CN107043132B - 建筑垃圾综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种建筑垃圾综合利用方法，包括以下步骤：a将建筑垃圾粉碎，然后与盐酸混合，煮沸反应0.5‑3小时，过滤得到滤液一和滤渣一；b将滤液一用氢氧化钙乳液调pH值到4，过滤分离出氢氧化铁，然后继续用氢氧化钙乳液调pH值到7，过滤分离出氢氧化铝，滤液蒸干，得到氯化钙或二水合氯化钙；c将滤渣一与氟硅酸混合反应，蒸干得到挥发气体和固体，挥发气体经吸收后得到白炭黑，将固体加水研磨，再加入盐酸煮沸后过滤，得到滤液四和滤渣二；d将滤液四用氢氧化钙乳液调pH到2，然后与滤液一混合。本发明是以建筑垃圾为原料，经过低温化学分解，产出水和二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化铁、氯化钙等一系列化工产品，真正实现了变废为宝。

Description

建筑垃圾综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种建筑垃圾综合利用新方法，属于建筑垃圾再生利用领域。
背景技术
建筑垃圾是指在建筑物的建设、维修、拆除过程中产生的主要固体废弃物，主要包括废混凝土块、废碎砖渣等废物。随着我国国民经济和城市化进程的不断加快，据统计，每施工10000平方米建筑，将会产生500～600吨的建筑垃圾，按照我国每年建筑规模20亿平方米计算，我国每年仅建筑施工所产生的建筑垃圾就超过1亿吨，建筑废弃物已成为继城市生活垃圾之后第二大固体废弃物。这些建筑垃圾绝大部分未经任何处置即被丢弃，对土地、环境、地下水、空气等带来了严重危害。
据估计，我国城市垃圾的历年堆存量达60多亿吨，其中建筑废弃物就占了30％～40％；垃圾堆存侵占土地面积达5亿m2，从唐山地震到汶川地震，大量的建筑垃圾一直都是灾区重建需要解决的首要问题之一，这些建筑垃圾如不处理，灾区就没有土地资源可供重建，就没有一个良好的环境可供居民居住，灾区居民就无家可归，因此如何处置和利用建筑垃圾，已经成为全社会关心的重要问题之一。
发展建筑垃圾的再生利用最早开始于欧洲，由废弃的混凝土再生骨料用于高速公路的实际工程。建筑垃圾资源化已成为发达国家的共同研究课题。美国、德国、日本等工业发达国家经过长期的努力，基本实现了建筑垃圾的资源化。
由于我国经济于工业发达国家滞后，基础设施也相应落后，人们对建筑垃圾处理的方式，大部分选择以填埋为主，建筑垃圾的再生利用刚刚起步。目前国内外的再生利用方法大多是简单物理方法使其再生，主要归结为两种，一种是利用建筑垃圾生产砖，另一种为生产再生骨料，添加到新的混凝土中。
我国目前已有部分建筑单位采用建筑垃圾再生产品应用在低级别的砌筑、抹灰、垫层等工程中，但是建筑垃圾资源化程度远远低于国外发达国家。大量的建筑垃圾资源没有得到有效利用，既浪费了资源，又污染了环境。这也从另一方面说明，我国建筑垃圾资源化综合利用的潜力很大。
综上，总结国内外现有的建筑垃圾处理方式，都没有脱离物理方法处理的范围，最多、最广泛的途径是经过一系列的物理方法(分选、破碎)制备再生骨料、再生建筑材料，然而，这些方法可一而不可再，因为建筑垃圾经过这样的处理后性能大都有所下降，当这些再生建材再次成为建筑垃圾，那么，他们将何去何从？
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种建筑垃圾综合利用新方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种建筑垃圾综合利用新方法，包括以下步骤：
a将建筑垃圾粉碎，然后与盐酸混合，煮沸反应0.5-3小时，反应完成后过滤，得到滤液一和滤渣一；
b将滤液一用氢氧化钙乳液调pH值到4，过滤分离出红棕色沉淀氢氧化铁和滤液二，然后继续用氢氧化钙乳液将滤液二的pH值调到7，过滤分离出白色絮状沉淀氢氧化铝和滤液三，再把滤液三蒸干，得到白色固体氯化钙或二水合氯化钙；
c将滤渣一与氟硅酸混合反应，蒸干得到含有SiF4的挥发气体和固体，含有SiF4的挥发气体经水吸收后得到白炭黑和吸收液，将硅酸混合反应后生成的固体加水研磨，再加入盐酸煮沸后过滤，得到滤液四和滤渣二；
d将滤液四用氢氧化钙乳液调pH到2，然后返回步骤a中与滤液一混合；滤渣二返回到步骤a中与粉碎的建筑垃圾或滤渣一混合。
优选的，步骤a中：所述建筑垃圾为废混凝土块和/或废碎砖渣，建筑垃圾粉碎至100目-200目。
优选的，步骤a中：所述盐酸的浓度为1mol/L-8mol/L，建筑垃圾与盐酸的质量比为1:2-1:8。
优选的，所述氢氧化钙乳液的质量百分比浓度为2％-20％。
优选的，步骤c中：所述氟硅酸的质量百分比浓度为20％-40％，滤渣一与氟硅酸的质量比为1:4-1:8。
优选的，步骤c中：所述反应温度是在108-150℃的温度下油浴加热。
优选的，步骤c中：所述盐酸的浓度为2mol/L，固体与盐酸的质量比为1:1-1:5。
上述步骤b中，滤液三在200℃到240℃的温度范围内蒸干得到是CaCl2·2H2O，在260℃到300℃的温度范围内蒸干得到是CaCl2。
本发明的有益技术效果是：
本发明是以建筑垃圾为原料，经过低温化学分解，产出水和二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化铁、氯化钙等一系列化工产品，不仅解决掉建筑垃圾无处堆放、处理困难的问题，还能给社会带来资源、带来效益，真正实现了变废为宝。本发明一旦推广，必将推动一种崭新的建筑垃圾资源化利用最大化的经营模式的产生，从而实现建筑行业的可持续发展，实现经济、社会、资源、环境的协调发展。从今而后，建筑垃圾将不能被称之以“垃圾”，垃圾也将成为一种资源。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明以占建筑垃圾中绝大比重的混凝土为生产原料，通过一系列的化学方法处理，在经过调节pH值、分离、提纯等工艺步骤后，生产出氢氧化铝、氯化钙、白炭黑、氢氧化铁等化工原料的新方法，能为全国尤其震灾地区的建筑垃圾提供一个变废为宝的途径，不仅消除建筑垃圾的诸多危害，还能促进社会经济发展，实现经济与环境、社会、资源的协调发展。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
取粉碎至200目的混凝土样品5g，加入到250ml烧杯中，与1:1HCl(1体积浓盐酸与1体积水混合所得到的盐酸，浓度约为6mol/L)20ml，混合煮沸搅拌1小时，过滤，得到滤液一和滤渣一，分解率29％。
水溶解过滤后的滤液一用质量百分比浓度为5％的Ca(OH)2乳液调pH到4，过滤分离出红棕色沉淀氢氧化铁，继续5％Ca(OH)2乳液调pH调到7，过滤分离出白色絮状沉淀氢氧化铝，然后把滤液在300℃蒸干，得到吸水性很强的白色固体氯化钙。
水溶解过滤后的滤渣一，加质量百分比浓度为35％的氟硅酸6ml，在150度的温度下油浴蒸干，总分解率75％，得到挥发的气体，用水吸收气体得到白炭黑和吸收液，吸收液回收可以反复继续利用。挥发的气体主要含有SiF4，也可采用专利号为201310534326.8的发明专利所公开的方法进行处理，制得纳米水合二氧化硅。
将蒸干后的固体加5倍量的水研磨，再加10ml的2mol/L盐酸煮沸后过滤，得到滤液用质量百分比浓度为5％的氢氧化钙乳液调pH到2，分离出不能分解的固体回反应釜反复利用。而滤液用氢氧化钙调pH到4，分离出氢氧化铁沉淀，将得到滤液，继续用氢氧化钙调pH到7，分离出氢氧化铝沉淀，液体继续生产氯化钙。
实施例2
在搪瓷反应釜中，加入4mol/L的盐酸2m3(立方)，在不断搅拌下缓缓加入粉碎至120目的混凝土样品1t，搅拌反应1小时后过滤，进入压滤机分离后得到了滤液和固体。
滤液用20％Ca(OH)2把pH调到4，Fe(OH)3基本完全沉淀出来，过滤，得到Fe(OH)3固体和滤液，把滤液的pH调到7，Al(OH)3基本完全沉淀，过滤，得到Al(OH)3固体和滤液，此时滤液里只有CaCl2，300℃的条件下蒸干即可得到CaCl2固体。
固体0.7t与30％氟硅酸按照4m3配料，在反应釜中混合反应，在150℃蒸干，得到挥发的气体参照专利：CN201310534326.8(CN103588209A)一种回收SiF4气体综合利用方法，生产白炭黑，吸收液可反复利用。蒸干后的固体加水2.5m3搅拌溶解，再加1:1的盐酸调整pH小于1，煮沸后过滤，得到滤液用20％氢氧化钙乳液调pH到4，此时氢氧化铁沉淀出来，得到的滤液继续用氢氧化钙调pH到7，此时氢氧化铝沉淀出来，分别分离氢氧化铁、氢氧化铝干燥得到产品，最后的滤液浓缩，240℃蒸干，得到CaCl2·2H2O。
最后的滤渣回到起始的混凝土样品中混合继续处理，重复利用，反复分解率可以达到99％。
混凝土中的化学成分主要为SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等，本发明是利用化学法分解混凝土各种主要元素，然后对他们通过调节pH的方法来进行分离，最后生产Fe(OH)3、Al(OH)3、CaCl2、白炭黑等产品。在最佳条件下，分解率可以达到99％。

Claims (1)

1.一种建筑垃圾综合利用方法，其特征在于包括以下步骤：
a将建筑垃圾粉碎，然后与盐酸混合，煮沸反应0.5-3小时，反应完成后过滤，得到滤液一和滤渣一；
b将滤液一用氢氧化钙乳液调pH值到4，过滤分离出红棕色沉淀氢氧化铁和滤液二，然后继续用氢氧化钙乳液将滤液二的pH值调到7，过滤分离出白色絮状沉淀氢氧化铝和滤液三，再把滤液三蒸干，得到白色固体氯化钙或二水合氯化钙；
c将滤渣一与氟硅酸混合反应，蒸干得到含有SiF4的挥发气体和固体，含有SiF4的挥发气体经水吸收后得到白炭黑和吸收液，将固体加水研磨，再加入盐酸煮沸后过滤，得到滤液四和滤渣二；
d将滤液四用氢氧化钙乳液调pH到2，然后返回步骤a中与滤液一混合；滤渣二返回到步骤a中与粉碎的建筑垃圾或滤渣一混合；
步骤a中：所述建筑垃圾为废混凝土块和/或废碎砖渣，建筑垃圾粉碎至100目-200目；所述盐酸的浓度为1mol/L-8mol/L，建筑垃圾与盐酸的质量比为1:2-1:8；
所述氢氧化钙乳液的质量百分比浓度为2％-20％；
步骤c中：所述氟硅酸的质量百分比浓度为20％-40％，滤渣一与氟硅酸的质量比为1:4-1:8；所述反应温度是在108-150℃的温度下油浴加热；所述盐酸的浓度为2mol/L，固体与盐酸的质量比为1:1-1:5。
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