CN110540435A - 一种利用废fcc催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种利用废fcc催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及加气混凝土领域，具体涉及一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法。本发明主要通过配方的优化改良，并将废FCC催化剂经制浆、研磨达到一定的工艺要求后制备蒸压加气混凝土制品，充分利用其有效成分参与水化反应，且其对胶凝材料的调节作用，将加气混凝土制品性能发挥到极致，使废FCC催化剂资源利用最大化，不仅实现了循环经济清洁生产，而且节约了土地，得到性能优良的混凝土制品，值得广泛推广和使用。

Description

一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及加气混凝土领域，具体涉及一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术
废FCC催化剂是在炼油工业最重要的二次加工过程中产生的一种固体废弃物。随着石油资源的重质化和劣质化，原料的质量越来越差，催化剂置换周期明显缩短，所排出的废FCC催化剂量也逐年提高，且大部分都不能再次利用。目前，国内大多采用填埋法处理废FCC催化剂，然而废FCC催化剂的主要成分是Al2O3、SiO2以及一定量的Ca、Fe、Mg等金属氧化物。因此，此类做法不仅占用大量土地资源，而且还浪费了资源。
虽然目前已出现可以将FCC催化剂再利用的途径，但仍然存在应用面窄，FCC催化剂消耗量少等问题，仍需要研发新的更高效，更循环经济的途径降低FCC催化剂及其带来的对环境的不利影响。
岩棉是以玄武岩及其它天然矿石等为主要原料，经高温熔融成纤，具有优良的保温隔热性能，施工及安装便利、节能效果显著，是导热系数低的一种优质的保温隔热材料，具有良好的抗拉强度和良好的隔热性与防腐蚀性，不易燃烧，故被广泛应用。但在工业化生产装置检维修、技改过程中产生的废弃保温岩棉由于难降解，致使大面积废岩棉长时间堆放，占用土地资源，或大量被倾倒掩埋，造成严重的环境污染。但岩棉质轻，导热系数小，保温性能优越。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，发明人对废FCC催化剂进行化学成分滴定，发现其主要化学组成成分Al2O3≥40％、SiO2≥35％(可代替部分含硅尾矿砂)，其次含有Ca、Fe、Mg等金属离子及硫酸根等负离子。而蒸压加气混凝土反应原理正是Ca(OH)2与SiO2、Al2O3在饱和蒸气压下发生水化合成反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，从而使产品产生强度；钙离子及硫酸根结合形成的少量硫酸钙与脱硫石膏成分相同，可作为调节材料发生反应。由此可见废FCC催化剂的掺加一方面可作为部分原料参与反应，另一方面可作为调节剂分别调节铝粉膏、胶凝材料的发气、稠化速度，保证坯体发气稠化速度相一致，稳定生产，同时在满足产品强度基础上，大大降低了产品的干燥收缩值。此方法既能消化大量的失活催化剂，又可节约耕地，保护环境，大量利用工业废渣，具有环保利废的重大意义。
因此，针对上述废FCC催化剂活性低，难处理，但性能优越的特点，结合岩棉质轻，导热系数小，保温性能优越等特点，本发明提供了一种废FCC催化剂再利用制备蒸压加气混凝土的方法。与常规的蒸压加气混凝土相比，掺加部分废FCC催化剂，可通过优化工艺、调整配比，来代替部分含硅尾矿砂，从而降低部分原料成本，将废FCC催化剂的利用价值实现最大化。
本发明所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土，以重量份计，其原料配比为：含硅尾矿砂36-52份，石灰10-13份，水泥11-14份，脱硫石膏5-6份，废FCC催化剂6-8份，铝粉膏0.15-0.20份，炉渣10-15份，废岩棉纤维5-10份。
上述配方所制备的蒸压加气混凝土平均干密度480-500kg/m3，平均抗压强度4.0-4.5MPa，单组最小值3.3-3.6MPa，标准法干燥收缩值0.20-0.30mm/m，导热系数0.10-0.11W/(m·k)。
发明人进一步公开了所述的利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，具体为：
1)将配比量的含硅尾矿砂加水混合，同时向其中加入炉渣和经处理后的废岩棉纤维，经湿式球磨机磨至规定的细度，得含硅尾矿砂浆；
将配比量的石灰块经颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨成一定细度的石灰粉；
将配比量的脱硫石膏、废FCC催化剂混合均匀，加水经湿磨制备一定细度的混合浆；
将配比量的铝粉膏加水搅拌均匀，得铝粉膏浆料；
2)步骤1)所得含硅尾矿砂浆与混合浆加入浇注搅拌机中搅拌，控制其温度35℃左右，然后将水泥和石灰粉依次下料至浇注搅拌机，搅拌40-45s，此时控制温度38-39℃，最后将铝粉膏浆料加入，搅拌20-30s均匀后进行浇注，浇注温度控制40-45℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制室内温度45-50℃，湿度60％-70％，预养时间150-180min；
3)预养结束后进行脱模、切割得到所要求规格的坯体，再将坯体放入蒸养釜中进行高温高压蒸汽养护11-12小时后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤1)中，含硅尾矿砂浆中水的加入量为含硅尾矿砂质量的61％-72％，最终含硅尾矿砂浆的密度在1580-1620kg/m3；
含硅尾矿砂密度过大，浆液粘稠，不利于输送，设备损耗大，浆液容易搅拌不均匀；含硅尾矿砂密度过小，浆液较稀，粘稠度达不到，本身较容易出现沉降，同时每模使用量相对比较大，而存储量有限，会明显降低生产效率，还提高制备人员劳动量，对坯体预养发气都会有一定的影响。含硅尾矿砂粒径要求0.080mm方孔筛筛余在25％-30％，粒径过大，含硅尾矿砂比表面积小，参加反应的二氧化硅少，同时产品出现沉降分层等都会影响产品强度；粒径过小，设备能耗高，损耗大，且需水量大，料浆粘，影响料浆发气稠化过程。
步骤1)中石灰粉细度为0.080mm方孔筛筛余不大于20％的粉末，石灰粉细度过细，容易发生团聚现象，造成物料不均匀，影响水热反应深度；细度过粗，石灰粉比表面积小，参加反应的氧化钙少，影响强度。石灰粉中有效氧化钙含量大于75％，有效氧化钙含量是石灰中活性的游离氧化钙占石灰试样的质量百分率。有效氧化钙是真正参加反应的氧化钙，含量过低，即与水反应时放热少，延长预养时间，影响水热反应深度，影响产品强度
步骤1)中混合浆的细度为0.080mm方孔筛筛余在20％-25％之间，主要将催化剂表面钝化层祛除，增大其比表面积。混合浆密度控制在1450-1500kg/m3左右，密度过大，不利于浆料的输送；密度过小，延长预养发气时间，影响物理强度。
步骤1)中铝粉膏与水的质量比控制为1:10，用水量过少，铝粉膏搅拌不均匀；用水量过多，加入时间增长，铝粉膏接触到浆液就会反应，造成铝粉膏的浪费，铝粉膏在坯体中总的发气量减少，严重时造成坯体欠高。
步骤2)中提到的浇注温度控制在40-45℃，有利于浇注工艺的进行，使坯体拥有较适宜的初始温度，缩短预养发气时间，有利于坯体形成良好的气孔结构来保证其强度。温度过高时浇注的坯体发气速度过快，出现排气过早，过剧烈，内部气孔结构严重破坏，导致回塌严重，甚者直接废模。
在预养室中，铝粉膏在碱性条件下生成氢气，这些氢气在料浆的剪切应力下均匀填充、分布其中，使加气混凝土具有多孔状结构；同时料浆中的水泥水化初凝，石灰吸水消解放热，使料浆变稠，此时料浆的稠化速度与铝粉膏的发气速度同步进行。预养发气过程中，坯体中心温度因石灰消解放热而温度偏高，坯体四周温度较低，预养室内温度控制在45-50℃，可以保证坯体中心和四周温度相差不大，减少温差应力造成的开裂。预养时间在150-180min，保证足够的稠化硬化时间，只有达到一定的初始强度，切割时的产品翻转时不会塌模，且切割表面均匀、美观，无鱼鳞纹等缺陷；时间过长坯体过硬也会出现切割刀带料，出现切割坑，导致外观质量不合格。
优选的，预养结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；坯体切割完成先送入釜前静养室，控制温度为40-50℃，湿度60％-70％，进行0-180min釜前养护，减少坯体中热量和水分散失，避免坯体内部产生温度应力和干湿应力。然后将釜前静养室中的坯体送入蒸养釜中，若蒸养釜长时间未用，内部温度偏低，可适当通蒸汽提高蒸养釜内温度到70-90℃，停止通蒸汽，关闭釜门、釜上各阀门后启动真空泵，40-60min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵继续通蒸汽升温，此种做法可使坯体内部更均匀、更快的充满蒸汽，减少升温过程中坯体表面与内部因温差而产生的应力，减少坯体中热量及水分散失。随后，以20-25℃/h的速度使蒸压釜内温度缓慢升至130℃；再以25-30℃/h的速度使蒸压釜内温度升至185-190℃，压力随着温度逐渐由负压升至1.1-1.2MPa，保持恒温恒压5-6小时，即可得到蒸压加气混凝土，本发明所述的蒸压加气混凝土密度为500kg/m3以下制品。
本发明高温高压蒸汽养护阶段可以将釜内多余蒸汽导入其他蒸养釜，或导入倒气包存留，提高蒸汽利用率，减少能耗。蒸压釜内未导出的余气可以放空外排，导气，余气外排过程需2-3小时。
所述含硅尾矿砂，主要为玻璃原料选矿尾矿、黄金矿选矿尾矿，其平均SiO2含量在85％以上，含硅尾矿砂的主要作用就是提高料浆中二氧化硅含量，二氧化硅与氢氧化钙参与水化反应，生成水化硅酸钙来提高产品强度。未参加反应的石英颗粒作为细小骨料与胶凝材料初期水化产物交接成一整体，均匀分布产品内部，起到骨架支撑作用。按重量份计，含硅尾矿砂用量一般在36-52份，用量过低，主要反应物二氧化硅缺少，生成的水化硅酸钙含量低，严重影响产品质量；含硅尾矿砂用量过高，即粉料量减少，钙硅比降低，产品强度降低，同时坯体内反应温度低，稠化较慢，导致发气不稳定，养护时间还长，产品中气孔结构受到破损等不良现象。
所述废FCC催化剂，是在炼油工业最重要的二次加工催化裂化过程中产生的一种固体废弃物。其细度在30％左右，烘干后为白色粉末状固体，其二氧化硅含量≥35％，氧化铝含量≥40％。废FCC催化剂中的硅铝盐在高温高压的碱性环境下发生水热反应，生成CaO·SiO2·nH2O和CaO·Al2O3·nH2O，从而使制品获得强度。又因废FCC催化剂中的硫酸钙的存在，可与水泥浆中的C3A反应，在C3A表面形成一层保护层，阻止C3A进一步水化，与脱硫石膏共同起到缓凝作用，稳定料浆的发气稠化过程，加速坯体在静停过程中硬化，提高制品抗压强度，减少制品收缩，因此废FCC催化剂可取代部分含硅尾矿砂用于制备蒸压加气混凝土。另外，废FCC催化剂由于其表面物质失活，阻碍其内部物质充分反应，降低反应速率，故使用前废FCC催化剂与脱硫石膏一起经湿式球磨机共同研磨，达到一定的工艺指标后制备蒸压加气混凝土制品，此方法既祛除了废FCC催化剂表面钝化层，提高活性，增大了其比表面积，又提高了混合浆的均匀性、整体性；此添加方法还无需再增加设备投入，实现固废利用的同时，提高了生产效益，也实现了循环经济清洁生产，节约了土地，重中之重是提升了产品质量，百利而无一害。按重量份计，废FCC催化剂用量一般在6-8份，用量过多，取代含硅尾矿砂过多，会导致产品质量出现波动，因废FCC催化剂中二氧化硅含量较低；用量过少，产品原料成本增加，生产效益降低。使用废FCC催化剂来代替部分含硅尾矿砂，在保证产品质量的前提下可有效地减小制品收缩。
所述石灰为中速石灰，消解时间在5-15min，消解温度70-90℃，本发明所采用的石灰的消解温度和时间保证了坯体稠化速度与发气速度相一致。石灰的主要作用就是与水反应生成氢氧化钙，提供主要的反应物，来参加蒸压养护时发生的水热反应，生成水化硅酸钙等水化产物以提高产品强度。石灰在前期消化释放大量的热，为坯体前期预养发气提供热量，促进坯体硬化成模。按重量份计，石灰的用量一般控制在10-13份，用量过高，石灰前期放热过多，发气、稠化速度不一致，排气剧烈，严重时造成坯体沸腾，破坏坯体结构，造成废模，生产不宜控制；用量过低，坯体前期反应温度过低，发气缓慢，稠化速度跟不上，预养时间延长，后期蒸压养护过程中水化产物含量少，影响产品物理强度。
所述水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥，水泥的水化为坯体提供初期强度，保证坯体正常稠化。水泥中的硅酸三钙，硅酸二钙水化时析出的C-S-H凝胶和Ca(OH)2后期发生水热反应，提高产品物理强度。按重量份计，水泥的用量一般控制在11-14份，用量过低，前期强度增长过慢，坯体回塌严重，影响坯体内部结构，且预养时间延长；用量过高坯体稠化硬度过快，易造成坯体中出现大气孔、憋气、分层断裂等现象。
所述的废岩棉纤维为废弃岩棉经处理后得到的长度在2mm以下的岩棉纤维，其主要成分为二氧化硅、三氧化二铝，在整个产品生产过程中，岩棉纤维能与料浆很好的融合，并在料浆中分布均匀，蒸压养护过程中，它既能参加水化反应，又能与生成的水化产物、含硅尾矿砂颗粒很好地牵拉在一起，形成一整体，起到骨架作用，进而增加内部结构间拉结力，提高产品强度，同时岩棉导热系数小，可降低制品整体导热系数，提高保温性能。按重量份计，废岩棉纤维的用量一般控制在5-10份，用量过低，岩棉带来的制品优越性不明显且处理量少，无意义；用量过高湿磨过程能耗大，或可能会因搅不开而堵塞管道。
所述的铝粉膏为GLS-65油剂型铝粉膏；
脱硫石膏为热电脱硫副产物，在加气混凝土中，掺入脱硫石膏的目的是调节水泥凝结时间、抑制石灰消化、参与铝粉发气反应、减少坯体收缩等，所述的热电脱硫石膏完全可以起到以上作用，而且较普通石膏成本较低，同时可以消耗固废。
所述的炉渣为热电公司产生的工业固废，此炉渣主要成分钙离子含量30％-40％，硅含量35％-43％，可代替部分含硅尾矿砂参与水化反应，又因炉渣自身较轻，配比量的炉渣与含硅尾矿砂粉磨后可使砂浆更加均匀、轻质，混合效果更好。
综上所述，本发明采用废FCC催化剂、废岩棉纤维、含硅尾矿砂、石灰、水泥、脱硫石膏、铝粉膏为主要原料，经处理并调整相应的制备工艺，尽可能最大量的利用废FCC催化剂，保证生产正常运行。相比常规加气混凝土制品，此方法制备的蒸压加气混凝土的干燥收缩性能、抗压强度、干密度等指标均得到较大的改观。按照GB 11969-2008《蒸压加气混凝土试验方法》、GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》测试，本发明所得的蒸压加气混凝土的各项指标都能符合B05等级要求，其平均干密度480-500kg/m3，平均抗压强度4.0-4.5MPa，单组最小值3.3-3.6MPa，干燥收缩值(标准法)0.20-0.30mm/m，导热系数0.10-0.11W/(m·k)。依据GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中产品等级判定，掺加废FCC催化剂生产的蒸压加气混凝土，其质量完全满足优等品(干密度≤500kg/m3，平均抗压强度≥3.5MPa，单组最小值≥2.8MPa，干燥收缩值≤0.5mm/m)的要求，且其平均抗压强度更高，干燥收缩值更低。相较于普通蒸压加气混凝土，本发明所制造的蒸压加气混凝土，由于抗压强度高，干燥收缩值小，应用于保温墙体材料，效果尤为突出，使用蒸压加气混凝土的建筑物抗震性能也更好。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
实施例1
本发明所用废FCC催化剂为我集团石化公司经循环利用后活性失效的固体白色粉末状废弃物，其主要成分为二氧化硅(约37％)和三氧化二铝(约45％)，废FCC催化剂的掺加在保证产品强度的同时降低了加气混凝土制品的干燥收缩值，稳定了其应用性能。
废FCC催化剂再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：含硅尾矿砂40份，废FCC催化剂8份，石灰12份，水泥12份，脱硫石膏5份，铝粉膏0.15份，炉渣15份，废岩棉纤维8份；
所述的废FCC催化剂为我集团石油化工产业经循环利用后失去活性的白色粉末状固体废弃物，其主要成分为二氧化硅(约37％)和三氧化二铝(约45％)；
所述的废FCC催化剂再利用制备的蒸压加气混凝土密度为485kg/m3,平均抗压强度4.0MPa，单组最小值3.3MPa，干燥收缩值为0.2mm/m。
其具体制备步骤为：
按比例称取各原料，备用；
将含硅尾矿砂加水混合，同时向其中加入炉渣和经处理(破碎粉磨、筛分、除磁、除尘等)并达到要求的废岩棉纤维，经湿式球磨机磨至细度(0.080mm标准筛筛余)为26％，得含硅尾矿砂浆；
将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至一定细度，得石灰粉；细度(0.080mm方孔筛筛余)为8.9％，有效氧化钙含量76.3％，消解时间13.5min，消解温度72.8℃；
脱硫石膏、废FCC催化剂按配比量混合均匀，加水经湿磨制备一定细度的混合浆，混合浆的细度(0.080mm标准筛筛余)为24％，容重为1489kg/m3；
将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的10倍；
步骤(2)所得含硅尾矿砂浆与步骤(4)所得混合浆加入浇注搅拌机中搅拌10s，控制其温度35.5℃，然后将水泥和步骤(3)所得石灰粉依次下料至搅拌机，搅拌40s，此时控制温度38℃，最后将步骤(5)所制的混合浆加入，搅拌30s后进行浇注，浇注温度控制42℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度46℃，湿度65％，预养时间180min；
预养结束(即达到一定的强度)后进行脱模、切割得到所要求的规格的坯体，再将坯体放入蒸养釜中进行高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(7)中高温高压蒸汽养护过程为：
切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度45℃，湿度63％，进行180min的釜前养护；
抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，40min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
升温升压阶段：以20-25℃/h的速度使蒸压釜内温度缓慢升至130℃；再以25-30℃/h的速度使蒸压釜内温度升至189℃；此时釜内压力为1.15MPa；
恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压6小时。
降温降压阶段：保温保压结束后以35-45℃/h的速度使温度降到90℃，且釜内压力降至常压，此时高温高压蒸汽养护工艺完成。
实施例2
废FCC催化剂再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：含硅尾矿砂45份，废FCC催化剂7份，石灰13份，水泥13份，脱硫石膏5份，铝粉膏0.15份，炉渣12份，废岩棉纤维5份；
所述的废FCC催化剂为石油化工产业经循环利用后失去活性的白色粉末状固体废弃物；
所述的废FCC催化剂再利用制备的蒸压加气混凝土密度为487kg/m3,平均抗压强度4.3MPa，单组最小值3.4MPa，干燥收缩值为0.25mm/m。
其具体制备步骤为：
按比例称取各原料，备用；
将含硅尾矿砂加水混合，同时向其中加入炉渣和经处理(破碎粉磨、筛分、除磁、除尘等)并达到要求的废岩棉纤维，经湿式球磨机磨至细度(0.080mm标准筛筛余)为27％，得含硅尾矿砂浆；
将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至一定细度，得石灰粉；细度为0.080mm方孔筛筛余9.50％，有效氧化钙含量77.5％，消解时间11.5min，消解温度72℃；
脱硫石膏、废FCC催化剂(以重量计)1:1混合均匀，加水经湿磨制备一定细度的混合浆,混合浆的细度(0.080mm标准筛筛余)为24.6％，容重为1493kg/m3；
将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的10倍；
步骤(2)所得含硅尾矿砂浆与步骤(4)所得混合浆加入浇注搅拌机中搅拌10s，控制其温度36℃，然后将水泥和步骤(3)所得石灰粉依次下料至搅拌机，搅拌40s，此时控制温度38.5℃，最后将步骤(5)所制的混合浆加入，搅拌30s后进行浇注，浇注温度控制41℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度48℃，湿度63％，预养时间175min；
预养结束(即达到一定的强度)后进行脱模、切割得到所要求的规格的坯体，再将坯体放入蒸养釜中进行高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(7)中高温高压蒸汽养护过程为：
切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度46℃，湿度63.7％，进行175min的釜前养护；
抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，50min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
升温升压阶段：以20-25℃/h的速度使蒸压釜内温度缓慢升至130℃；再以25-30℃/h的速度使蒸压釜内温度升至190℃；此时釜内压力为1.19MPa；
恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压6小时。
降温降压阶段：保温保压结束后以35-45℃/h的速度使温度降到90℃，且釜内压力降至常压，此时高温高压蒸汽养护工艺完成。
实施例3
废FCC催化剂再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：含硅尾矿砂48份，废FCC催化剂6份，石灰10份，水泥11份，脱硫石膏6份，铝粉膏0.15份，炉渣10份，废岩棉纤维9份；
所述的废FCC催化剂为石油化工产业经循环利用后失去活性的白色粉末状固体废弃物；
所述的废FCC催化剂再利用制备的蒸压加气混凝土密度为490kg/m3,平均抗压强度4.5MPa，单组最小值3.6MPa，干燥收缩值为0.30mm/m。
其具体制备步骤为：
按比例称取各原料，备用；
将含硅尾矿砂加水混合，同时向其中加入炉渣和经处理(破碎粉磨、筛分、除磁、除尘等)并达到要求的废岩棉纤维，经湿式球磨机磨至细度(0.080mm标准筛筛余)为28％，得含硅尾矿砂浆；
将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至一定细度，得石灰粉；细度为0.080mm方孔筛筛余10.3％，有效氧化钙含量76.25％，消解时间12min，消解温度73.5℃；
脱硫石膏、废FCC催化剂(以重量计)1:1混合均匀，加水经湿磨制备一定细度的混合浆,混合浆的细度(0.080mm标准筛筛余)为23.6％，容重为1488kg/m3；
将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的10倍；
步骤(2)所得含硅尾矿砂浆与步骤(4)所得混合浆加入浇注搅拌机中搅拌10s，控制其温度34.3℃，然后将水泥和步骤(3)所得石灰粉依次下料至搅拌机，搅拌40s，此时控制温度38.2℃，最后将步骤(5)所制的混合浆加入，搅拌30s后进行浇注，浇注温度控制42.4℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度49.5℃，湿度65％，预养时间170min；
预养结束(即达到一定的强度)后进行脱模、切割得到所要求的规格的坯体，再将坯体放入蒸养釜中进行高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(7)中高温高压蒸汽养护过程为：
切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度44℃，湿度62％，进行170min的釜前养护；
抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，55min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
升温升压阶段：以20-25℃/h的速度使蒸压釜内温度缓慢升至130℃；再以25-30℃/h的速度使蒸压釜内温度升至186℃；此时釜内压力为1.12MPa；
恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压6小时。
降温降压阶段：保温保压结束后以35-45℃/h的速度使温度降到90℃，且釜内压力降至常压，此时高温高压蒸汽养护工艺完成。
将实施案例中B05级产品平均值与市场上普通B05级优等品比较，如下表：
产品名称 平均干密度，kg/m<sup>3</sup> 平均抗压强度，MPa 平均干燥收缩值，mm/m
本发明BO5级 490 4.5 0.25
普通B05级优等品 498 3.6 0.35
本发明充分利用废FCC催化剂的特性，将其按一定工艺制备后掺加制备加气混凝土，产品内部的固废催化剂不仅参加了水化反应，同时作为调节材料稳定了发气稠化过程。本发明产品强度高，干燥收缩值小，放射性符合国家标准要求，可安全高效回收利用废FCC催化剂，此方法值得推广应用。

Claims (9)

1.一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土，其特征在于，以重量份计，其原料配比为：含硅尾矿砂36-52份，石灰10-13份，水泥11-14份，脱硫石膏5-6份，废FCC催化剂6-8份，铝粉膏0.15-0.20份，炉渣10-15份，废岩棉纤维5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土，其特征在于，其平均干密度480-500kg/m3，平均抗压强度4.0-4.5MPa，单组最小值3.3-3.6MPa，标准法干燥收缩值0.20-0.30mm/m，导热系数0.10-0.11W/(m·k)。
3.一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
1)将配比量的含硅尾矿砂加水混合，同时向其中加入炉渣和废岩棉纤维，经湿式球磨机研磨，得含硅尾矿砂浆；
将配比量的石灰磨成石灰粉；
将配比量的脱硫石膏、废FCC催化剂混合均匀，加水经湿磨制备成混合浆；
将配比量的铝粉膏加水搅拌均匀，得铝粉膏浆料；
2)步骤1)所得含硅尾矿砂浆与混合浆加入浇注搅拌机中搅拌，控制其温度35℃，然后将水泥和石灰粉依次下料至浇注搅拌机，搅拌40-45s，此时控制温度38-39℃，最后将铝粉膏浆料加入，搅拌20-30s均匀后进行浇注，经气泡整理机整理后进预养室；
3)预养结束后进行脱模、切割得到坯体，再将坯体放入蒸养釜中进行高温高压蒸汽养护11-12小时后出釜，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品。
4.根据权利要求3所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，步骤1)中含硅尾矿砂浆中水的加入量为含硅尾矿砂质量的61％-72％，最终含硅尾矿砂浆的密度在1580-1620kg/m3；混合浆的细度为0.080mm方孔筛筛余在20％-25％之间，混合浆密度控制在1450-1500kg/m3；步骤1)中铝粉膏与水的质量比控制为1:10。
5.根据权利要求3所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，所述含硅尾矿砂，其平均SiO2含量在85％以上，含硅尾矿砂粒径要求0.080mm方孔筛筛余在25％-30％；步骤1)中石灰粉细度为0.080mm方孔筛筛余不大于20％的粉末，石灰粉中有效氧化钙含量大于75％；所述废FCC催化剂，其二氧化硅含量≥35％，氧化铝含量≥40％；所述的废岩棉纤维为废弃岩棉经处理后得到的长度在2mm以下的岩棉纤维；炉渣主要成分钙离子含量30％-40％，硅含量35％-43％。
6.根据权利要求3所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，步骤2)中的浇注温度控制在40-45℃。
7.根据权利要求3所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，预养室内温度控制在45-50℃，湿度60％-70％，预养时间在150-180min。
8.根据权利要求3所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，步骤3)还包括在进入蒸养釜前先将胚体送入釜前静养室，控制温度为40-50℃，湿度60％-70％，进行0-180min釜前养护。
9.根据权利要求3所述的一种利用废FCC催化剂制备的蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，步骤3)中高温高压蒸汽养护的具体步骤为：先通蒸汽提高蒸养釜内温度到70-90℃，停止通蒸汽，关闭釜门、釜上各阀门后启动真空泵，40-60min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵继续通蒸汽升温，随后，以20-25℃/h的速度使蒸压釜内温度缓慢升至130℃；再以25-30℃/h的速度使蒸压釜内温度升至185-190℃，压力随着温度逐渐由负压升至1.1-1.2MPa，保持恒温恒压5-6小时。
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