專利名稱:無機固體廢棄物用粘結劑和方法
技術領域:
本發明涉及無機固體廢棄物資源化技術,特別是一種無機固體廢棄物用粘結劑和方法。
背景技術:
現代人類生產和生活活動中產生的固體廢棄物需要妥善地加以處置,而且在處理固體廢棄物時,應避免產生二次污染,對有毒有害廢物應確保不致對人類產生危害。對城市產生的固體廢物制定全面的、綜合性處理規劃是非常必要的。其最理想的狀態即為固體廢棄物的完全再資源化。雖然現有多種固體廢棄物的資源化技術在各種不同的條件下得以運用并取得了一定的社會和經濟效益,但是,這些已知的技術或不可避免地給環境造成二次 污染,或有其應用局限性,或其資源化效率不理想,或其成本太高。因此,研發一種不造成二次污染,通用性好、效率高及成本可控的固體廢棄物資源化技術是科研與工程技術人員所面臨的一個重要課題。鑒于此,本發明人在前人工作的基礎上,經過不斷研究多次試驗,終于成功研發出無機固體廢棄物資源化的關鍵技術,即本發明所述的粘結劑和方法。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足,提供一種無機固體廢棄物用粘結劑和方法,所述無機固體廢棄物用粘結劑具有良好的通用性,能夠提高無機固體廢棄物的資源化效率。本發明的技術方案如下無機固體廢棄物用粘結劑,其特征在于,包括以下四組物料,第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物,第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物,第三組物料包括三乙醇胺、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、硼酸和/或草酸,第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。所述第一組物料中的金屬氧化物包括以下物質中的一種或多種的組合MgO,CaO,A1203, Fe203。所述第二組物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的鹽,所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的鹽。所述第一組物料的重量含量為10% 75%,所述第二組物料的重量含量為10% 45%,所述第三組物料的重量含量為1% 5%,所述第四組物料的重量含量為20% 80%。所述四組物料中的固態物料均采用粉末狀物料。上述無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,其特征在于,所述粘結劑中的四組物料均采用固態物料,每組固態物料呈粉末狀或被加工成粉末狀,所述四組物料按一定比例混合后得到粉末狀粘結劑產品。上述無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,其特征在于,按照一定比例選取所述粘結劑中的四組物料,所述四組物料包括固態物料和液態物料,所述固態物料呈粉末狀或被加工成粉末狀,并混合成粘結劑產品的粉末狀固態組分,所述液態物料直接或混合成粘結劑產品的液態組分,所述粉末狀固態組分與所述液態組分分裝成套即得粘結劑產品。無機固體廢棄物的粘結固化方法,其特征在于,將無機固體廢棄物與粘結劑混合并加水調成漿料后在常溫下引發化學固化反應,無需額外能量,所述漿料通過澆鑄、擠壓、涂抹或噴涂后固化成型為結構體。所述無機固體廢棄物包括砂石、泥土、固體生活廢棄物和/或固體工業廢棄物,所述結構體中水的重量含量為17% 50%。一種結構體,其特征在于,包括無機固體廢棄物和上述無機固體廢棄物用粘結劑,所述結構體中水的重量含量為17% 50%。本發明的技術效果如下本發明的無機固體廢棄物用粘結劑及方法,解決了對各種固體物質進行固化的實用化問題。所述粘結劑是一種通用性好、環境友好的用于固體物料粘結的粘結劑。相關工藝過程不造成二次污染,通用性好、效率高且成本可控。本發明對于生活、工業固體廢棄物渣料的處理具有就地資源化的特點。就地資源化的特點,能夠把建筑、工業等固體廢棄物高效地就地資源化,能夠推動建筑、工業固體廢棄物的資源化進程并為各種建設工程提供綠色環保的結構件。通過在建筑工地就地取材、就地固化,能夠極大降低建設成本、提高施工效率。本發明能夠通過無機固體廢棄物資源化的成本控制選擇,根據預算及性能需要,可在極大程度上控制工程造價即成本。
具體實施例方式本發明涉及無機固體廢棄物的粘結固化技術。無機固體廢棄物用粘結劑,包括以下四組物料,第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物,第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物,第三組物料包括三乙醇胺、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、硼酸和/或草酸,第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。所述第一組物料中的金屬氧化物包括 以下物質中的一種或多種的組合:MgO,CaO, A1203, Fe203。所述第二組物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的鹽,所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的鹽。所述第一組物料的重量含量為10% 75%,所述第二組物料的重量含量為10% 45%,所述第三組物料的重量含量為1% 5%,所述第四組物料的重量含量為20% 80%。所述四組物料中的固態物料均采用粉末狀物料。上述無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,其特征在于,所述粘結劑中的四組物料均采用固態物料,每組固態物料呈粉末狀或被加工成粉末狀,所述四組物料按一定比例混合后得到粉末狀粘結劑產品。上述無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,其特征在于,按照一定比例選取所述粘結劑中的四組物料,所述四組物料包括固態物料和液態物料,所述固態物料呈粉末狀或被加工成粉末狀,并混合成粘結劑產品的粉末狀固態組分,所述液態物料直接或混合成粘結劑產品的液態組分,所述粉末狀固態組分與所述液態組分分裝成套即得粘結劑產品。無機固體廢棄物的粘結固化方法,其特征在于,將無機固體廢棄物與粘結劑混合并加水調成漿料后在常溫下引發化學固化反應,無需額外能量,所述漿料通過澆鑄、擠壓、涂抹或噴涂后固化成型為結構體。所述無機固體廢棄物包括砂石、泥土、固體生活廢棄物和/或固體工業廢棄物,所述結構體中水的重量含量為17% 50%。
一種結構體,包括無機固體廢棄物和上述無機固體廢棄物用粘結劑,所述結構體中水的重量含量為17% 50%。具體實施固化時,根據成本及性能要求,將所述第一組物料至第四組物料按一定比例混合,得到粉末狀粘結劑。然后將所得粉末狀粘結劑與其它固體物質通過加水或利用含磷的酸中所具有的水分調成漿料后引發化學固化反應。待漿料完全固化后,得到最終產品。所述最終產品中含水重量比17 50%。所述其它固體物質包括砂石、泥土、固體生活廢棄物及固體工業廢棄物。無機固體廢棄物資源化實例,包括以下步驟第一步根據成本及性能要求,設計并計算出四組物料所占比例。第二步把四組物料中固體組份按比例混合、研磨,得固體混合料。第三步按一定比例把無機固體廢棄物固體料加入固體混合料中并均勻混合。第四 步把四組物料中可能的液態組份按比例加入所得的固體混合料中,得含水混合料。第五步按比例把所需的水加入所得含水混合料中,混合形成漿料并激發固化反應。待固化完成后,得到最終產品。本發明所述的粘結劑可用于粘合幾乎所有已知的材料,包括泥土、灰燼、砂石等,將為對所有無害廢棄物的資源化提供優質高效、成本可控的覆蓋方案。本發明的應用范圍1.在建筑結構材料方面包括使用各種固體物及固體廢棄物制備高強結構材料,建筑及其它工業領域廢棄物的資源化。包括粉煤灰,礦石廢渣,金屬廢屑,木屑,廢玻璃等等。2.高效處理有害固體廢棄物。包括有害金屬、中低放射性廢棄物、醫院有毒有害固體廢棄物等等。3.在隧道施工中用于施工面碎片、巖屑固定高速、高效、高強固化劑;在石油及天然氣鉆井方面用作超級固封劑等等。4.在生物陶瓷方面用作牙科用陶瓷材料及人造骨用陶瓷材料等等。5.在耐火材料方面可作為防火阻燃材料。使用本發明所得最終資源化產品包括下述主要性能密度0. 8 5. Og/cc,隨填料和添加劑而改變。抗壓強度最高可達SOMPa以上,隨填料及添加劑而改變。抗彎強度最高可達15MPa以上。水、酸及堿穩定性好(在PH3. 5 11范圍內穩定)。可被固化物類型包括建筑垃圾、礦渣或其它幾乎任何固體廢棄物。水在最終產物中所占的重量比為17 50%。固化成型時間可控制于幾秒鐘到幾小時。固化成型工藝過程可以選擇澆鑄、擠壓、噴涂等。生產設備簡單成熟。本發明所述固化過程是一室溫過程,無需額外能量;可快速形成堅硬、致密的成品;產品成本、產品性能及成型過程均可調控;多數情況下,產品固化成型時有微小膨脹,因而可形成良好的密封產品,致密性極好。關于鐵礦渣資源化的實例以鐵礦渣作被粘合物,采用本發明粘結劑,按粘結劑/被粘合物=15/85之比例,制備出堅硬、密實的道路產品。所述道路產品在野外數月外觀及力學性能無變化。在此指明,以上敘述有助于本領域技術人員理解本發明創造,但并非限制本發明創造的保護范圍。任何沒有脫離本發明創造實質內容的對以上敘述的等同替換、修飾改進和/或刪繁從簡而進行的實施,均落入本發明創造的保護范圍。
權利要求
1.無機固體廢棄物用粘結劑,其特征在于,包括以下四組物料,第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物,第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物,第三組物料包括三乙醇胺、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、硼酸和/或草酸,第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。
2.根據權利要求1所述的無機固體廢棄物用粘結劑,其特征在于,所述第一組物料中的金屬氧化物包括以下物質中的一種或多種的組合MgO,CaO, A1203, Fe203。
3.根據權利要求1所述的無機固體廢棄物用粘結劑,其特征在于,所述第二組物料中的含磷化合物是指含磷的酸或含磷的鹽,所述含硫化合物是指含硫的酸或含硫的鹽。
4.根據權利要求1所述的無機固體廢棄物用粘結劑,其特征在于,所述第一組物料的重量含量為10% 75%,所述第二組物料的重量含量為10% 45%,所述第三組物料的重量含量為1% 5%,所述第四組物料的重量含量為20% 80%。
5.根據權利要求1所述的無機固體廢棄物用粘結劑,其特征在于,所述四組物料中的固態物料均采用粉末狀物料。
6.根據權利要求1-5之一所述的無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,其特征在于,所述粘結劑中的四組物料均采用固態物料,每組固態物料呈粉末狀或被加工成粉末狀,所述四組物料按一定比例混合后得到粉末狀粘結劑產品。
7.根據權利要求1-5之一所述的無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,無機固體廢棄物用粘結劑的制備方法,其特征在于,按照一定比例選取所述粘結劑中的四組物料,所述四組物料包括固態物料和液態物料,所述固態物料呈粉末狀或被加工成粉末狀,并混合成粘結劑產品的粉末狀固態組分,所述液態物料直接或混合成粘結劑產品的液態組分,所述粉末狀固態組分與所述液態組分分裝成套即得粘結劑產品。
8.無機固體廢棄物的粘結固化方法,其特征在于,將無機固體廢棄物與權利要求1-5之一所述的無機固體廢棄物用粘結劑混合并加水調成漿料后在常溫下引發化學固化反應,無需額外能量,所述漿料通過澆鑄、擠壓、涂抹或噴涂后固化成型為結構體。
9.無機固體廢棄物的粘結固化方法,其特征在于,所述無機固體廢棄物包括砂石、泥土、固體生活廢棄物和/或固體工業廢棄物,所述結構體中水的重量含量為17% 50%。
10.一種結構體,其特征在于,包括無機固體廢棄物和權利要求1-5之一所述的無機固體廢棄物用粘結劑,所述結構體中水的重量含量為17% 50%。
全文摘要
無機固體廢棄物用粘結劑和方法,所述無機固體廢棄物用粘結劑具有良好的通用性,能夠提高無機固體廢棄物的資源化效率,其特征在于,包括以下四組物料,第一組物料包括金屬氧化物和/或氫氧化物,第二組物料包括含磷化合物和/或含硫化合物,第三組物料包括三乙醇胺、木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、硼酸和/或草酸,第四組物料包括粉煤灰、水泥、水泥熟料和/或礦粉。
文檔編號C04B28/00GK103011711SQ20121056637
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者胡中波 申請人:胡中波, 黃小康