專利名稱：一種制磚材料的改性方法
技術領域：
本發明涉及一種制磚材料的改性方法，尤其涉及一種用生物質熱解廢液處理鈣或鎂含量超標的煤矸石、粉煤灰、頁巖灰渣等制磚材料的改性方法。
背景技術：
我國為了保護土地資源，實心粘土磚占用大量良田，已被禁止生產和使用。而礦物資源開發中產生的大量廢渣，如煤矸石、頁巖灰渣、粉煤灰等作為制磚材料可制成非黏土類磚，屬于國家鼓勵的新型建材，同時解決了廢渣的污染問題，目前在國內建材市場已得到廣泛應用。但最近幾年，陸續出現了“粉末磚頭豆腐渣工程問題”，河南、湖北、廣西等地新建房屋墻體陸續出現頁巖磚、煤矸石磚等大面積爆裂和粉化現象，用手輕輕一觸，磚末就像餅干碎屑一樣，已成為重大質量隱患。導致這些“粉末磚頭”的原因是，原料中的氧化鈣含量超標，氧化鈣遇到空氣中的水分會逐漸生成氫氧化鈣，體積膨脹好幾倍，一開始看不出任何毛病，但會慢慢爆裂粉化。將煤矸石等礦物廢渣用于新型制磚材料的研究文獻中指出，燒結磚對煤矸石等礦渣原料化學成分(重量百分含量)的要求是=SiA 55% 70% ；Al2O3 15% 25% ；Fe2O3 2% 8% ；CaO彡2% ；MgO彡3% ；SO3彡1% (茅艷，許波.利用煤矸石生產建筑材料及其對性能特性的分析[J].中國礦業，2004，13(8) :48-51)。以煤矸石為例，CaO 主要以石灰石的形式存在，吸水后發生化學反應，因體積膨脹而產生應力，會導致磚的爆裂粉化，經試驗驗證CaO含量不超過m為宜(張三明，陳湛，余其康，吳承恩.利用廢棄煤矸石生產保溫磚及其在自保溫墻體中的應用[J].新型建筑材料，2009，9)。MgO多以MgCO3 的形式存在，且往往與CaCO3共生成白云質灰巖，亦是燒結磚的有害成分，MgC03易產生過燒現象，另一方面MgO是一種助溶劑，會引起制品表面泛霜，經試驗驗證MgO含量不超過 3%為宜(茅艷，許波.利用煤矸石生產建筑材料及其對性能特性的分析[J].中國礦業， 2004，13(8) :48-51)。對于高鈣鎂含量的煤矸石等制磚材料，必須進行改性，降低CaO和 MgO的含量，使其在限定范圍內，以得到合格的制磚原材料。中國專利(公開號CN1115747A) 公開了一種利用含石灰石的煤矸石制磚的方法，用2 15%的濃硫酸(98%)處理煤矸石中的石灰石，使CaCO3K應生成CaS04。用改性粉煤灰處理廢水后應用于制磚的方法是用 lmol/L的鹽酸溶液改性粉煤灰，處理印染廢水后的吸附飽和灰，用于制磚材料(孟文清，牛建廣，何錦云，崔邯龍.改性粉煤灰處理廢水后應用于制磚的試驗研究[J]，工業建筑， 2006，36，865-867)。這些改性方法分別使用了濃硫酸和鹽酸作改性處理液，一是存在腐蝕性和環境污染，二是酸性強，選擇性差，煤矸石和粉煤灰中參與反應的不僅是CaO、MgO，還 W Fe2O3、Al2O3，都將被浸出。
發明內容
本發明提供了一種制磚材料的改性方法，其解決了現有的制磚材料容易粉化爆裂的問題，并同時實現了原材料的充分利用。為了解決上述技術問題，本發明采用了以下技術方案一種制磚材料的改性方法，其特征在于包括以下步驟
1)將改性處理液加入到制磚原料中，高速分散攪拌反應，等待或調節PH值至穩定的范圍后，抽濾得固態產物A和液態產物B ；
2 )將固態產物A烘干后即為改性后的制磚材料；
3)將液態產物B經加熱濃縮，精制，過濾，干燥即得到副產物融雪劑。所述的改性處理液為生物質熱解廢液木醋液，所述的生物質熱解廢液木醋液是由杏殼、秸桿、木屑氣化、熱解即干餾產生的大量廢液，所述的生物質熱解廢液木醋液為含有機酸類、醛類、酮類、酚類多種有機化合物的紅褐色水液體，其中含水量占75wt%左右。木醋液的組分含量隨原材料、采集工藝、存放時間和精制方法等不同而異，有機酸類物質是木醋液中最具特征的成分，在木醋液中的含量也高，往往占有機物的50 %以上，特別是乙酸在木醋液中的含量較大(約為5% 15%)，并具有很高的反應活性，可與高鈣鎂含量的煤矸石、粉煤灰和頁巖灰渣等制磚材料中的活性成分氧化鎂、氧化鈣等反應，以醋酸鈣鎂鹽水溶液的形式與制磚材料分離，從而降低制磚材料的鈣鎂含量。同時醋酸鈣鎂鹽水溶液被煤矸石、粉煤灰等制磚材料脫色，顏色變淺，精制后可得醋酸鈣鎂鹽類融雪劑。所述的制磚原料為高鈣鎂含量的煤矸石、粉煤灰或頁巖灰渣中的一種或者多種的混合。其無機成分中有SiA > A1203> Fe203> CaO ,MgO、K2O、Na2O及其他微量元素。所述的制磚原料的顆粒度為0. 05-0. 2mm。所述用于調節pH值至穩定范圍的物質為氧化鎂或氧化)，所述的pH值的穩定范圍為 7. 6-8. 6。所述的步驟2)中得到的改性后的制磚材料中的氧化鈣的含量不大于2wt%，氧化鎂的含量不大于3wt%。該制磚材料的改性方法具有以下有益效果
(1)本發明制磚材料的改性方法一方面可得到鈣鎂含量不超標的制磚材料，另一方面可得到醋酸鈣鎂鹽類環保型融雪劑，可實現無腐蝕、低能耗、高選擇性和高值化，是一種以廢治廢的低成本的新方法。(2)本發明制磚材料的改性方法流程科學簡單，操作方便，容易實現大規模的生產。
具體實施例方式實施例1
高鈣煤矸石制磚材料的改性
以內蒙古煤矸石為例，經X射線熒光光譜儀(SRS3400，德國)分析，其無機成分如表1所示，只有CaO的含量超標(為4. 98%)。表1.煤矸石的無機成分(重量百分數)
權利要求
1.一種制磚材料的改性方法，其特征在于包括以下步驟1)將改性處理液加入到制磚原料中，高速分散攪拌反應，等待或調節PH值至穩定的范圍后，抽濾得固態產物A和液態產物B ；2 )將固態產物A烘干后即為改性后的制磚材料；3)將液態產物B經加熱濃縮，精制，過濾，干燥即得到副產物融雪劑。
2.根據權利要求1所述制磚材料的改性方法，其特征在于所述的改性處理液為生物質熱解廢液木醋液，所述的生物質熱解廢液木醋液是由杏殼、秸桿、木屑氣化、熱解即干餾產生的大量廢液，所述的生物質熱解廢液木醋液為含有機酸類、醛類、酮類、酚類多種有機化合物的紅褐色水液體。
3.根據權利要求1或2所述制磚材料的改性方法，其特征在于所述的制磚原料為高鈣鎂含量的煤矸石、粉煤灰或頁巖灰渣中的一種或者多種的混合。
4.根據權利要求3所述制磚材料的改性方法，其特征在于所述的制磚原料的顆粒度為 0. 05-0. 2mm。
5.根據權利要求1或2或4所述制磚材料的改性方法，其特征在于所述用于調節PH 值至穩定范圍的物質為氧化鎂或氧化鈣，所述的PH值的穩定范圍為7. 6-8. 6。
6.根據權利要求1-5任一項所述制磚材料的改性方法，其特征在于所述的步驟2)中得到的改性后的制磚材料中的氧化鈣的含量不大于2wt%，氧化鎂的含量不大于3wt%。
全文摘要
本發明公開了一種制磚材料的改性方法，其特征在于包括以下步驟將改性處理液加入到制磚原料中，高速分散攪拌反應，等待或調節pH值至穩定的范圍后，抽濾得固態產物A和液態產物B；將固態產物A烘干后即為改性后的制磚材料；將液態產物B經加熱濃縮，精制，過濾，干燥即得到副產物融雪劑。本發明制磚材料的改性方法一方面可得到鈣鎂含量不超標的制磚材料，另一方面可得到醋酸鈣鎂鹽類環保型融雪劑，可實現無腐蝕、低能耗、高選擇性和高值化，是一種以廢治廢的低成本的新方法。同時，本發明制磚材料的改性方法流程科學簡單，操作方便，容易實現大規模的生產。
文檔編號C09K3/18GK102442793SQ20111030914
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者何德民, 關珺, 張秋民, 許英梅 申請人:大連民族學院, 大連理工大學