[发明专利]一种利用乳酸残渣制备高强度调湿材料的方法

说明书

本发明涉及一种利用乳酸残渣制备高强度调湿材料的方法，属于乳酸残渣再利用技术领域。先将乳酸残渣高温碳化，破碎后过100目筛并烘干；将海泡石，珍珠岩，石英砂等富含硅源的物质破碎，过100目筛并烘干；再称取乳酸残渣：富含硅源的物质＝80％～20％：20％～80％；再称量重量是乳酸残渣和富含硅源的物质两者总重量的5％～40％的水；混合均匀后，在10～30MPa的成型压力下压制成型后脱模，在140℃～220℃下，水热固化1～24h，烘干后制得块状固化体产品为高强度调湿建筑材料。本发明工艺简单，得到的产品抗折强度可达18MPa(抗压强度可达90MPa)以上，吸放湿性能远超国标《JC/T 2082‑2011调湿功能室内建筑装饰材料》的要求。社会效益和经济效益十分明显。

技术领域

本发明涉及一种利用乳酸残渣制备高强度调湿材料的方法，属于废弃物乳酸残渣再利用技术领域。

背景技术

乳酸是一种历史悠久且重要的有分诶最后机酸。目前，乳酸及其盐类等衍生物已广泛应用于食品、医药、饲料、化工等领域。近年，通过乳酸缩聚反应生成的聚乳酸作为一种绿色环保的新型生物基可降解材料，使乳酸在纺织、塑料、农用地膜、现代医药、3D打印等新兴应用领域也具有了广阔的应用前景。

但是，在乳酸的生产过程中，往往会产生大量的固体废弃物，经过干燥后即为乳酸残渣。据了解，平均生产1吨乳酸，就会产生0.6吨绝干的乳酸残渣，而我国2018年乳酸产量接近30万吨，也就是说，2018年因生产乳酸而产生的乳酸残渣超过15万吨。预计未来乳酸的年均增长率将超过9％，乳酸残渣的产生也将每年巨幅增加。然而，乳酸残渣至今没有找到一个合适的处理方式。据了解，我国的乳酸的生产原料近80％采用玉米粉。发酵产乳酸产生的乳酸残渣与一般的粮食或其他物质发酵不同，其N、P、K等含量极少，质量百分比含量依次分别约为0.880％、0.536％和0.770％，且酸性较强，因此难以制成高效的肥料(请参阅中国专利CN107558284B)。也有将发酵后的乳酸残渣生产燃料乙醇(请参阅专利号为ZL200610131965.X的中国专利)，但是经检测，本发明的乳酸残渣中碳含量较低，仅占5.9％质量百分比，因此用其生产燃料乙醇转换效率低。这也是目前乳酸残渣在工业上多采用填埋的处理方式的原因，然而，由于其酸性等诸多原因，对土壤污染大，加之国家对环保的日益重视，按照国家最新标准，乳酸残渣将无法直接进行填埋处理，因此，十分迫切需要寻找一种新的再利用乳酸残渣的工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉的将乳酸残渣制备成为高强度调湿材料的方法。用本发明的方法，可实现废弃物乳酸残渣循环再利用。

为了达到上述目的，本发明首先研究了乳酸残渣的组分，发现其中CaO约占45.4％，于是，我们的全新的再利用方法是加入富含硅源的物质，利用钙源和硅源反应，生成硅酸钙水合物和托勃莫来石来提高产品强度。在此基础上，也充分利用托勃莫来石的多介孔性，使得产品具有较好的调湿性能。此外，该技术采用低温水热反应(反应温度不高于200℃)，一方面可降低能耗，节能环保，另一方面，较低的反应温度有利于原料及生成的介孔结构的保留，提高了产品的调湿性能。

具体步骤如下：

先将乳酸残渣经过500℃以上高温碳化，再将碳化好的乳酸残渣破碎，然后过100目筛并烘干；将富含硅源的物质破碎，过100目筛并烘干，得到预处理好的原料乳酸残渣和富含硅源的物质；再以质量百分比称取预处理好的乳酸残渣：富含硅源的物质＝80％～20％：20％～80％；再称量水，水的重量是乳酸残渣和富含硅源的物质两者总重量的5％～40％；将上述量取的各原料混合均匀后，在10～30MPa的成型压力下压制成块状样品并脱模，在140℃～220℃条件下，进行水热固化1～24h，经过烘干后制得块状固化体产品为高强度调湿建筑材料。经过检测，该产品具有高抗折强度而且具有远超国标《JC/T 2082-2011调湿功能室内建筑装饰材料》中3～24h各级别的吸湿量的要求，以及放湿量的相应规定，可以满足室内建筑装饰用材的使用要求。