[发明专利]一种含硫固废制备多孔材料及固化硫的方法

说明书

本发明涉及一种含硫固废制备多孔材料及固化硫的方法，所述的多孔材料由含硫固废70.0～90.0wt％、长石1.0～5.0wt％、白云石5.0～15.0wt％、硅石2.0～20.0wt％、发泡剂0～2.0wt％、萤石粉0～3.0wt％制备而成。本发明通过多孔材料气孔‑玻璃相‑晶相多尺度结构协同固硫，实现硫的固化率≥85％，该型多孔材料可用于建筑、管道设备、隔音和复合隔热系统等领域，也可以作为环境材料固化含硫固体废弃物(中高硫煤矸石、垃圾焚烧飞灰等)，实现含硫固废的无害化处置协同资源化利用。

技术领域

本发明属于多孔材料制备技术领域，具体涉及一种含硫固废制备多孔材料及固化硫的方法。

背景技术

随着无废城市建设，鼓励推进工业固体废弃物源头减量和资源化利用。由于含硫固体废弃物中含S、C、重金属等元素，不仅占用土地，而且对水体、大气存在危害；且在空气中易自燃生成SO_X和CO_X，遇到水蒸气形成酸雨而严重污染生态环境，目前基本处于堆放或低价值利用状态，造成资源浪费。因此国内含硫固废的无害化处置协同资源化利用问题迫在眉睫。

多孔材料作为一种新型绿色建筑材料是我国建材行业绿色发展、转型升级的重点方向之一，目前国内外多孔材料的研究主要聚焦在研究材料的制备、结构-性能构效关系等方面，CN103708731B公开了一种镍渣多孔微晶材料及其制备方法。冶炼镍铁合金废渣为主要原料，以SiO₂、CaCO₃、Na₂CO₃、ZnO、K₂CO₃等添加剂和澄清剂为辅料。所述镍渣多孔微晶材料具有优异的理化性能。CN110526584A公开了一种晶硅切割废料协同煤矸石制备多孔材料的方法及用途。以煤矸石为主要原料，晶硅切割废料、纯碱、发泡剂等为辅料，制备的多孔材料具有轻质抗磨等性能。综上所述，公开发明中未涉及硫(S)、重金属等有害元素固化的工作。

由于一些固体废弃物中含有较高的硫(如高硫污泥、含硫冶金渣等)，极易形成硫氧化物，对生态环境污染严重，国内开展了处置含硫固废的相关研究，王洪春针对高硫污泥提出了固废热处理、造粒+盘式干化工艺能够高效率利用原料中的硫，比较适合含硫污泥处理。呼伦贝尔驰宏矿业公司对锌氧压浸出高硫渣，通过调浆浮选后回收硫精矿，并得到工业应用。昆明冶金研究院发明了一种从锌氧压浸出渣中空化预处理及硫浮选回收硫精矿的工艺，直接将硫精矿的回收率和品味提升10-15％。综合来看，国内针对含硫固废的处理主要是以回收为主，而在回收之后，废渣中依然残留较高比例的硫。

因此，亟需一种含硫固废的处置方法，本发明以含硫固废(如含硫煤矸石、粉煤灰、垃圾焚烧飞灰等)为主要原料制备多孔材料，同步固化含硫固废中的硫，减少硫排放、保护环境，实现含硫固废的无害化处置协同资源化利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是基于多孔材料具有气-固复相多尺度结构，通过调控含硫固废制备多孔材料过程中硫在宏观气孔结构及孔壁微观组织结构的迁移转化，实现硫在多孔材料中的固化，同时大宗量、资源化利用含硫固废，保护环境，节约资源。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、一种含硫固废制备多孔材料及固化硫的方法，其特征在于，所述多孔材料由含硫固体废弃物为主要原料，并添加硅石、白云石等矿物形成基础配合料，经烧结制成多孔材料，在发泡过程通过气孔结构和孔壁组织结构协同固硫。其组成如下：

所述多孔材料的原材料组成总质量百分数之和计为100％。

2、根据权利要求1所述的多孔材料，其特征在于，所述含硫固体废弃物由以下一种或一种以上组成，部分含硫固废及成分如下：

(1)含硫煤矸石：

其它微量