[发明专利]一种硼泥为主要原料的全固废建筑材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硼泥为主要原料的全固废建筑材料及其制备方法，其包括：（1）硼泥预处理：将硼泥干燥，粉碎并过10目筛；（2）硼泥中氧化镁活性激发；（3）硼泥酸化制备含硫酸镁的酸化硼泥；（4）硼泥全固废建筑材料制备，以得到硼泥建筑材料成品，如免烧砖、砌块、板材等，也可以用于制备其他工艺品。其有效解决了硼泥处理问题、操作简单、硼泥使用量大，同时降低了硫氧镁水泥的生产成本，节省了硼泥和废酸处理的成本，可取得良好的经济效益和生态效益。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物的综合利用技术，具体涉及一种硼泥为主要原料的全固废建筑材料及其制备方法。

背景技术

硼泥是化工厂用硼矿制取硼砂、硼酸过程中产生的废弃物，主要含有镁橄榄石硅酸镁、碱式碳酸镁或碳酸镁以及少量的铁磁矿、斜长石、蛇纹石以及钾长石和一些非晶质颗粒。我国硼泥储量丰富，每年排放硼泥总量达200多万吨以上，硼泥堆积量已达2000多万吨以上。这些硼泥主要以堆积的方式处理，不仅占用大量土地，而且对环境造成污染。硼泥中含有氧化镁、氧化钙、氧化钠等碱性物质对农田、地下水和大气都有严重危害。硼泥产生的碱液可溶入到地下水中，使周围的农田减产，严重者可以使农作物绝产，并且对周围的饮用水产生污染。由于硼泥颗粒较细，在失去水分以后，常常会随风飞散，对大气环境产生污染。硼泥对生态环境的污染、大气环境的污染已成为一种公害。

硼泥的化学成分主要为镁橄榄石硅酸镁（45%~50%）、碱式碳酸镁或碳酸镁（20%左右）以及少量的铁磁矿、斜长石、蛇纹石以及钾长石等。其中，镁橄榄石硅酸镁和碳酸镁具有重大的利用价值，如果将硼泥随意丢弃将会造成资源的严重浪费，所以对硼泥进行资源化利用具有巨大的现实意义。目前，我国硼泥的利用方式主要集中于生产镁制品、制备絮凝剂处理废水、制作微晶玻璃、制备耐火材料等。但是，以硼泥制备镁制品等技术的过程中，硼泥使用量小，硼泥中的镁资源没有得到充分利用，使用过程中会浪费大量镁资源，同时产生大量的二次废渣。因此开发一种既能够大量消纳硼泥，又可以有效利用硼泥中镁元素的方法，具有重要的环境意义和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提高工业废弃物硼泥的综合利用率，提供一种硼泥为主要原料的全固废建筑材料及其制备方法。

针对以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种硼泥为主要原料的全固废建筑材料的制备方法，包括：

（1）硼泥预处理：将硼泥干燥，粉碎并过10目筛；

（2）硼泥中氧化镁活性激发：将预处理的硼泥煅烧，使其中的碳酸镁分解生成氧化镁，得到含活性氧化镁的煅烧硼泥，然后粉碎并过筛；

（3）硼泥酸化制备含硫酸镁的酸化硼泥：将预处理的硼泥与废硫酸反应，制得含硫酸镁混合物；其中，硼泥与废硫酸的质量比为3:1~1:2，反应时间为2-24h；反应结束后加入粉煤灰（仅通过控制pH值即可体现，得到含硫酸镁的酸化硼泥；其中，反应结束后含硫酸镁混合物的pH值为1~5，加入粉煤灰后含硫酸镁的酸化硼泥的pH值为5-8；

（4）硼泥全固废建筑材料制备：将制得的含硫酸镁的酸化硼泥、改性剂以及制得的含活性氧化镁的煅烧硼泥混合并搅拌成料浆，将制得的料浆进行流浆法或半干法加压成型、养护以得到硼泥建筑材料成品；其中，煅烧硼泥中活性氧化镁与酸化硼泥中硫酸镁的摩尔比为6.5-10，改性剂的掺量为煅烧硼泥质量的0.5wt%-3wt%。

优选地，步骤（2）中，煅烧温度为550℃~900℃，煅烧时间为0.5-3小时。更优选地，煅烧温度为600-650℃，煅烧时间为2-2.5h。

优选地，步骤（2）中，煅烧硼泥中活性氧化镁的含量为2.8wt%-16.7wt%。

优选地，步骤（2）中，煅烧后过100目以下筛。

优选地，步骤（4）中，酸化硼泥中硫酸镁的含量为8-25wt%。