一、概述

隨著我國(guó)建筑行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，砂、石料的需求不斷增長(zhǎng)。但是當(dāng)前的砂石料主要依賴天然砂石，產(chǎn)地也主要集中在長(zhǎng)江和黃河的干流與支流流域，部分區(qū)域河砂瀕臨枯竭供不應(yīng)求，價(jià)格飛漲，利潤(rùn)高昂，最常見的砂石搖身一變成了“軟黃金”，刺激著采砂業(yè)畸形繁榮。在高額利潤(rùn)驅(qū)動(dòng)下，非法采砂船四處橫行。非法作業(yè)占比近50%。過度的開發(fā)不僅使河道沙量越來越少，對(duì)河道生態(tài)、防洪、航道安全等破壞之巨更令人震驚。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和電力事業(yè)的發(fā)展，粉煤灰的年排放量己超過5.35億噸。工業(yè)副產(chǎn)石膏累計(jì)堆存量已超過3億噸，其中，脫硫石膏5000萬噸以上，磷石膏2億噸以上。我國(guó)每年年產(chǎn)的建筑垃圾高達(dá)4000萬立方米，各種尾礦、廢石粉泥、灘涂淤泥、市政污水處理廠污泥焚化渣、建筑廢土、電石渣、錳渣、磷渣、赤泥、煤矸石等固體廢棄物更是堆積如山。每年堆積如山的固體廢棄物，日積月累，已成為企業(yè)，社會(huì)的沉重負(fù)擔(dān)。投巨資租用農(nóng)田，采用填埋堆放或任其流入江河、大海等方法，勢(shì)必破壞良田，嚴(yán)重污染水資源，并危及人類生存，亦是權(quán)宜之計(jì)，無法解決根本問題，因而如何有效的綜合利用工業(yè)固體廢渣，變廢為寶，才是唯一切實(shí)可行的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的之一是提供一種利用固體廢渣制備人造砂子、石子、砂粉料的制備方法，以緩解我國(guó)部分區(qū)域河砂瀕臨枯竭供不應(yīng)求，價(jià)格飛漲。非法采砂，破壞河道生態(tài)、防洪、航道安全等嚴(yán)重危害人們生存環(huán)境的違法行為和解決現(xiàn)有堆積如山的固體廢渣嚴(yán)重污染水資源，并危及人類生存的嚴(yán)重問題。

二、本發(fā)明專利的主要特點(diǎn)

1，本發(fā)明參考國(guó)內(nèi)外古建筑的膠凝材料以及最終形成的水化產(chǎn)物和機(jī)理，結(jié)合我們研究粉煤灰等固體廢渣綜合利用的經(jīng)驗(yàn), 研制成功一種通過對(duì)不同類型的含“鋁硅酸鹽”固體廢渣合理搭配，采用物理、化學(xué)、低溫?zé)崃Φ燃夹g(shù)手段使粉煤灰類硅鋁質(zhì)固體廢渣原來的硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)解體，再在以水為介質(zhì)條件下聚合成以硅鋁長(zhǎng)鏈為主的新型膠疑材料新技術(shù)。

這種“鋁硅酸鹽”固體廢渣復(fù)合新型膠疑材料，歸屬于CBC范疇。國(guó)內(nèi)外有的學(xué)者根據(jù)這類材料的特點(diǎn)賦予它CBC這個(gè)名稱，CBC是化學(xué)鍵合陶瓷（Chemcra11y bOnded CeramicS）的英文簡(jiǎn)寫，是一種在接近常溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)固結(jié)而成的類陶瓷材料，故又稱為低溫陶瓷。

以低溫陶瓷化固體廢渣基復(fù)合材料為膠凝材料，采用活化后的粉煤灰、煤矸石、褐煤、煤泥、脫硫電廠劣質(zhì)粉煤灰、鐵尾礦、黃金尾礦、銅尾礦、磷尾礦、爐渣、造氣爐渣、煤矸石、礦渣、鋼渣、冶金廢渣、廢石粉、廢泥石、廢砂、電石渣、赤泥、鋁渣、建筑垃圾、廢陶瓷等固體廢棄物為主要原料，以高分子復(fù)合激發(fā)劑、水等配制成低溫陶瓷復(fù)合材料，通過圓盤造粒機(jī)或其他機(jī)器成型、篩分、靜停、自然或蒸汽蒸養(yǎng)、蒸壓養(yǎng)護(hù)。制成固體廢渣非煅燒輕骨料。以低溫陶瓷化固體廢渣基復(fù)合材料為基礎(chǔ)，制備非煅燒固體廢渣輕骨料（俗稱：低溫陶瓷陶粒或免燒陶粒）。

低溫陶瓷化復(fù)合材料技術(shù)制備廢渣免燒陶粒，粉煤灰渣摻量可達(dá)80％左右，多種廢渣可以單獨(dú)利用，也可多種合理搭配利用。提高了粉煤灰渣免燒陶粒的綠色含量和優(yōu)良性能。有利于推進(jìn)固體粉煤灰渣資源化利用等新興戰(zhàn)備性產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

2、本生產(chǎn)線整個(gè)生產(chǎn)工藝基本上是一個(gè)完整的機(jī)械化生產(chǎn)線或半機(jī)械化的多功能生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了流水作業(yè)和不間斷生產(chǎn)。不但提高了生產(chǎn)效益，減少了生產(chǎn)人員，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和能源消耗，更重要的是每一道工序?qū)腆w廢渣人造輕骨料等系列輕質(zhì)節(jié)能建材產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量都具有促進(jìn)和保障作用，從而使生產(chǎn)工藝達(dá)到了科學(xué)化，合理化。如果調(diào)整配方還可以生產(chǎn)新型微生物活性載體濾料、農(nóng)林生態(tài)石等人造輕骨料，可廣泛應(yīng)用于人工濕地、市政污水、工業(yè)廢水、養(yǎng)殖廢水、生活污水、河道黑臭水體、景觀水質(zhì)凈化和水培種植、土壤改良、庭院綠化等領(lǐng)域。

3、本生產(chǎn)線配置的主要設(shè)備是國(guó)家實(shí)用新型專利和專有設(shè)備，是根據(jù)粉煤灰渣的特殊性能和吸取國(guó)內(nèi)外類似設(shè)備的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)專業(yè)設(shè)計(jì)的，并經(jīng)過十多年來客戶使用的實(shí)際情況多次改進(jìn)而成。各設(shè)備性能完全能滿足工要求，保證生產(chǎn)出來的高摻量粉煤灰渣人造輕質(zhì)砂石料，能替代天然砂石料，生產(chǎn)出合格的輕集料系列環(huán)保節(jié)能建筑材料。

4、配套設(shè)備少而精，生產(chǎn)周期短。生產(chǎn)工藝可以采用半機(jī)械化或全自動(dòng)化。養(yǎng)護(hù)方式可采用自然養(yǎng)護(hù)、太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)和飽和蒸汽常壓低溫蒸養(yǎng)，也可釆用飽和蒸汽蒸壓養(yǎng)護(hù)。

廠房和占地面積少，固定資產(chǎn)投較少。生產(chǎn)中無三廢排出，有利于保護(hù)工人的工作環(huán)境和身體健康。

三、廢渣非煅燒制備人造輕質(zhì)砂子、石子、砂粉料的產(chǎn)品性能

1、廢渣非煅燒人造輕質(zhì)砂石料它是一種以工礦廢渣為主要原料（占重量的85%左右），加入適量膠凝材料、高分子復(fù)合外加劑，經(jīng)加工、成型、自然、或其它養(yǎng)護(hù)、破碎、篩分等工藝制成的人造輕質(zhì)砂石料。分為碎石型和圓球型兩種，表皮粗糙而堅(jiān)硬，呈青灰色，內(nèi)部有細(xì)微氣孔，呈灰黑色，其主要特點(diǎn)是容重輕（600～1200千克/m³），強(qiáng)度高（筒壓強(qiáng)度2.5～12.2Mpa），導(dǎo)熱系數(shù)低，耐火度高，化學(xué)穩(wěn)定性等耐久性能好，經(jīng)按國(guó)標(biāo)GB／T17431.1-2010檢測(cè)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合規(guī)定。并可以根據(jù)用戶的要求調(diào)整配方來滿足在國(guó)標(biāo)范圍內(nèi)的不同容重、不同強(qiáng)度、不同顆粒級(jí)配的要求。

2、廢渣非煅燒人造輕質(zhì)砂石料其產(chǎn)品性能，粗輕質(zhì)砂石料（俗稱輕骨料）見表1；細(xì)非煅燒輕質(zhì)砂石料（俗稱輕質(zhì)砂）見表2；

表1 粗非煅燒廢渣人造輕質(zhì)砂石料 （俗稱輕骨料）產(chǎn)品性能

表2  細(xì)非煅燒廢渣人造輕質(zhì)砂料（俗稱輕質(zhì)砂）產(chǎn)品性能

四、廢渣非煅燒制備人造輕質(zhì)砂子、石子、砂粉料的主要用途

目前國(guó)家要求各行各業(yè)都要節(jié)能減排，嚴(yán)令禁止以破壞生態(tài)環(huán)境，挖山毀田來制造燒結(jié)陶粒、磚瓦等燒結(jié)產(chǎn)品。廢渣非煅燒人造輕質(zhì)砂石料是一種主要利用固體廢渣為資源制造的人造輕集料，特別適宜用來替代天然粘土或頁(yè)巖燒結(jié)輕集料來，更可替代天然砂石料來制造不同容重、不同強(qiáng)度等級(jí)、不同規(guī)格的多種低碳建筑材料。如：

（一）廢渣非煅燒人造輕質(zhì)石子的用途：

1、替代天然石子作公路路面基層材料；

2、替代粘土和頁(yè)巖燒結(jié)陶粒作非結(jié)構(gòu)用輕集料混凝土的輕骨料；

3、替代天然砂，石料來作生產(chǎn)小型自保溫空心砌塊、空心磚、標(biāo)準(zhǔn)磚、路面磚、透水磚、透水混凝土、水工磚、輕質(zhì)自保溫內(nèi)、外墻板、預(yù)應(yīng)力空芯樓板、屋面板、梯道構(gòu)件、一體化輕質(zhì)混凝土內(nèi)墻現(xiàn)澆墻體等的主要輕骨料；

（二）廢渣非煅燒人造輕質(zhì)砂子的用途：

廢渣人造輕質(zhì)砂子可替代天然砂子用來配制抹面、砌筑等干粉砂漿。用廢渣人造輕質(zhì)砂子生產(chǎn)的各種建材產(chǎn)品的耐久性能優(yōu)良，因?yàn)閺U渣人造輕質(zhì)砂子和水泥基體或粉煤灰渣膠凝材料均屬硅酸鹽原料，經(jīng)過一定的條件，它們反應(yīng)形成了一個(gè)整體，具有非常強(qiáng)的結(jié)合力。使制品具有抗裂抗?jié)B、抗凍等優(yōu)良的耐久性能，而使用其它砂子時(shí)，砂子只是被水泥基體或粉煤灰渣膠凝材料包裹起來，砂子與膠結(jié)料之間不發(fā)生反應(yīng)。

（三）廢渣非煅燒人造輕質(zhì)砂粉料的用途：

廢渣人造輕質(zhì)砂粉料作為原料生產(chǎn)混凝聚土及其制品，可節(jié)能水泥20～40%。人造輕質(zhì)砂粉屬于通用型新材料，幾乎所有的水泥基建材都可是使用人造砂粉摻合料，而且輕質(zhì)混凝土、泡沫混凝土、加氣混凝土、保溫混凝土、抹灰砂漿水泥煤基條板、砌塊、地磚、路基材料、市政工程材料等非結(jié)構(gòu)承重型混凝土及其制品，摻兌率可達(dá)60%或以上，有利于實(shí)現(xiàn)建筑廢渣建材化，從而大幅度提高固體廢渣大宗利用企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

五、廢渣非煅燒制備人造輕質(zhì)砂子、石子、砂粉料的發(fā)展機(jī)遇

1、目前天然然砂石貨源確實(shí)非常緊張，下游市場(chǎng)一砂難求，賣的不是砂子而是“軟黃金”。短期內(nèi)也不會(huì)得到緩解。砂石供應(yīng)不足，價(jià)格上漲，工程進(jìn)度要求嚴(yán)格，就會(huì)導(dǎo)致非法采砂、采石現(xiàn)象嚴(yán)重。砂石質(zhì)量難以保證，最終影響工程質(zhì)量。砂石行業(yè)風(fēng)暴預(yù)計(jì)還將持續(xù)……

2、每年堆積如山的固體廢棄物，日積月累，已成為企業(yè)，社會(huì)的沉重負(fù)擔(dān)。投巨資租用農(nóng)田，采用填埋堆放或任其流入江河、大海等方法，勢(shì)必破壞良田，嚴(yán)重污染水資源，并危及人類生存，亦是權(quán)宜之計(jì)，無法解決根本問題。

3、如果把有害的工業(yè)固體廢渣，采用高新的國(guó)家最新發(fā)明專利技術(shù)，制成廢渣非煅燒人造輕質(zhì)砂石料，來替代一部分天然砂石，既可一定程度緩解天然砂石的緊缺，還可以大綜利用粉煤灰、磷石膏、脫硫石膏、電石渣、赤泥、建筑垃圾、煤矸石、廢石粉和各種尾礦等工業(yè)固體廢渣，變廢為寶。是唯一切實(shí)可行的有效途徑。有利于推進(jìn)固體廢棄物資源化利用等新興戰(zhàn)備性產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

六、附圖參考

注：本技術(shù)來自綠動(dòng)云平臺(tái)固廢圈云端服務(wù)站，如有需求請(qǐng)微信或電話聯(lián)系：
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