一種碳化拋光廢石粉制備仿大理石板材及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用拋光廢石粉碳化制備仿大理石建材，其原料主要是拋光廢石粉，原料成分主要包括：CaCO3、SiO2、Ca(OH)2，水為固體顆粒物質(zhì)量的3%～7%。本發(fā)明還公開了其制備方法，本發(fā)明以石粉廠拋光廢石粉、CO2廢氣為主要原料，綠色無污染，制備方法簡單，也不需要消耗大量的土地，保護(hù)和節(jié)約了土地，降低了能耗，節(jié)約了能源，減少了CO2的排放，減輕了環(huán)境污染，為拋光廢石粉的綜合利用開辟了一條有效的途徑，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【專利說明】一種碳化拋光廢石粉制備仿大理石板材及制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及一種以拋光廢粉為原料制備的仿大理石板材及制備方法，屬于無機(jī)非金屬材料和工業(yè)固體廢棄物及工業(yè)C02廢氣回收利用的【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】目前拋光廢石粉沒有較好的利用方法，大多以堆積、填埋等方式處理拋光廢石粉，因拋光廢石粉顆粒較細(xì)，易揚(yáng)沉，對環(huán)境和人類危害極大。目前，關(guān)于碳化拋光廢石粉制備仿大理石建材在國內(nèi)外未見有詳細(xì)的報道。仿大理石建材的制備原理是利用鈣基碳化反應(yīng)生成以主要成分為方解石的大理石，拋光廢石粉經(jīng)一定溫度煅燒后，廢石粉分解成以氧化鈣為主的石粉，煅燒產(chǎn)物與C02發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠類物質(zhì)，將廢粉顆粒膠凝在一起，制成一類性能優(yōu)異的仿大理石材料。因為仿大理石建材不僅為綜合利用拋光廢石粉開辟了新途徑，而且對于利用工業(yè)尾氣，減少工業(yè)尾氣中C02的排放開辟了又一新途徑。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，C02溫室氣體的排放日趨增多，我國政府在2009年哥本哈根世界氣候大會上承諾:到2020年，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%。利用廢棄物捕集CO2,不僅可以固定CO2氣體，而且同時可以利用CO2與廢棄物組分的碳化反應(yīng)制備相應(yīng)的建筑材料，有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是為了解決拋光廢石粉堆存過多、難利用以及C02工業(yè)尾氣減排等問題。將拋光廢石粉變廢為寶，制備出成本低，綠色無污染的天然大理石建材制品 。本發(fā)明公開了一種碳化拋光廢石粉制備的仿大理石建材及制備方法，該方法利用拋光廢石粉碳化制備仿大理石建材，工藝簡單，易于實施，且綠色污染。本發(fā)明仿大理石建材以拋光廢石粉為主要原料，利用碳化膠凝原理，采用模壓成型的方法制備仿大理石建材，有效的處理了拋光廢石粉，減輕了環(huán)境污染，為廢棄物的綜合利用和C02減排開辟了一條有效的途徑，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本發(fā)明制備方法仿大理石建材，工藝簡單、易于操作，不需要消耗大量的土地，保護(hù)和節(jié)約了土地，降低了能耗，節(jié)約了能源，減少了 CO2的排放，所得建材性能優(yōu)越、無污染、拋光廢石粉利用率高。本發(fā)明對節(jié)約能源、廢物利用、保護(hù)資源意義重大，符合我國的可持續(xù)發(fā)展原則。本發(fā)明的目的是為了解決拋光廢石粉堆存過多、難利用以及C02工業(yè)尾氣減排等問題。將拋光廢石粉變廢為寶，制備出成本低，綠色無污染的天然大理石建材制品。本發(fā)明公開了一種碳化拋光廢石粉制備的仿大理石建材及制備方法，該方法利用拋光廢石粉碳化制備仿大理石建材，工藝簡單，易于實施，且綠色污染。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種仿大理石建材及制備方法原料包括:拋光廢石粉、C02氣體和水，C02氣體為拋光廢石粉重量的45%-60%，水為拋光廢石粉的40%，其制備方法是碳化溫度25°C -45°C，碳化壓力在0.05MPa_lMPa，碳化時間在5min-200min，成型壓力為2_10MPa，拋光后具有一定的鏡面光澤度。根據(jù)上述的仿大理石建材的制備方法，其特征在于采用如下步驟:1)將所需用量的拋光廢石粉在溫度600°C _950°C之間加熱20min-90min，然后冷卻備用，2)將35-45%的水加入到步驟I)所得的粉料，開始攪拌，混合均勻，得混合料，3)將步驟2)制備的混合料，讓其水化2min-90min,4)將步驟3)所得的混合料倒入90mmX40mmX40mm鋼模中，在振動臺上振動50-70下后模壓成型，然后拆模，得到板材，5)將步驟4)得到的試塊放入容器，將容器抽至真空0.01MPa-0.03MPa,容器加熱為25-45°C，相對濕度在60%_95%，碳化壓力(C02分壓)為0.15-0.25MPa的條件下進(jìn)行碳化5_200min。本發(fā)明仿大理石建材以拋光廢石粉為主要原料，利用碳化膠凝原理，采用模壓成型的方法制備仿大理石建材，有效的處理了拋光廢石粉，減輕了環(huán)境污染，為廢棄物的綜合利用和C02減排開辟了一條有效的途徑，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本發(fā)明制備方法仿大理石建材，工藝簡單、易于操作，與傳統(tǒng)的粘土磚相比，不需要消耗大量的土地，保護(hù)和節(jié)約了土地，降低了能耗，節(jié)約了能源，減少了CO2的排放，所得建材性能優(yōu)越、無污染、拋光廢石粉利用率高。本發(fā)明對節(jié)約能源、廢物利用、保護(hù)資源意義重大，符合我國的可持續(xù)發(fā)展原則。【專利附圖】

【附圖說明】圖1為拋光廢石粉XRD圖譜。圖2為拋光廢石粉煅燒后XRD圖譜。圖3為廢粉制備的仿大理石XRD圖譜。圖4和圖5為例2中碳化壓力對仿大理石試體的抗壓強(qiáng)度和碳化程度的影響。圖6為例3中碳化溫度對仿大理石試體的抗壓強(qiáng)度的影響?！揪唧w實施方式】碳化實施例1將拋光廢石粉在950°C煅燒lh，然后在自然冷卻，備用。2、按照配比準(zhǔn)確稱量煅燒后備用的拋光廢石粉和水，置于攪拌機(jī)中攪拌使它們混合均勻。稱量50g攪拌均勻的物料置于90mmX 40mmX 40mm的自制模具里，在振動臺上振動60下左右，并在6MPa的壓力下進(jìn)行成型，壓制時間不小于45秒,一般為60s。所得建材為實心板磚，脫模后的板磚放到碳化爸中碳化。碳化時間60min，釜中碳化溫度25 V，碳化壓力(C02分壓)0.2MPa，碳化濕度70%。碳化后對所得仿大理石建材的性能進(jìn)行測試，試驗結(jié)果見表3。圖2仿大理石建材的性能測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種仿大理石板材及制備方法，其特征是，原料包括:拋光廢石粉、C02氣體和水，C02用量為拋光廢石粉重量的15%-60%，水為拋光廢石粉的40%，其制備方法是碳化溫度50C _65°C，碳化壓力在0.05MPa-0.6MPa，碳化時間在5min_200min，成型壓力為1-lOMPa，拋光后具有一定的鏡面光澤度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿大理石板材，其特征在于:所述固體顆粒拋光廢石粉為主要原料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿大理石板材，其特征在于:所用碳化氣體為C02氣體，其濃度 30%-99.9% ppmο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿大理石板材，其特征在于:所述的拋光廢石粉平均粒徑為0.lmm-0.075mm,比表面積 623m2/Kg，SiO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%_45%，CaO 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10%_50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大理石板材，其制備特征在于碳化壓力(C02分壓)為0.05MPa-lMPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大理石板材，其制備特征在于模壓成型和澆注成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大理石板材，其制備特征在于碳化溫度為5-65°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大理石板材，其制備特征在于碳化環(huán)境的相對濕度為60%-95%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿大理石板材的制備方法，其特征在于采用如下步驟: 1)將所需用量的拋光廢石粉在溫度600°C_950°C之間加熱20min-90min，然后冷卻備用， 2)將35-45%的水加入到步驟I)所得的粉料，開始攪拌，混合均勻，得混合料， 3)將步驟2)制備的混合料，讓其水化2min-720min， 4)將步驟3)所得的混合料倒入90mmX40mmX 40mm鋼模中，在振動臺上振動50-70下后模壓成型或澆注成型， 5)將步驟4)得到的石材放入容器，將容器抽至真空0.01MPa-0.03MPa，容器加熱為5-65°C，相對濕度在60%-95%，碳化壓力(C02分壓)為0.05-lMPa的條件下進(jìn)行碳化5_200mino
【文檔編號】C04B32/00GK103951376SQ201410168554
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】周宗輝, 李剛林, 程新 申請人:濟(jì)南大學(xué)