-21天即得免烧承重砖；通常蒸养3天即可达最终强度的80％。