CN113666679A - 利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法 - Google Patents

利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法。包括如下步骤：S1.将包括4～16重量份的铁粉、1～14重量份的膨润土、2～20重量份的水泥、20～70重量份的石灰粉、2～14重量份的锰矿、4～10重量份的铈矿、2～15重量份的钴矿和2～15重量份的造孔剂的原料混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂；S2.将脱硫脱硝吸收剂置于烟气环境下进行脱硫脱硝，得到脱硫脱硝副产物；S3.利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料。该方法不仅可以有效地脱硫脱硝，而且可以实现脱硫脱硝副产物的资源化再利用。

Description

利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法
技术领域
本发明涉及一种利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法。
背景技术
随着脱硫脱硝工艺的广泛推广，烟气脱硫脱硝副产物的处理和再利用问题也逐渐凸显。目前，脱硫脱硝副产物的利用率普遍偏低，大量的脱硫脱硝副产物被堆放或抛弃，不仅占用土地，浪费资源，而且容易造成二次污染。因此，亟需开发一种合理化利用脱硫脱硝副产物的方法，以减少二次污染、保护环境、实现废物资源化利用。
CN108726940A公开了一种脱硫灰混凝土的制备方法，以粗骨料和细骨料为主要原料，添加少量的烟气脱硫副产物，制备得到一种脱硫灰混凝土。以重量份数计，该脱硫灰混凝土的原料包括：粗骨料109份、细骨料61份、水泥30～45份、脱硫灰5～20份、水17份和外加剂1～2份。虽然该发明添加了少量的脱硫灰，可以在一定程度上节约水泥用量，降低工程造价，但其应用范围和改善效果有限，而且该方法仅涉及脱硫灰的资源化再利用。
CN102557548B公开了一种干法脱硫副产物蒸压砖的制备方法，以50～75重量份的干法烟气脱硫副产物、3～15重量份的胶凝材料、5～29重量份的骨料和1～3重量份的碱性添加剂为原料，将原料和水在高速强力剪切搅拌机中搅拌，然后将搅拌后的物料依次进行压制成型和蒸压养护处理，得到蒸压砖。该发明的蒸压砖的密度达到1650kg/m3，导热系数小于0.25w·(m2·k)-1，具有良好的性能，但该发明仅针对脱硫副产物进行资源再利用，且再利用的方式较为单一。
CN109110791B公开了一种用脱硫脱硝副产物制备高纯硝酸钙的方法，包括：S1.将脱硫脱硝副产物和水进行预混，得到预混溶液；对预混溶液进行搅拌，并在搅拌过程中加入氧化剂，再经搅拌、静置，得到混合溶液；对混合溶液进行固液分离，产生第一滤液和第一固体组分；对第一滤液进行过滤，产生第一残渣和第二滤液；第一残渣与第一固体组分合并；对第一固体组分进行机械压滤，压滤饼收集再利用，压滤后得到的压滤液再进行过滤，产生第三滤液以及第二残渣；第二残渣与第一固体组分合并；S2.将S1的第二滤液和第三滤液混合后蒸发浓缩，冷却结晶干燥，制得含有硝酸钙的可水溶性组分的结晶固体；S3.将S2中得到的结晶固体与有机溶剂混合搅拌后，固液分离产生第二固体组份和有机溶剂滤液；对第二固体组分减压蒸馏，产生的有机溶剂回收利用，产生的第三固体组份返回S1步骤中，与S1中的脱硫脱硝副产物、水、氧化剂一并混合搅拌；有机溶剂滤液减压蒸馏，有机溶剂继续回用，结晶产物为高纯硝酸钙固体。该方法工艺复杂，需要进行多次过滤、蒸发浓缩、减压蒸馏等步骤，能耗较大，生产成本较高，不适于工业化应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法，其既可以对烟气进行高效地脱硫脱硝，又可以将脱硫脱硝副产物进行资源化再利用。
一种利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法，包括如下步骤：
S1.将包括4～16重量份的铁粉、1～14重量份的膨润土、2～20重量份的水泥、20～70重量份的石灰粉、2～14重量份的锰矿、4～10重量份的铈矿、2～15重量份的钴矿和2～15重量份的造孔剂的原料混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂；
S2.将脱硫脱硝吸收剂置于烟气环境下进行脱硫脱硝，得到脱硫脱硝副产物；
S3.利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料。
根据本发明的方法，优选地，所述造孔剂选自煤粉、碳粉、石墨、尿素、碳酸氢铵、淀粉、锯末、秸秆、稻壳、天然纤维、柠檬酸、葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂中的一种或多种；
混合包括干混和湿混，湿混过程中，加水量与原料的体积比为0.1～0.3:1；
烘干温度为200～300℃，烘干时间为1～5h。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3包括：提供10～65重量份的脱硫脱硝副产物、30～85重量份的掺合料和5～25重量份的碱激发剂，得到建筑原料组合物；
所述掺合料选自矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、水泥、煤矸石、赤泥和水渣中的一种或多种；
所述碱激发剂选自苛性碱、含有碱金属的盐、含有碱土金属的氢氧化物中的一种或多种。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物混合，得到作为建筑材料的胶凝材料。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和骨料混合，再经制砖、养护，得到作为建筑材料的透水砖。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和植物纤维混合，再经制板、养护、砂光切边，得到作为建筑材料的纤维水泥板。
根据本发明的方法，优选地，所述建筑原料组合物和植物纤维的重量比为5～10:1。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3包括：提供20～50重量份的脱硫脱硝副产物、10～30重量份的矿粉、15～35重量份的粉煤灰、1～10重量份的钢渣、2.5～8重量份的硅灰和8～20重量份的碱激发剂，得到建筑原料组合物。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和骨料混合，再经制砖、养护，得到作为建筑材料的透水砖。
根据本发明的方法，优选地，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和植物纤维混合，再经制板、养护、砂光切边，得到作为建筑材料的纤维水泥板。
本发明的方法既可以对烟气进行高效地脱硫脱硝，又可以将脱硫脱硝副产物进行资源化再利用。本发明通过优化脱硫脱硝剂的配方，所得副产物与其他原料配合，可以于制作性能良好的胶凝材料、透水砖和纤维水泥板等建筑材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
首先，对本发明中涉及的名词进行解释：
掺合料，是指为了改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时掺入的能改善混凝土性能的粉状矿物质。“掺合料”分为活性掺合料和非活性掺合料。活性掺合料本身不硬化或硬化速度很慢，其与石灰、消石灰等钙质材料加水拌合后，能够凝结硬化进而产生强度，或与水泥水化生成的氢氧化钙起反应，生成具有胶凝能力的水化产物，例如粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、沸石粉、硅灰等。非活性掺合料是指掺入水泥中主要起填充作用，基本不与水泥组分起反应基本不与水泥组分起反应，不损害水泥性能的矿物掺合料，例如石灰石、磨细石英砂等材料。
矿粉，是用水淬高炉矿渣，经干燥，粉磨等工艺处理后得到的高细度、高活性粉料，是优质的混凝土掺合料和水泥混合材，又称矿渣微粉、粒化高炉矿渣粉。
粉煤灰，由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物，又称飞灰或烟灰。
钢渣，主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，主要由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物所组成。
硅灰，是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料，又称微硅粉或凝聚硅灰。
煤矸石，是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。
赤泥，是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，因含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，故被称为赤泥。
水渣，是指炼铁高炉矿渣，是将熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却而形成。
碱激发剂，是碱激发胶凝材料的专业术语，在化学中叫做催化剂，一般是指苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质。
硫容，每单位重量脱硫剂所吸收硫的重量。单位通常为mg/g。
穿透硫容：在一定使用条件下，脱硫剂在确保工艺净化度指标时所能吸收硫的重量。本发明中，脱硫剂污染物出口的穿透指标为35mg/Nm3。
硝容，表示每单位重量脱硝剂所吸收氮氧化物的重量。单位通常为mg/g。
穿透硝容：在一定使用条件下，脱硝剂在确保工艺净化度指标时所能吸收氮氧化物的重量。本发明中，脱硝剂污染物出口的穿透指标为50mg/Nm3。
强度，指的是脱硫脱硝吸收剂在发生破坏时所作用的应力。单位通常为N/cm。
本发明发现，以铁粉、膨润土、水泥、石灰粉、锰矿、铈矿、钴矿和造孔剂为原料，生产的脱硫脱硝吸收剂具有较高的强度，且脱硫脱硝效果良好。此外，该脱硫脱硝吸收剂使用过后所得副产物可以与其他原料组合，用以生产性能良好的建筑材料。因此，本发明提供一种利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法。下面进行详细介绍。
本发明的生产建筑材料的方法包括三个步骤：生产脱硫脱硝吸收剂、生产脱硫脱硝副产物和生产建筑材料。下面进行详细描述。
脱硫脱硝吸收剂的生产
将包含铁粉、膨润土、水泥、石灰粉、锰矿、铈矿、钴矿和造孔剂的原料混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂。在某些实施方案中，将由铁粉、膨润土、水泥、石灰粉、锰矿、铈矿、钴矿和造孔剂组成的原料混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂。
将上述原料混合，得到混合物。混合包括干混和湿混。干混时间可以为5～25min，优选为10～20min，更优选为15～20min。湿混时间可以为15～45min，优选为20～40min，更优选为25～35min。这种混合工艺，可以快速地将各原料混合均匀。湿混过程中，加水量与原料的体积比可以为0.1～0.3:1，优选为0.15～0.25:1，更优选为0.18～0.23:1。这种配比能够更好地进行造粒，并且有利于改善脱硫脱硝吸收剂的脱硫、脱硝性能和强度参数。
将混合物进行造粒，得到待烘干颗粒。待烘干颗粒可以为球状或柱状，优选为直径为2～10mm的球状颗粒或直径为2～10mm、长度为8～15mm的柱状颗粒。该形貌、尺寸的脱硫脱硝吸收剂在使用过程中，不仅能够提供更高的硫容和硝容，而且便于更换和储存。
将待烘干颗粒进行烘干，得到脱硫脱硝吸收剂。烘干温度可以为200～300℃，优选为200～280℃，更优选为200～250℃。烘干时间可以为1～5h，优选为1～3.5h，更优选为2～3h。当烘干温度低于200℃，穿透硫容小于等于50mg/g，穿透硝容小于等于25mg/g，强度小于等于180N/cm；当烘干温度高于300℃时，能耗较大，且生产成本较高，不适于工业化生产。根据本发明的一些实施方式，在200～280℃下烘干1～3.5h。根据本发明的另一些实施方式，在200～250℃下烘干2～3h，这样既可以保证脱硫脱硝吸收剂具有良好的硫容、硝容和强度，又可以减少能耗，降低生产成本。
本发明中，造孔剂可以选自煤粉、碳粉、石墨、尿素、碳酸氢铵、淀粉、锯末、秸秆、稻壳、天然纤维、柠檬酸、葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂中的一种或多种，优选为煤粉、碳粉、石墨、尿素、碳酸氢铵、淀粉中的一种或多种，更优选为尿素和/或碳酸氢铵。以尿素和/或碳酸氢铵为造孔剂，生产的脱硫脱硝吸收剂的孔分布更加均匀，有利于提高脱硫脱硝吸收剂的硫容和硝容。
每100重量份的原料中，铁粉的用量可以为4～16重量份，优选为6～14重量份，更优选为8～12重量份。膨润土的用量可以为1～14重量份，优选为2～10重量份，更优选为3～8重量份。水泥的用量可以为2～20重量份，优选为4～15重量份，更优选为4～8重量份。石灰粉的用量可以为20～70重量份，优选为30～65重量份，更优选为40～60重量份。锰矿的用量可以为2～14重量份，优选为4～12重量份，更优选为6～11重量份。铈矿的用量可以为4～10重量份，优选为4～9重量份，更优选为4～8重量份。钴矿用量可以为2～15重量份，优选为3～12重量份，更优选为4～10重量份。造孔剂用量可以为2～15重量份，优选为4～13重量份，更优选为5～10重量份。上述各组分协同配合，生产的脱硫脱硝吸收剂强度较高，脱硫、脱硝效果良好。
根据本发明的一些实施方式，当锰矿的用量低于2重量份时，脱硫脱硝吸收剂的穿透硝容小于等于15mg/g；当锰矿的用量高于14重量份时，脱硫脱硝吸收剂的穿透硝容小于等于10mg/g，且脱硫脱硝吸收剂的强度较差。当铈矿的用量低于4重量份时，脱硫脱硝吸收剂的穿透硝容小于等于13mg/g；当铈矿的用量高于10重量份时，脱硫脱硝吸收剂的穿透硫容小于等于45mg/g，穿透硝容小于等于25mg/g。当钴矿的用量低于2重量份时，脱硫脱硝吸收剂的穿透硝容小于等于20mg/g；当钴矿的用量高于15重量份时，脱硫脱硝吸收剂的穿透硫容小于等于48mg/g，穿透硝容小于等于18mg/g。
根据本发明的一些实施方式，以4～16重量份的铁粉、1～14重量份的膨润土、2～20重量份的水泥、20～70重量份的石灰粉、2～14重量份的锰矿、4～10重量份的铈矿、2～15重量份的钴矿和2～15重量份的造孔剂为原料，经混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂，其中，烘干温度为200～300℃，烘干时间为1～5h。
根据本发明的另一些实施方式，以6～14重量份的铁粉、2～10重量份的膨润土、4～15重量份的水泥、30～65重量份的石灰粉、4～12重量份的锰矿、4～10重量份的铈矿、3～12重量份的钴矿和4～13重量份的造孔剂为原料，经混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂；其中，造孔剂为造孔剂为煤粉、碳粉、石墨、尿素、碳酸氢铵、淀粉中的一种或多种；烘干温度为200～280℃，烘干时间为1～3.5h。
根据本发明的再一些实施方式，以8～12重量份的铁粉、3～8重量份的膨润土、4～8重量份的水泥、40～60重量份的石灰粉、6～11重量份的锰矿、4～8重量份的铈矿和4～10重量份的钴矿和5～10重量份的造孔剂为原料，经混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂；其中，造孔剂为尿素和/或碳酸氢铵；烘干温度为200～250℃，烘干时间为2～3h。
脱硫脱硝副产物的生产
将上述脱硫脱硝吸收剂置于烟气环境下进行脱硫脱硝，得到脱硫脱硝副产物。
本发明中，烟气可以是含有氮氧化物和/或硫氧化物的烟气，优选为含有氮氧化物和硫氧化物的烟气。本发明中，脱硫脱硝副产物优选经过粉碎至80～400目。
根据本发明的一些实施方式，将上述脱硫脱硝吸收剂装填于固定床上，然后置于含有氮氧化物和硫氧化物的烟气中进行烟气吸附，得到使用过的脱硫脱硝吸收剂，然后将其研磨至粒度为100～300目，得到脱硫脱硝副产物。
建筑材料的生产
提供上述脱硫脱硝副产物、掺合料和碱激发剂，得到建筑原料组合物。本发明中，掺合料可以选自矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、水泥、煤矸石、赤泥和水渣中的一种或多种；优选为矿粉、粉煤灰、钢渣和硅灰中的一种或多种；更优选为矿粉、粉煤灰、钢渣和硅灰。选用上述物质，有助于提高建筑原料组合物在应用过程中的强度，同时不影响其他性能，从而扩大该建筑原料组合物的应用范围。根据本发明的某些实施方式，掺合料为10～30重量份的矿粉、15～35重量份的粉煤灰、1～10重量份的钢渣和2.5～8重量份的硅灰组成的混合物，这样组成的掺合料具有很好的适用性，且掺合料中的矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰相互配合，不仅有利于改善建筑材料凝结硬化前的流动性，而且有助于增加产品的抗压强度和耐久性。
本发明中，碱激发剂可以选自苛性碱、含有碱金属的盐、含有碱土金属的氢氧化物中的一种或多种；优选为含有碱金属的氢氧化物、含有碱土金属的氢氧化物中的一种或多种；更优选为氢氧化钠和/或氢氧化钙。以氢氧化钠和/或氢氧化钙作为碱激发剂，可以与脱硫脱硝副产物达到更好的协同作用，增强活性激发效果。
每100重量份的建筑原料组合物中，脱硫脱硝副产物的用量可以是10～65重量份，优选为20～50重量份，更优选为30～45重量份。当脱硫脱硝副产物的用量小于10重量份时，以建筑原料组合物作为原料生产的建筑材料的抗压强度较低；当脱硫脱硝副产物的用量大于65重量份时，以建筑原料组合物作为原料生产的建筑材料的抗折强度较低。
每100重量份的建筑原料组合物中，掺合料的用量可以是30～85重量份，优选为40～70重量份，更优选为40～55重量份。当掺合料的用量小于30重量份时，以建筑原料组合物作为原料生产的建筑材料的致密度和抗压强度较低；当掺合料的用量大于85重量份时，以建筑原料组合物作为原料生产的建筑材料，其早期的抗折强度较低，且易有气泡残余。
每100重量份的建筑原料组合物中，碱激发剂的用量可以是5～25重量份，优选为8～20重量份，更优选为10～15重量份。当碱激发剂的用量小于5重量份时，无法达到活性激发效果；当碱激发剂的用量大于25重量份时，以建筑原料组合物作为原料生产的建筑材料，其早期的抗压、抗折强度较好，但是后续容易出现泛碱问题，导致后期的抗压、抗折强度较差。
根据本发明的一些实施方式，建筑原料组合物由包括如下组分的原料制成：10～65重量份的脱硫脱硝副产物、30～85重量份的掺合料和5～25重量份的碱激发剂；其中，所述掺合料选自矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、水泥、煤矸石、赤泥和水渣中的一种或多种。
根据本发明的另一些实施方式，建筑原料组合物由包括如下组分的原料制成：20～50重量份的脱硫脱硝副产物、40～70重量份的掺合料和8～20重量份的碱激发剂；其中，所述掺合料选自矿粉、粉煤灰、钢渣和硅灰中的一种或多种。
根据本发明的再一些实施方式，建筑原料组合物由包括如下组分的原料制成：30～45重量份的脱硫脱硝副产物、40～55重量份的掺合料和10～15重量份的碱激发剂；其中，所述掺合料为矿粉、粉煤灰、钢渣和硅灰。
在一些实施方案中，建筑原料组合物由包括如下组分的原料制成：10～65重量份的脱硫脱硝副产物、0～40重量份的矿粉、10～40重量份的粉煤灰、0～20重量份的钢渣、2～10重量份的硅灰和5～25重量份的碱激发剂。
在另一些实施方案中，建筑原料组合物由包括如下组分的原料制成：20～50重量份的脱硫脱硝副产物、10～30重量份的矿粉、15～35重量份的粉煤灰、1～10重量份的钢渣、2.5～8重量份的硅灰和8～20重量份的碱激发剂。
在再一些实施方案中，建筑原料组合物由如下组分的原料制成：30～45重量份的脱硫脱硝副产物、15～25重量份的矿粉、20～30重量份的粉煤灰、2～4重量份的钢渣、2.5～5重量份的硅灰和10～15重量份的碱激发剂。
利用上述建筑原料组合物生产建筑材料。本发明中，建筑材料可以是在建筑工程中所能应用的材料，例如，水泥、混凝土、板材、砖材等。下面以胶凝材料、透水砖和纤维水泥板为例，进行详细介绍。
胶凝材料
将建筑原料组合物混合，得到胶凝材料。具体过程如下：
首先，将建筑原料组合物的脱硫脱硝副产物、掺合料和碱性激发剂进行干混，得到胶凝材料。干混过程可以在常规的搅拌机或混合机中进行，只要达到混合均匀的目的即可。根据本发明的一个实施方式，将建筑原料组合物置于螺带混合机中进行干混。
优选地，将胶凝材料进行密封包装，以避免产品受潮和混入杂质。
透水砖
将建筑原料组合物和骨料混合，再经制砖、养护，得到透水砖。
具体过程如下：
将建筑原料组合物、粗骨料和细骨料进行干混，加水混合，得到半干态底料；将建筑原料组合物和细骨料进行干混，加水混合，得到半干态面料。生产底料时，建筑原料组合物、细骨料与粗骨料的重量比可以为85～96:2～8:2～8，优选为86～94:3～7:3～7，更优选为88～90:5～7:5～7。生产面料时，建筑原料组合物与细骨料的重量比可以为7～9.5:1，优选为8～9.5:1，更优选为8～9:1。选用上述配比生产的透水砖不仅具有良好的透水性，而且具有较高的抗折强度和劈裂抗拉强度。混合过程可以在常规搅拌设备或混合设备中进行，优选在螺旋搅拌机中进行。
经布料，压制，脱模，得到砖坯。布料过程可以采用布料车进行。布料时依次布底料、面料。布料完成后，可以通过挤压震动将原料压制成型。脱模时，优选为采用压头不动，模框上升的方式进行脱模。
将砖坯进行养护，得到透水砖。养护过程包括预养护和自然养护。预养护优选为在预养护窑内进行，预养护时间可以是6～30h，优选为6～28h，更优选为8～24h。自然养护优选为在养护窖中进行，自然养护的时间可以是6～30天，优选为6～28天，更优选为8～28天。
纤维水泥板
将建筑原料组合物和植物纤维混合，再经制板、养护、砂光切边，得到纤维水泥板。具体过程如下：
将建筑原料组合物和植物纤维混合，加水搅拌，得到料浆。植物纤维与建筑原料组合物的重量比为1:5～10；优选为1:6～10；更优选为1:8～10。该配比不仅能够保证纤维水泥板具有良好的抗冲击强度、浸泡干燥性能，而且可以使纤维水泥板保持较低的吸水率和湿涨率。当植物纤维的用量过多时，纤维水泥板的吸水率较高，抗冲击强度较差，且生产过程中易结团，影响生产；当植物纤维的用量过少时，纤维水泥板的抗折强度较差。搅拌过程可以在常规搅拌设备中进行，例如搅拌机。
采用抄取法制板，再经切割，上模(即放入模具)，得到成型的纤维水泥板。
将成型的纤维水泥板置于养护窑中进行养护，再经脱模，自然养护后，得到养护后的纤维水泥板。养护时间可以是6～24h，优选为6～18h，更优选为8～12h。
将养护后的纤维水泥板进行烘干，然后进行砂光、切边，得到纤维水泥板。
下面介绍测试方法：
1.穿透硫容和穿透硝容：将脱硫脱硝吸收剂置于表1所示的测试条件中，利用烟气分析仪对模拟烟气各污染物浓度进行测试，其中，穿透硫容的测试终点为：SO2的出口浓度为35mg/Nm3；穿透硝容的测试终点为：NOx的出口浓度为50mg/Nm3。
表1
测试条件 参数
初始SO<sub>2</sub> 2800mg/Nm<sup>3</sup>
初始NOx 1000mg/Nm<sup>3</sup>
温度 140℃
模拟烟气含水量 10％
模拟烟气含氧量 14％
物料接触时间 7s
2.强度测试：采用GB/T 30202.3-2013《脱硫脱硝用煤质颗粒活性炭试验方法》进行测试，具体测试方法如下：
1)样品准备：随机抽取表面光滑，规则和长径比不小于1的20粒试料；
2)仪器预备：调节耐压强度仪的零点；
3)样品测试：将各试料沿圆柱轴向方向放置于下夹具V型槽内，开启耐压强度测定仪，记录试样压碎瞬间的压力值，压力值大于50daN(力学单位，1daN＝10N)时以50daN计；
4)强度计算：20次测定平均值即为所求强度。
3.胶凝材料的性能测试：按照《GB175-2007通用硅酸盐水泥》对胶凝材料进行性能测试。
4.透水砖的性能测试：按照《GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板》对透水砖进行性能测试。
5.纤维水泥板的性能测试：按照《JC/T564.1-2018纤维增强硅酸钙板》中纤维水泥制品的试验方法，测定纤维水泥板的性能。
制备例1～9和对比制备例1～4
S1.按照表2所示的原料配比，称取原料并输送至混捏机，干混10min，得到第一混合物；向第一混合物中分三次加入去离子水(加水量与原料的体积比为0.12:1)，湿混30min，得到第二混合物。
S2.将第二混合物输送至造粒机进行造粒，得到圆柱状的待烘干颗粒(直径为5～10mm，长度为8～15mm)。
S3.将待烘干颗粒置于烘箱中，烘干2h(烘干温度如表2所示)，得到脱硫脱硝吸收剂。
S4.将脱硫脱硝吸收剂置于含有硫氧化物和氮氧化物的气氛中进行脱硫脱硝，得到使用过的脱硫脱硝吸收剂。同时测定脱硫脱硝吸收剂的性能，结果如表3所示。
表2
Figure BDA0003233098310000151
表3
组别 穿透硫容(mg/g) 穿透硝容(mg/g) 强度(N/cm)
制备例1 62 35 260
制备例2 52 25 243
制备例3 50 22 205
制备例4 55 21 256
制备例5 58 28 269
制备例6 63 32 220
制备例7 61 33 230
制备例8 58 30 240
制备例9 52 26 208
对比制备例1 55 12 232
对比制备例2 35 10 206
对比制备例3 50 25 180
对比制备例4 46 21 150
由表3可以看出，采用本发明的方法生产的脱硫脱硝吸收剂，具有良好的脱硫脱硝性能和耐压强度，并且该方法的烘干温度较低，烘干时间较短，能耗较低。
实施例1～4和对比例1～3
按照表4所示的原料配比，分别称取脱硫脱硝副产物(将制备例1的使用过的脱硫脱硝吸收剂研磨至100～200目)、矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰和碱激发剂(氢氧化钠)，将上述原料输送至卧式螺带混合机中，混合均匀，得到胶凝材料。
分别向实施例1～4和对比例1～3的胶凝材料按比例加水并混合，然后浇注在40mm×40mm×160mm的模板中，成型后按照《GB175-2007通用硅酸盐水泥》进行性能测试，结果如表5所示。
表4
Figure BDA0003233098310000171
表5
Figure BDA0003233098310000172
由表5可知，实施例1～4生产的胶凝材料强度可达到普通硅酸盐水泥42.5级标准。对比例1由于没有添加脱硫脱硝副产物，其胶凝材料的强度性能稍差于实施例1～4。对比例2由于掺合料的用量过少(仅为25重量份)，其胶凝材料的抗折强度和抗压强度都偏低。对比例3由于碱激发剂的用量过多，其胶凝材料早期的抗压强度、抗折强度较好，但由于后续容易出现泛碱等问题，后期的抗压、抗折强度较差。上述结果表明，添加适量的脱硫脱硝副产物，有利于提高胶凝材料的强度，且当脱硫脱硝副产物、掺合料和碱激发剂的用量配比满足本发明要求保护的范围时，胶凝材料表现出良好的性能。
实施例5～6
首先，将制备例1和制备例4的使用过的脱硫脱硝吸收剂(按照制备例1和制备例4所示配比制备)研磨至100～200目，分别作为实施例5和实施例6的脱硫脱硝副产物。然后按照如下步骤生产透水砖：
S1.按照表6所示的原料配比，分别称取脱硫脱硝副产物、矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、碱激发剂(氢氧化钠)及粗骨料、细骨料，输送至底料螺旋搅拌机中进行干混，混合均匀后，喷入适量水，生产得到半干态底料；
按照表7所示的原料配比，分别称取脱硫脱硝副产物、矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、碱激发剂(氢氧化钠)及细骨料，输送至面料螺旋搅拌机中进行干混，混合均匀后，喷入适量水，生产得到半干态面料。
S2.采用布料车进行来回布料，先布底料，底料到达一定高度后再布面料，布料完成后，挤压震动将原料压制成型，然后压头不动，模框上升，完成脱模，得到砖坯。
S3.将砖坯置于预养护窑内进行8～24h的预养护，然后通过堆垛机将预养护后的砖坯堆垛，在养护窑进行8～28天的自然养护，得到透水砖。
按照《GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板》标准测定该透水砖的性能，测试结果见表8。
表6
Figure BDA0003233098310000181
表7
Figure BDA0003233098310000182
表8
Figure BDA0003233098310000191
由表8可知，采用本发明的建筑原料组合物生产的透水砖，其性能良好，可以达到《GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板》中的要求。其中，透水砖的抗折强度等级可达到Rf4.0级，劈裂抗拉强度可以达到fts4.5级，透水系数可达到A级。
实施例7～8和对比例4
S1.按照表9所示的原料配比，分别称取脱硫脱硝副产物(将制备例1的使用过的脱硫脱硝吸收剂研磨至100～200目)、矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、碱激发剂(氢氧化钠)及植物纤维(纸浆纤维)，置于搅拌机，加水搅拌，得到料浆。
S2.采用抄取法的制备工艺，料浆进入网箱中，经网轮抄取后，网轮和毛布接触，浆料被粘在毛布上形成一定厚度的料层。料层随毛布经过真空箱逐级脱水，随后与成型筒接触，将毛布上的料层粘到成型筒上，随着成型筒与毛布不断接触，料层越来越厚，当达到所需厚度时，经切割机切割，上模，得到成型的纤维水泥板。
S3.将成型的纤维水泥板置于养护窑中养护8小时，然后进行脱模，自然养护，得到养护后的纤维水泥板。
S4.将养护后的纤维水泥板置于烘干窑内烘干，进一步去除水分；然后采用砂光机进行砂光，使板材表面光滑，厚度一致；最后采用切边机对砂光好的纤维水泥板进行切割，得到纤维水泥板。
按照《JC/T564.1-2018纤维增强硅酸钙板》中纤维水泥制品的试验方法，测定纤维水泥板的性能，测试结果见表10。
表9
Figure BDA0003233098310000201
表10
Figure BDA0003233098310000202
由表10可知，采用本发明的建筑原料组合物生产的纤维水泥板，其性能可以达到《JC/T564.1-2018纤维增强硅酸钙板》中无石棉硅酸钙板A类要求。由实施例7～8和对比例4的产品性能可知，植物纤维的添加量会影响板材的吸水率和抗冲击强度，当植物纤维用量过多时，纤维水泥板的吸水率较高，抗冲击强度较差，且生产过程中易结团，影响生产。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将包括4～16重量份的铁粉、1～14重量份的膨润土、2～20重量份的水泥、20～70重量份的石灰粉、2～14重量份的锰矿、4～10重量份的铈矿、2～15重量份的钴矿和2～15重量份的造孔剂的原料混合，造粒，烘干，得到脱硫脱硝吸收剂；
S2.将脱硫脱硝吸收剂置于烟气环境下进行脱硫脱硝，得到脱硫脱硝副产物；
S3.利用脱硫脱硝副产物生产建筑材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造孔剂选自煤粉、碳粉、石墨、尿素、碳酸氢铵、淀粉、锯末、秸秆、稻壳、天然纤维、柠檬酸、葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂中的一种或多种；
混合包括干混和湿混，湿混过程中，加水量与原料的体积比为0.1～0.3:1；
烘干温度为200～300℃，烘干时间为1～5h。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：提供10～65重量份的脱硫脱硝副产物、30～85重量份的掺合料和5～25重量份的碱激发剂，得到建筑原料组合物；
所述掺合料选自矿粉、粉煤灰、钢渣、硅灰、水泥、煤矸石、赤泥和水渣中的一种或多种；
所述碱激发剂选自苛性碱、含有碱金属的盐、含有碱土金属的氢氧化物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物混合，得到作为建筑材料的胶凝材料。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和骨料混合，再经制砖、养护，得到作为建筑材料的透水砖。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和植物纤维混合，再经制板、养护、砂光切边，得到作为建筑材料的纤维水泥板。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述建筑原料组合物和植物纤维的重量比为5～10:1。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：提供20～50重量份的脱硫脱硝副产物、10～30重量份的矿粉、15～35重量份的粉煤灰、1～10重量份的钢渣、2.5～8重量份的硅灰和8～20重量份的碱激发剂，得到建筑原料组合物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和骨料混合，再经制砖、养护，得到作为建筑材料的透水砖。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：将所述建筑原料组合物和植物纤维混合，再经制板、养护、砂光切边，得到作为建筑材料的纤维水泥板。
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