CN110757618A - 一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法。该方法将生活垃圾焚烧后产生的炉渣经过一级破碎和一级磁选，湿式打砂机和二级磁选，流入锯齿波跳汰机，浮力重选除去金属，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣，最后经过液压制砖机成型制成免烧砖。本发明采用生活垃圾焚烧后产生的炉渣作为主料，破碎砂、干化泥作为辅料，全部采用废弃物，外加剂采用硫酸钠、苄基萘磺酸盐甲醛缩合物和1,2‑乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物的组合，增强了材料的强度及保温性能。

Description

一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法
技术领域
本发明属于炉渣资源化、无害化综合利用技术领域，具体涉及一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法。
背景技术
垃圾焚烧后产生炉渣，成分颇为复杂，包含金属、渣块、石块、混凝土块，未燃尽的有机材料等，如果直接填埋会造成土壤和地下水污染，炉渣中含有铁、铜、有色金属等资源，如不回收利用则造成资源浪费，因此，资源化处理垃圾焚烧后产生炉渣成了一个急需解决的问题。
目前，已有多种方案解决炉渣的资源化利用问题，炉渣筛选后制成免烧砖是一个不错的选择。专利201510921912.7公开了一种炉渣免烧砖：其原料采用水泥21份、废弃炉渣56份、火山灰12份、可再分散乳胶粉10份、石膏3份、再生骨料15份、植物纤维12份、羟甲基纤维素3份、水15份。该免烧砖的重量轻，但是强度较低，耐水性差。专利201811492034.1公开了一种免烧砖及其制备方法，所述制备方法包括：按质量份计，将10份～20份的碱激发剂与20份～40份提钛渣混匀后加入20份～50份钢渣以及8份～18份水搅拌，然后加入20份～40份钢渣微粉混匀，得到混合料；将混合料压制成型，养护，得到免烧砖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法。
一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成1-4mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣120-200份，破碎砂30-80份，干化泥20-60份，外加剂10-50份，加入水80-200份，搅拌混合均匀；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为15-25MPa，加压时间2～4s，保压时间为3～5s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置1-3h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.5-2h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3-5h，之后使蒸养室内的压力在1.5-2h内降至0MPa；最后再静置2-3h，即制得免烧砖。
所述外加剂由如下重量份数的组分组成：硫酸钠2-10份，苄基萘磺酸盐甲醛缩合物5-20份，1,2-乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物3-20份。
所述一级破碎的过程为：炉渣由铲车送入料斗，通过传送带输送进筛选滚笼进料口，滚笼是可以连续旋转的喇叭状筛网，炉渣由喇叭状滚笼小口端进入，经过旋转的滚笼后，直径小于100mm的炉渣颗粒透过滚笼侧面网孔流出，进入下一道工序；而体积较大的渣块、石块、混凝土块及大块的金属则通过喇叭状滚笼的大口端流出,通过传送带送入破碎砂机进行一级破碎后，由传送带输送回第二破碎输送***，人工筛分出来的金属进入金属撕碎机进行处理；未完全燃烧的垃圾被人工捡出，集中后送回垃圾焚烧炉重新焚烧；所述未完全燃烧的垃圾可燃物不低于80％。
所述一级磁选采用悬挂式磁力除铁器，二级磁选采用滚筒式磁力除铁器。
所述锯齿波跳汰机根据跳汰床层理论分层规律，其跳汰脉动曲线呈锯齿形，上升水流快于下降水流，使炉渣中的重颗粒物质得到充分沉降，因此比重较重的金属颗粒随着下降水流沉降到跳汰机床层底部；而比重较轻的物质则分布在跳汰机床层的上部，随水流经跳汰机出料口进入滚动筛脱水处理，脱水后的集料利用涡电流有色金属分选对尾渣集料进行二次金属回收处理，淤泥部分流入渣池，沉降于跳汰机床层底部比重较重的金属混杂物，被定期清理出来，进行金属分类。
步骤(3)通过浮力重选除去有色金属的尾渣集料，再利用涡电流有色金属分选机进行二次轻质有色金属回收，设置第一有色金属分选机磁选强度为4000GS之间，原材料输送量约15吨/小时，输送带宽1.5米，转速4米/秒，第二金属分选机磁选强度为3500GS之间，原材料输送量约10吨/小时，输送带宽1.2米，转速3米/秒的流程，具有较高的回收效率，是普通分选设备的两倍以上，对金属铝回收具有良好的分选效果，能比普通设备提高10％左右，能有效地将非金属物料与金属铝等有色金属实施自动分离，其对渣料中金属铝的分选率高达98％以上，经过特定的改性处理后直接用于生产生态建材，所制备的产品能够快速成型，强度高，最大抗压强度达35MPa，远远超过普通蒸养砖的强度要求，能够满足各种工程建材的需要。
所述湿式打砂机冲洗水及跳汰机补给水均通过跳汰机排入渣池，在炉渣储存区底部经过隔栅阻隔渣粒后，导入循环水池，可以循环利用；循环水池可以收集雨水、部分河道水进行回收利用，水处理循环***生产车间跳汰机出水流入储渣池进行隔渣，隔留泥渣后自流进入沉渣池、沉淀池和循环水池，在沉渣池和沉淀池，定期对污水进行混凝沉淀及消毒处理，处理后的水通过循环泵，回用于生产车间，从而达到零排放，不会对周围环境造成影响。
本发明的有益效果：本发明采用生活垃圾焚烧后产生的炉渣作为主料，破碎砂，干化泥作为辅料，全部采用废弃物，外加剂采用硫酸钠、苄基萘磺酸盐甲醛缩合物和1,2-乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物的组合，增强了材料的强度及保温性能。本发明还采用多级回收金属工艺能够将金属材料进行有效回收，降低重金属对外部环境的污染，并实现资源循环再利用。本发明的免烧砖强度高，是由于采用了涡电流有色金属回收***对集料轻质金属铝的回收达到98％以上，减少集料中铝金属含量，有效避免铝金属易氧化的特性，提高免烧砖的强度及稳定性，经过特定的改性处理后直接用于生产生态建材，所制备的产品能够快速成型，强度高，最大抗压强度达35MPa，远远超过普通蒸养砖的强度要求，能够满足各种工程建材的需要。
附图说明
图1为炉渣综合利用生产免烧砖的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成2mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣180份，破碎砂50份，干化泥40份，外加剂20份，加入水120份，搅拌混合均匀；所述外加剂由如下重量份数的组分组成：硫酸钠6份，苄基萘磺酸盐甲醛缩合物8份，1,2-乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物6份；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为20MPa，加压时间3s，保压时间为4s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置2h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.8h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3h，之后使蒸养室内的压力在1.8h内降至0MPa；最后再静置2h，即制得免烧砖。
实施例2
一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成3mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣150份，破碎砂35份，干化泥25份，外加剂15份，加入水90份，搅拌混合均匀；所述外加剂由如下重量份数的组分组成：硫酸钠3份，苄基萘磺酸盐甲醛缩合物6份，1,2-乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物6份；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为18MPa，加压时间4s，保压时间为5s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置3h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.5h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3h，之后使蒸养室内的压力在1.5h内降至0MPa；最后再静置3h，即制得免烧砖。
实施例3
一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成2mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣180份，破碎砂50份，干化泥40份，外加剂12份，加入水120份，搅拌混合均匀；所述外加剂由如下重量份数的组分组成：硫酸钠6份，1,2-乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物6份；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为20MPa，加压时间3s，保压时间为4s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置2h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.8h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3h，之后使蒸养室内的压力在1.8h内降至0MPa；最后再静置2h，即制得免烧砖。
实施例4
一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成2mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣180份，破碎砂50份，干化泥40份，外加剂12份，加入水120份，搅拌混合均匀；所述外加剂由如下重量份数的组分组成：硫酸钠6份，苄基萘磺酸盐甲醛缩合物8份；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为20MPa，加压时间3s，保压时间为4s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置2h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.8h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3h，之后使蒸养室内的压力在1.8h内降至0MPa；最后再静置2h，即制得免烧砖。
实施例5
一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成2mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣180份，破碎砂50份，干化泥40份，硫酸钠6份，加入水120份，搅拌混合均匀；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为20MPa，加压时间3s，保压时间为4s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置2h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.8h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3h，之后使蒸养室内的压力在1.8h内降至0MPa；最后再静置2h，即制得免烧砖。
实验例：
按照国家标准《GB T2542-2012砌墙砖试验方法》的要求，将实施例1-5制备的产品制成测试试件，测试试件的干密度、力学性能、导热系数，测试结果见表1-2：
表1
Figure BDA0002255066880000091
注：*代表与实施例1组比较P<0.05；**P<0.01。
由表1可以看出，实施例1-5的干密度均低于450kg/m3，优于市售产品；实施例3-4制备的产品导热系数明显高于实施例1，实施例5制备的产品导热系数极显著高于实施例1。
表2
Figure BDA0002255066880000101
注：*代表与实施例1组比较P<0.05；**P<0.01。
由表2可以看出，实施例3-4制备的产品抗压强度明显低于实施例1，实施例5制备的产品抗压强度极显著低于实施例1；实施例3-4制备的产品抗折强度明显低于实施例1，实施例5制备的产品抗折强度极显著低于实施例1。
以上对本发明所提供的炉渣综合利用生产免烧砖的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)将生活垃圾焚烧后产生的炉渣，经过一级破碎和一级磁选，得到直径小于100mm的炉渣颗粒及磁性金属；
(2)将直径小于100mm的炉渣颗粒通过传送带送入湿式打砂机，充分打碎，粉碎成1-4mm的炉渣颗粒，并经过二级磁选收集磁性金属；
(3)经二级磁选后的炉渣，流入锯齿波跳汰机，通过浮力重选除去金属，已去除金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，炉渣砂粒随水流流入废水处理***，滤水后制成原料炉渣；
(4)按照重量份数，取原料炉渣120-200份，破碎砂30-80份，干化泥20-60份，外加剂10-50份，加入水80-200份，搅拌混合均匀；
(5)将搅拌好的物料送入液压制砖机成型，成型压力为15-25MPa，加压时间2～4s，保压时间为3～5s；
(6)成型完毕后将砖坯在常温下静置1-3h；静置结束的砖坯放入蒸养室，控制通入蒸养室的蒸汽压力，使蒸养室内的压力在1.5-2h内从0MPa匀速升至3MPa；然后在3MPa压力下保持3-5h，之后使蒸养室内的压力在1.5-2h内降至0MPa；最后再静置2-3h，即制得免烧砖。
2.根据权利要求1所述炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，所述外加剂由如下重量份数的组分组成：硫酸钠2-10份，苄基萘磺酸盐甲醛缩合物5-20份，1,2-乙二胺与(氯甲基)环氧乙烷的聚合物3-20份。
3.根据权利要求1所述炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，所述一级破碎的过程为：炉渣由铲车送入料斗，通过传送带输送进筛选滚笼进料口，滚笼是可以连续旋转的喇叭状筛网，炉渣由喇叭状滚笼小口端进入，经过旋转的滚笼后，直径小于100mm的炉渣颗粒透过滚笼侧面网孔流出，进入下一道工序；而体积较大的渣块、石块、混凝土块及大块的金属则通过喇叭状滚笼的大口端流出,通过传送带送入破碎砂机进行一级破碎后，由传送带输送回第二破碎输送***，人工筛分出来的金属进入金属撕碎机进行处理；未完全燃烧的垃圾被人工捡出，集中后送回垃圾焚烧炉重新焚烧；所述未完全燃烧的垃圾可燃物不低于80％。
4.根据权利要求1所述炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，所述一级磁选采用悬挂式磁力除铁器，二级磁选采用滚筒式磁力除铁器。
5.根据权利要求1所述炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，所述锯齿波跳汰机根据跳汰床层理论分层规律，其跳汰脉动曲线呈锯齿形，上升水流快于下降水流，使炉渣中的重颗粒物质得到充分沉降，因此比重较重的金属颗粒随着下降水流沉降到跳汰机床层底部；而比重较轻的物质则分布在跳汰机床层的上部，随水流经跳汰机出料口进入滚动筛脱水处理，脱水后的集料利用涡电流有色金属分选对尾渣集料进行二次金属回收处理，淤泥部分流入渣池，沉降于跳汰机床层底部比重较重的金属混杂物，被定期清理出来，进行金属分类。
6.根据权利要求1所述炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，经步骤(3)通过浮力重选除去有色金属的尾渣集料，再利用涡电流有色金属分选机进行二次轻质有色金属回收，设置第一有色金属分选机磁选强度为4000GS之间，原材料输送量约15吨/小时，输送带宽1.5米，转速4米/秒，第二有色金属分选机磁选强度为3500GS之间，原材料输送量约10吨/小时，输送带宽1.2米，转速3米/秒的设备工艺，对尾渣集料轻质金属铝的回收达到98％以上，减少集料中铝金属含量，有效避免铝金属易氧化的特性，提高免烧砖的强度及稳定性。
7.根据权利要求1所述炉渣综合利用生产免烧砖的方法，其特征在于，所述湿式打砂机冲洗水及跳汰机补给水均通过跳汰机排入渣池，在炉渣储存区底部经过隔栅阻隔渣粒后，导入循环水池，可以循环利用；循环水池可以收集雨水、部分河道水进行回收利用，水处理循环***生产车间跳汰机出水流入储渣池进行隔渣，隔留泥渣后自流进入沉渣池、沉淀池和循环水池，在沉渣池和沉淀池，定期对污水进行混凝沉淀及消毒处理，处理后的水通过循环泵，回用于生产车间，从而达到零排放，不会对周围环境造成影响。
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