一種利用高鋁粉煤灰制備莫來(lái)石相復(fù)相材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種工業(yè)固體廢棄物的綜合利用方法，尤其是涉及一種利用高鋁粉煤 灰制備莫來(lái)石相復(fù)相材料的方法，屬于綜合利用工業(yè)固體廢棄物和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉煤灰是燃煤電廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，其產(chǎn)量約占燃煤總量的 5-20%，因此其產(chǎn)生量巨大。
[0003] 目前，世界上粉煤灰年排放量數(shù)十億噸，而我國(guó)由于長(zhǎng)期以來(lái)煤炭一直都是能源 來(lái)源的最主要構(gòu)成部分，因此每年都產(chǎn)生數(shù)量巨大的粉煤灰，是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè) 廢渣之一。目前我國(guó)粉煤灰堆放量在15億噸以上，儲(chǔ)灰場(chǎng)占用土地4萬(wàn)多公頃。而隨著 電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng) 塵、污染大氣；若排入水系會(huì)造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對(duì)人體和生物造成 危害。
[0004] 現(xiàn)在普遍認(rèn)為中國(guó)粉煤灰的綜合回收利用率能達(dá)到60%以上，但據(jù)近年來(lái)對(duì)中國(guó) 粉煤灰的調(diào)查報(bào)告顯示，實(shí)際情況未到一半，即我國(guó)目前的粉煤灰綜合利用率只有30%左 右，換言之每年至少有2. 63億噸的粉煤灰需要在灰場(chǎng)進(jìn)行處置貯存。
[0005] 而由于粉煤灰的堆放具有上述嚴(yán)重危害，所以在當(dāng)前我國(guó)的實(shí)際情況，針對(duì)粉煤 灰利用不充分、污染環(huán)境等現(xiàn)狀，如何增加粉煤灰的附加值、開(kāi)拓工業(yè)固體廢棄物粉煤灰的 新用途，是當(dāng)前一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
[0006] 迄今為止，粉煤灰已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建材、建工、筑路等領(lǐng)域，例如：
[0007] CN1260336A公開(kāi)了一種高摻量粉煤灰燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝，所述工藝是將粉煤灰和 粘土經(jīng)過(guò)陳化、成型、干燥后焙燒，從而得到燒結(jié)磚。
[0008] CN1065650A公開(kāi)了一種黃土紅土質(zhì)粉煤灰墻地磚的配方，所述配方由粉煤灰、黃 土或紅土或兩者混合物、礦化劑三者以重量比15-80:20-85:0-10組成。
[0009] CN1070177A公開(kāi)了一種用粉煤灰制造陶瓷飾面磚的方法，所述方法主要包括備 料、成型和燒結(jié)三大步驟，在備料和成型步驟中使用粉煤灰、黃泥粘土和焦寶石為原料，其 粉煤灰的含量為30-67%。
[0010] CN1410386A公開(kāi)了一種高摻量粉煤灰瓷質(zhì)磚及其制備方法，所述瓷質(zhì)磚由質(zhì)量百 分比為60-70%的粉煤灰、25-40%的超細(xì)高嶺土和01-0%的長(zhǎng)石組成，所述制備方法包括 原料預(yù)處理、原料配方、配料及制漿、烘干漿料、研磨、摻水造粒、陳腐、壓坯、烘坯、燒結(jié)、冷 卻。
[0011] CN102701716A公開(kāi)了一種粉煤灰質(zhì)陶瓷磚及其制備方法，所述粉煤灰質(zhì)陶瓷磚由 如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制備而成：4%透輝石、27%萊陽(yáng)土、23%蒙陰長(zhǎng)石、24%萊蕪長(zhǎng)石、7% 生焦、8%高密瓷石和7%水煤漿爐灰。
[0012] CNlOl 164962A公開(kāi)了一種陶瓷墻地磚，所述陶瓷墻地磚由如下百分含量的原料制 成：30-40 %煤矸石、2-8 %粉煤灰、1-3 %廢玻璃絲、50-58 %綠豆巖、2-6 %白泥。
[0013] 雖然上述現(xiàn)有技術(shù)對(duì)粉煤灰的附加利用進(jìn)行了大量研究，但對(duì)于高附加值的粉煤 灰利用仍尚未見(jiàn)于報(bào)道。
[0014] 另一個(gè)方面，由于不同的產(chǎn)煤區(qū)域中，構(gòu)成煤炭的無(wú)機(jī)礦物和含量高低均有所不 同，從而導(dǎo)致了燃燒所產(chǎn)生的粉煤灰在組分構(gòu)成上也有所不同。其中，我國(guó)山西省北部、陜 西省及內(nèi)蒙古自治區(qū)等地的粉煤灰中的CaO含量偏低，屬于低鈣灰，依質(zhì)量百分含量計(jì)，主 要由 SiO2(40-60% )、A1203(30-50% )、Fe203(2-10% )、CaO(1-10% )和未燃的炭（1-2. 6% ) 組成，此外還有少量的MgO、Na20、K20、SO3以及砷、銅、鋅等微量元素，其中Si0 2、A1203、Fe2O3 和CaO這四者之和占90%以上，屬于高鋁粉煤灰，這些地區(qū)的高鋁粉煤灰年產(chǎn)生量超過(guò) 5000萬(wàn)噸。但與巨大產(chǎn)量相對(duì)應(yīng)的尷尬事實(shí)是這些地區(qū)的高鋁粉煤灰的綜合利用率小于 30%，且主要是在附加值很低的蒸壓磚和砌塊等方面，進(jìn)而導(dǎo)致資源再利用水平不高、經(jīng)濟(jì) 效益較差。
[0015] 正是由于高附加值處理手段的匱乏和再利用程度的低下，導(dǎo)致高鋁粉煤灰主要 以堆存為主，這不僅嚴(yán)重污染了環(huán)境，也耗費(fèi)了大量的土地資源，已經(jīng)成為這些地區(qū)不得不 面臨并亟需解決的主要問(wèn)題和難題之一。
[0016] 再另一個(gè)方面，莫來(lái)石相材料具有多種優(yōu)異的特性，如熔點(diǎn)高、熱膨脹系數(shù)低、抗 蠕變、抗熱震等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中有著重要且廣泛的應(yīng)用，使用量和需求量巨大。
[0017] 而如何實(shí)現(xiàn)由高鋁粉煤灰來(lái)制備莫來(lái)石相復(fù)相材料，目前尚未見(jiàn)諸報(bào)道和研究， 這也正是本發(fā)明得以完成的重要原因之一和動(dòng)力所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 為了克服上述粉煤灰所帶來(lái)的嚴(yán)重危害，變害為寶，同時(shí)開(kāi)發(fā)粉煤灰的高附加值 利用，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的深入研究，在付出了充分的創(chuàng)造性勞動(dòng)后，從而完成了本發(fā)明。
[0019] 具體而言，本發(fā)明人針對(duì)高鋁粉煤灰利用不充分、污染環(huán)境等現(xiàn)狀，從而提供了一 種對(duì)其進(jìn)行高效利用的技術(shù)方案，這對(duì)于增加粉煤灰的附加值以及開(kāi)拓工業(yè)固體廢棄物利 用的方式具有重要意義。
[0020] 更具體而言，本發(fā)明涉及一種利用粉煤灰尤其是高鋁粉煤灰制備莫來(lái)石相復(fù)相材 料的方法，所述方法包括如下步驟：
[0021] A、配料；B、球磨；C、干燥；D、成型；E、干燥；F、燒結(jié)。
[0022] 進(jìn)一步具體而言，本發(fā)明提供了一種利用高鋁粉煤灰制備莫來(lái)石相復(fù)相材料的方 法，所述方法包括如下步驟：
[0023] A、配料
[0024] 稱(chēng)取原料高鋁粉煤灰，加入Al2O3，混合均勻，得到配料；
[0025] B、球磨
[0026] 將步驟A所得的配料裝入球磨機(jī)中，并加入水進(jìn)行球磨，得到混料；
[0027] C、干燥
[0028] 將步驟B得到的混料進(jìn)行干燥；
[0029] D、成型
[0030] 向步驟C干燥后的混料中加入粘結(jié)劑，干壓成型，得到成型制品；
[0031] E、干燥
[0032] 將步驟D的成型制品進(jìn)行干燥；
[0033] F、燒結(jié)
[0034] 將步驟E干燥后的成型制品進(jìn)行燒結(jié)，得到莫來(lái)石相復(fù)相材料。
[0035] 在本發(fā)明的所述利用高鋁粉煤灰制備莫來(lái)石相復(fù)相材料的方法方法中，所述步驟 A中，加入Al2O3后，應(yīng)使得所得配料中Al2O3與SiO 2的摩爾比為1-2. 5: 1，非限定性地例如 可為 1:1、1. 2:1、1. 5:1、1. 7:1、