蒸壓磚生產中脫硫灰的利用

蒸壓磚生產中脫硫灰的利用

采用半干法霧霾脫軌技術，投資運營成本低，無需安裝霧裝置和氣壓裝置。設備不會腐爛，不會有結垢和堵塞，但吸收劑的利用率低，顆粒和廢水混合影響全身利益。在中國,大部分脫硫灰只是暫時堆放處置,極少量得以利用。這樣不僅占用大量的土地資源,而且還對大氣、地表水和地下水等產生污染。因此,實現脫硫灰的綜合利用具有重要的現實意義。1脫硫灰和磚坯制磚:我國在土歐洲早期的脫硫灰綜合利用研究主要集中在堤壩填充、土地回填、混凝土摻合料、人造卵石及燒制硫鋁酸鈣水泥等方面,半干法脫硫灰可以用作土壤改良劑,以提高酸性土壤的pH值,國外的研究表明,將脫硫灰用于土壤不會對食物鏈和環(huán)境造成威脅。中國脫硫灰綜合利用研究還處于起步階段,國內一些磚廠將脫硫灰作為摻合料制造內燃磚,雖然一定程度上消耗了脫硫灰,但燒制過程中,磚坯內摻入的含有CaSO3的脫硫灰在高溫下分解釋放出SO2,造成二次污染。中國環(huán)境科學研究院采用蒸養(yǎng)法,利用半干法脫硫灰,在實驗室制造出了強度達30MPa的試塊,說明采用合適的加工工藝,脫硫灰在制磚方面可以得到很好的利用。黃弘指出,利用建筑材料龐大的生產量消耗工業(yè)廢渣,不僅能大大降低建材成本,而且具有環(huán)保和經濟效益。國家有關部委已明確規(guī)定禁止使用實心粘土磚,為其他建筑用磚的使用開拓了廣闊的市場前景。筆者采用蒸壓的方法,利用脫硫灰進行了生產蒸壓磚的中試試驗研究,為脫硫灰大規(guī)模綜合利用提供參考。2物料的制備和成型在焦作市某磚廠進行試驗,采用蒸壓工藝生產脫硫灰標磚,圖1為蒸壓磚生產工藝流程。試驗原材料分別為焦作某電廠半干法脫硫灰、電廠爐渣、市售CaO,表1為試驗物料化學成分分析。根據一定質量配比,將水加入原材料中,在攪拌作用下混合均勻,并在保溫倉中消化2～4h,使原材料之間消解反應完全。消化完全的物料在輪碾機再次混合,將其壓實增加塑性,隨后物料進入標準磚模具240mm×115mm×53mm進行成型,成型壓力為10～40MPa。成型后的物料被送入靜停室靜停4～8h后進入蒸壓釜中進行養(yǎng)護,磚坯在蒸壓釜內養(yǎng)護分為升溫、恒溫、降溫3個階段,恒溫蒸壓穩(wěn)定為120℃,蒸養(yǎng)壓力為1.2MPa,恒壓養(yǎng)護時間6h,蒸壓磚出釜養(yǎng)護1個月后,按照JC239—2001《粉煤灰磚》方法檢測標磚的抗壓強度和抗折強度(10塊磚的平均值)。3試驗結果與討論3.1脫硫灰粉的用量對磚的性能的影響3.1.1脫硫灰摻量對磚抗壓強度的影響固定CaO質量分數為10%,改變脫硫灰的用量,測定蒸壓磚的抗壓強度。圖2為脫硫灰摻量對磚抗壓強度的影響。由圖2可以看出,在CaO摻量及其它條件一定時,脫硫灰摻量增加,蒸壓磚抗壓強度降低,脫硫灰質量分數由45%增加到65%時,蒸壓磚抗壓強度由22.9MPa降低到16.2MPa。3.1.2脫硫灰蒸壓磚抗折強度m圖3為脫硫灰摻量對磚抗折強度的影響,由圖3可以看出,蒸壓磚的抗折強度隨脫硫灰摻量增加而降低。對于脫硫灰蒸壓磚,脫硫灰質量分數由45%增加到65%時,脫硫灰蒸壓磚抗折強度由4.33MPa降低到2.65MPa。因此,生產強度等級為MU20的脫硫灰蒸壓磚,當CaO質量分數為10%時,脫硫灰質量分數不宜超過50%。3.2cao的用量對磚的性能的影響3.2.1cao摻量對磚抗壓強度的影響圖4為CaO摻量對脫硫灰蒸壓磚抗壓強度的影響,由圖4可以看出,在脫硫灰質量分數為50%,其它條件一定時,CaO摻量增加,磚的抗壓強度均提高,當CaO質量分數大于8%時,磚的抗壓強度均在20.0MPa以上。3.2.2蒸壓磚的抗折強度圖5為CaO摻量對磚抗折強度的影響,由圖5可以看出,當脫硫灰質量分數為50%,CaO質量分數由4%增加到14%時,蒸壓磚抗折強度由2.66MPa增加到4.5MPa。當CaO摻量大于8%時,抗折強度達到了4.0MPa以上。因此生產抗壓強度大于20.0MPa,抗折強度大于4.0MPa的脫硫灰蒸壓磚,CaO的摻量應大于8%。綜合各種因素條件,生產強度等級為MU20的脫硫灰蒸壓磚,脫硫灰的摻量可控制在50%左右,CaO的摻量控制在10%左右。4o水化反應脫硫灰、爐渣和CaO在加水攪拌、成型、靜停及蒸壓養(yǎng)護階段,形成具有一定強度的固體。脫硫灰蒸壓磚的強度主要來源于以下幾個方面:第一,CaO水化反應產生OH-加速爐渣中玻璃相SiO2的分解和解離生成大量CSH相;第二,CaO水化時產生的Ca(OH)2及脫硫灰中的石膏等激發(fā)爐渣的活性產生膠凝性;第三,脫硫灰和CaO的鈣物種與鋁酸鹽反應生成水化硫鋁酸鈣;第四,爐渣在石灰和硫酸鹽的雙重激發(fā)下,生成各種水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣等礦物,磚坯所在蒸壓釜內的濕熱條件促進了水化產物的生成,且改善水化產物的結晶度,使磚坯在短時間內達到一定的強度。5脫硫灰摻量對磚體抗壓強度和抗折強度的影響以半干法脫硫灰、爐渣、CaO為原料,