[发明专利]基于制革含铬革屑和煤矸石利用的泡沫混凝土制备方法

说明书

本发明涉及一种基于制革含铬革屑和煤矸石利用的泡沫混凝土制备方法，采用革屑的水解、松香酰氯改性革屑水解液的制备、复配、煤矸石发泡处理的过程，来制备泡沫混凝土。本发明的综合优势在于革屑、煤矸石的全耗尽，无二次污染，达到废物的资源化利用目的。

本申请是中国发明专利申请：2019104278396的分案申请。

技术领域

本发明涉及以废弃物为主要原料制备建筑材料的方法。特别涉及基于制革含铬革屑和煤矸石利用的泡沫混凝土制备方法。

背景技术

我国是世界上第一制革大国，皮革年产量约70亿平方英尺，约占全世界总产量的1/4。制革厂的废弃物，特别是含铬废弃物主要是蓝皮皮屑、蓝皮皮边、染色皮边和涂饰皮边等，同时，皮鞋厂、皮具厂及沙发厂等皮革制品加工企业产生的皮角废弃大部分属于含铬废弃物。本发明所指的含铬革屑是指蓝革用片皮机片成一层或是多层构造时所造成的块状及片状废物，以及使用削匀机将蓝革削成所需宽度时所造成的下脚料，其主要为制革厂鞣革之后削匀时造成的铬革屑（chromeshavings)，其含3.5％-4.0％的Cr₂O₃与超过90％的胶原蛋白，由于含金属铬，是制革工业污染源之一。2016年8月1日国家环保部将含铬废弃物定为危险废弃物，不准焚烧、掩埋，只能交给有资质的危废厂处理，而交给危废厂需支付1000~1500元/吨不等的处理废物，增加了制革厂的生产成本。目前，堆积如山的废革屑，严重制约着制革业的发展，是制革厂面临并亟需解决的技术难题。

含铬革屑的传统处理方式是用于作制明胶或蛋白粉，制明胶存在产生废水量大，并产生二次废物的问题；制蛋白粉也会涉及到产生二次废物的问题。

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤矸石主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。

煤矸石弃置不用，占用大片土地。另外，煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国目前积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将新增煤矸石1亿吨左右。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。比如：煤矸石代替燃料化铁，烧锅炉，烧石灰，回收煤炭等。再比如生产普通硅酸盐水泥。生产特种水泥，生产无熟料水泥等。再比如生产建筑材料，用煤矸石烧结砖，质量较好，颜色均匀。再比如煤矸石生产轻骨料，轻骨料是为了减小混凝土的相对密度而选用的一类多孔骨料。再比如生产煤矸石棉，以煤矸石和石灰为原料，经高温融化，喷吹而成一种建筑材料。再比如生产化工产品：制结晶三氯化铝，以煤矸石和化工工业副产盐酸为主要原料，经过破碎、培烧、磨碎、酸浸、沉淀、浓缩结晶和脱水等生产工艺而制成，是一种新型的净水剂；制水玻璃；生产硫酸铵，煤矸石内的硫化铁在高温下生产SO2，再氧化而生产SO3，遇水生产硫酸，并与氨的化合物生产硫酸铵。

中国发明专利201710977501.9公开一种增强型煤矸石砖，属于建筑材料技术领域。按重量份数计，依次称取75～85份煤矸石，4～6份黏土，10～15份氧化铁粉，15～25份高锰酸钾，5～12份铝粉，20～23份粉煤灰和5～8份改性玻璃纤维，将煤矸石粉碎，过筛，得煤矸石粉末，将黏土，氧化铁粉，高锰酸钾，铝粉，粉煤灰和改性玻璃纤维于球磨机中混合，得混合料，将混合料与煤矸石粉末搅拌混合后，加入模具中压制成型，得坯料，将坯料干燥后移入烧结炉中，烧结，随炉冷却至室温后，出料，养护，得增强型煤矸石砖。其制备的煤矸石砖具有较好的力学性能，同时泛霜现象减少。