一种烧结烟气脱硫灰制备轻质隔墙保温条板的方法

1.本发明涉及脱硫灰固废资源再利用及建材技术领域，具体涉及一种烧结脱硫灰制备轻质隔墙保温条板的方法。


背景技术：

2.钢铁工业矿石和燃料中的硫在烧结过程中以二氧化硫的形式大量产生，烧结工序是钢铁工业废气污染物排放的大户。烧结球团烟气产生的二氧化硫占钢铁企业排放总量的70％以上，个别企业甚至达到90％左右。烧结烟气具有烟气粉尘浓度高、烟气温度较高、含氧量与含水量高、含有害气体等特点。烧结烟气脱硫技术指通过吸附或者与脱硫剂反应等方式将烧结烟气中的so2去除，避免其扩散至空气中的工艺。根据在烟气脱硫过程中所使用脱硫方式以及反应产物的形貌差异，一般可分为干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫三大类，其中干法效率较低，湿法存在腐蚀和气溶胶问题。相比较而言，半干法较好的避免了上述问题，具有出口烟气满足排放标准、对设备管道无腐蚀等优点，在市场上应用越来越广。此外半干法脱硫工艺还具有工艺简单，投资和运行成本较低，运行水耗小，能够协同脱除重金属和so3，可实现脱硫除尘一体化等诸多突出优点，很好的克服了湿法脱硫工艺存在的问题和不足，逐渐成为烧结烟气脱硫的主导方向。然而随着半干法烟气脱硫项目的推广，其暴露的问题日益突出，例如脱硫灰的综合利用问题成为了当前关注的热点，逐渐成为制约半干法脱硫工艺发展的主要问题。
3.在欧美国家，脱硫灰大部分被直接用于矿坑和建筑业回填，美国将脱硫灰用于生产石膏墙板、水泥混凝土及用于改良土壤和废物稳定固化；欧洲用于填埋、土壤修复、铺路、制水泥和混凝土。国内烧结烟气脱硫灰的综合利用方式不多，少量应用于石膏板生产及水泥添加剂等，大部分采取堆放处理，不仅占用大量土地，脱硫灰中重金属还容易向地下水渗透，污染地下水；脱硫灰密度小，堆放不当容易造成扬灰，引起空气污染，由此产生的管理费和处理费也增加了企业的经济负担。
4.脱硫灰中大量的亚硫酸钙是限制其利用的难点。将其预氧化后再利用，会增加工艺难度，提高投资成本；未进行氧化预处理的半干法烧结脱硫灰如果想要直接利用，因其对普通硅酸盐水泥缓凝作用较强掺加量一般控制在4％以内，且主要用作矿渣微粉的缓凝剂。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有半干法烧结脱硫灰综合利用过程中普遍存在的需要额外预处理、工艺复杂、掺量小、利用途径少等问题，提供一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法，该方法包括以下步骤：(a)将烧结脱硫灰、工业级氧化镁、工业级氯化镁混合均匀，得到粉体原料；(b)将发泡浆体、减水剂加入到粉体原料中并搅拌均匀，得到浇注料；(c)利用浇注料进行浇注成型，养护后得到轻质隔墙保温条板。
6.进一步的，步骤(a)所述粉体原料按照重量份数计的配方为烧结脱硫灰60-70份，工业级氧化镁17.5-23.5份，工业级氯化镁12.5-16.5份，其中氧化镁与氯化镁摩尔比为7：
1。
7.进一步的，，步骤(a)所述半干法烧结脱硫灰的质量百分数组成为caso3·
0.5h2o27％-29％，caso4·
2h2o24％-26％，ca(oh)219％-20％，caco322％-24％，余量为其他杂质；其它杂质1％-8％；合计100％。
8.进一步的，步骤(b)所述发泡浆体具体为4wt％-6wt％的fp-180型动物蛋白质发泡剂水溶液，平均气泡粒径控制在1-2mm；发泡浆体的用量相当于粉体原料总质量的0.03％-0.05％。
9.进一步的，步骤(b)所述减水剂具体为市售聚羧酸类减水剂，减水剂的加入量相当于粉体原料总质量的0.6％-1.0％。
10.进一步的，步骤(b)的加料方式为：首先加入减水剂与自来水并混合均匀，再加入发泡浆体并混合均匀。
11.进一步的，步骤(c)养护方式如下：浇筑完成后首先在40
±
2℃下恒湿养护1d后脱模，接着在40
±
2℃下继续恒湿养护3-6d，最后转入自然养护至28d即可。
12.本发明的另一重目的在于提供一种按照上述方法制得的轻质隔墙保温条板，其干密度为805-820kg/m3，28d抗压强度为4.4-8.9mpa，传热系数为0.155-0.160w/(m2·
k)，各项性能指标完全符合行业技术标准《jgt169-2005建筑隔墙用轻质条板》和国家标准《gbt23450-2009建筑隔墙用保温条板》中的规定要求。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是:(1)半干法烧结脱硫灰无需提前进行氧化或转化处理，工艺简单，无需使用氧化剂，降低了生产成本；(2)半干法烧结脱硫灰的掺加率最高可达70％；(3)利用工业氧化镁与工业氯化镁所组成的镁水泥为胶凝体系，避免了脱硫灰中硫酸钙成分对硅酸盐水泥的缓凝效果，提高了脱硫灰掺加率；(4)通过恰当的养护制度，能够在免蒸养条件下制备轻质隔墙保温条板，且成品性能突出，推广应用后具有良好的经济和社会效益。
附图说明
14.图1是本发明的一个较佳实施例的工艺流程图。
具体实施方式
15.为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例及附图进行进一步说明。
16.本发明各实施例使用的半干法烧结脱硫灰来源于生产实际，其余原料均为普通市售。
17.制备轻质隔墙保温条板的过程如图1所示，具体包括以下步骤：
18.1)粉体原料混合：将烧结脱硫灰60-70份、工业级氧化镁17.5-23.5份、工业级氯化镁12.5-16.5份混合均匀，其中氧化镁与氯化镁摩尔比为7：1；
19.2)发泡浆体制备：以fp-180型动物蛋白质发泡剂和水为原料，配制质量分数为4％-6％的发泡剂溶液，通过空气泵向发泡剂溶液中通气发泡，控制平均气泡粒径为1-2mm；
20.3)浇筑料制备：按照gb/t23450-2009中120板要求，28d后产品干密度按(800
±
10)kg/m3进行设计，控制固体混合料与泡沫浆体(用量相当于粉体原料重量0.03％-0.05％)的
比例将两者混合，再加入市售减水剂(用量相当于粉体原料重量0.6％-1.0％)并搅拌均匀，得到浇筑料；
21.4)坯体浇筑、脱模、养护：将浇注料均匀浇筑到墙材模具中，浇筑完成后首先在40
±
2℃下恒湿养护1d后脱模，接着在40
±
2℃下继续恒湿养护3-6d，最后转入自然养护至28d，由此生产出合格的轻质节能墙材。
22.对实施例制得的轻质节能墙材进行了测试，结果发现各项指标均符合标准行业技术标准《jgt 169-2005建筑隔墙用轻质条板》和国家标准《gbt 23450-2009建筑隔墙用保温条板》中的规定要求，具体配方及结果如下表所示。
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技术特征：
1.一种烧结烟气脱硫灰制备轻质隔墙保温条板的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(a)将烧结脱硫灰、工业级氧化镁、工业级氯化镁混合均匀，得到粉体原料；(b)将发泡浆体、减水剂加入到粉体原料中并搅拌均匀，得到浇注料；(c)利用浇注料进行浇注成型，养护后得到轻质隔墙保温条板。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)所述粉体原料按照重量份数计的配方为：烧结脱硫灰60-70份，工业级氧化镁17.5-23.5份，工业级氯化镁12.5-16.5份，其中氧化镁与氯化镁摩尔比为7：1。3.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(a)所述烧结脱硫灰的质量百分数组成为：caso3·
0.5h2o27％-29％，caso4·
2h2o24％-26％，ca(oh)219％-20％，caco322％-24％，余量为其他杂质。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(b)所述发泡浆体具体为4wt％-6wt％的fp-180型动物蛋白质发泡剂水溶液，平均气泡粒径控制在1-2mm；发泡浆体的用量相当于粉体原料总质量的0.03％-0.05％。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(b)所述减水剂具体为市售聚羧酸类减水剂，减水剂的加入量相当于粉体原料总质量的0.6％-1.0％。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(b)的加料方式为：首先加入减水剂与自来水并混合均匀，最后加入发泡浆体并混合均匀。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(c)养护方式如下：浇筑完成后首先在40
±
2℃下恒湿养护1d后脱模，接着在40
±
2℃下继续恒湿养护3-6d，最后转入自然养护至28d即可。

技术总结
本发明公开一种烧结烟气脱硫灰制备轻质隔墙保温条板的方法，涉及脱硫灰再利用领域，包括如下步骤：首先将烧结脱硫灰60-70份、工业级氧化镁17.5-23.5份、工业级氯化镁12.5-16.5份混合均匀，再依次加入相当于前述粉体混合物料0.03％-0.05％的发泡浆体、0.6％-1.0％的减水剂、搅拌均匀后浇注成型，最后养护得到合格的轻质隔墙保温条板。本发明方法的烧结脱硫灰掺加量高达60％，能够促进烧结烟气脱硫灰被规模化工业综合利用，具有良好的社会效益和经济效益。效益。效益。


技术研发人员：张维斯 雷国元
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2022.04.26
技术公布日：2022/7/22