[发明专利]一种硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法及其应用

权利要求书

1.一种硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述方法通过利用硅钙基固废作为基础材料，并且调整硅钙基固废中活性钙成分的含量，调控基础材料的矿化活性，控制体系内矿化反应的程度，利用矿化反应产生的热量提高体系温度，达到水热反应所需温度，使体系内既能进行矿化反应，也能进行水热反应。

2.根据权利要求1所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：(1)将固体废弃物与水分混合均匀，并且保持混合料中的水分含量在预定数值；(2)将混合料消解过后送入成型系统，制成生坯；(3)将生坯按一定填充率送入反应釜，室温下通入含二氧化碳气体进行复合矿化反应，完成后即得。

3.根据权利要求2所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述固体废弃物包括硅钙质固废和硅铝质固废；所述混合料中的水分含量为5～30wt％。

4.根据权利要求2或3所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述反应釜的填充率为5-55％。

5.根据权利要求2-4任一项所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述复合矿化反应的反应时间为1～12小时；所述复合矿化反应的反应压力为0.05～3MPa。

6.根据权利要求1-5任一项所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述硅钙基固废中的硅钙基为硅酸二钙和硅酸三钙；所述硅酸二钙和硅酸三钙在混合料中的质量百分比不低于30％，优选地，所述硅酸二钙和硅酸三钙在混合料中的质量百分比为30～60％。

7.根据权利要求1-6所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述硅钙基固废为钢渣、矿渣、高炉渣、赤泥、煤渣、镁渣、磷渣、锰渣中一种或多种。

8.根据权利要求1-7所述的硅钙基固废协同矿化制备建材制品的方法，其特征在于：所述生坯的总质量为m，单位t；反应釜的体积为v，单位m³；反应装置的热容为H，单位J/K；生坯的真密度为ρ，单位kg/m³；混合料中硅酸二钙质量分数为a₁，单位％；混合料中硅酸三钙质量分数为a₂，单位％；k₁、k₂为反应经验常数；反应初始温度为T₀，单位K；反应压力为P，单位MPa；上述参数满足下式：(1)[1.3136*m*a₁*k₁*10⁹/(373.15-T₀)+6.0*10⁴*m*a₁-8.99*10⁴*m*a₁*k₁]+[1.8203*10⁹*m*a₂*k₂/(373.15-T₀)+6.0*10⁴*m*a₂-6.68*10⁵*m*a₂*k₂]＞H+3.593*10⁵*v/T₀-3.593*10⁸*m/(ρ*T₀)+4.446*10⁶*v*(P-37.315/T₀)-4.446*10⁹*m*(P-37.315/T₀)/ρ+1.461*10⁶*m-4.356*P+2.344*10⁸/(373.15-T₀)-2.344*10¹¹*m/(373.15*ρ*v-T₀*ρ*v)。