一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粉煤灰回收利用的方法，尤其涉及一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:Si02、Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO、T12等。粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，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，就會產(chǎn)生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會對人體和生物造成危害。另外粉煤灰可作為混凝土的摻合料。
[0003]我國是個產(chǎn)煤大國，以煤炭為電力生產(chǎn)基本燃料。我國的能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，發(fā)電能力年增長率為7.3%，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，1995年粉煤灰排放量達1.25億噸，2000年約為1.5億噸，到2010年將達到3億噸，給我國的國民經(jīng)濟建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。另一方面，我國又是一個人均占有資源儲量有限的國家，粉煤灰的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國經(jīng)濟建設(shè)中一項重要的技術(shù)經(jīng)濟政策，是解決我國電力生產(chǎn)環(huán)境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段，也是電力生產(chǎn)所面臨解決的任務(wù)之一。經(jīng)過開發(fā)，粉煤灰在建工、建材、水利等各部門得到廣泛的應(yīng)用。
[0004]20世紀(jì)70年代，世界性能源危機，環(huán)境污染以及礦物資源的枯竭等強烈地激發(fā)了粉煤灰利用的研宄和開發(fā)，多次召開國際性粉煤灰會議，研宄工作日趨深入，應(yīng)用方面也有了長足的進步。粉煤灰成為國際市場上引人注目的資源豐富、價格低廉，興利除害的新興建材原料和化工產(chǎn)品的原料，受到人們的青睞。對粉煤灰的研宄工作大都由理論研宄轉(zhuǎn)向應(yīng)用研宄，特別是著重要資源化研宄和開發(fā)利用。利用粉煤灰生產(chǎn)的產(chǎn)品在不斷增加，技術(shù)在不斷更新。國內(nèi)外粉煤灰綜合利用工作與過去相比較，發(fā)生了重大的變化，主要表現(xiàn)為:粉煤灰治理的指導(dǎo)思想已從過去的單純環(huán)境角度轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合治理、資源化利用；粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應(yīng)用外，發(fā)展到在水泥原料、水泥混合材、大型水利樞紐工程、泵送混凝土、大體積混凝土制品、高級填料等高級化利用途徑。
[0005]粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)混合材料。它是燃燒煤的發(fā)電廠將煤磨成100微米以下的煤粉，用預(yù)熱空氣噴入爐膛成懸浮狀態(tài)燃燒，產(chǎn)生混雜有大量不燃物的高溫?zé)煔?，?jīng)集塵裝置捕集就得到了粉煤灰。粉煤灰的化學(xué)組成與粘土質(zhì)相似，主要成分為二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣和未燃盡碳。粉煤灰主要用來生產(chǎn)粉煤灰水泥、粉煤灰磚、粉煤灰硅酸鹽砌塊、粉煤灰加氣混凝土及其他建筑材料，還可用作農(nóng)業(yè)肥料和土壤改良劑，回收工業(yè)原料和作環(huán)境材料。粉煤灰在水泥工業(yè)和混凝土工程中的應(yīng)用:粉煤灰代替粘土原料生產(chǎn)水泥，由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰加入適量石膏磨細(xì)制成的水硬膠凝材料，水泥工業(yè)采用粉煤灰配料可利用其中的未燃盡炭；粉煤灰作水泥混合材；粉煤灰生產(chǎn)低溫合成水泥，生產(chǎn)原理是將配合料先蒸汽養(yǎng)護生成水化物，然后經(jīng)脫水和低溫固相反應(yīng)形成水泥礦物；粉煤灰制作無熟料水泥，包括石灰粉煤灰水泥和純粉煤灰水泥，石灰粉煤灰水泥是將干燥的粉煤灰摻入10%-30%的生石灰或消石灰和少量石膏混合粉磨，或分別磨細(xì)后再混合均勻制成的水硬性膠凝材料；粉煤灰作砂漿或混凝土的摻和料，在混凝土中摻加粉煤灰代替部分水泥或細(xì)骨料，不僅能降低成本，而且能提高混凝土的和易性、提高不透水、氣性、抗硫酸鹽性能和耐化學(xué)侵蝕性能、降低水化熱、改善混凝土的耐高溫性能、減輕顆粒分離和析水現(xiàn)象、減少混凝土的收縮和開裂以及抑制雜散電流對混凝土中鋼筋的腐蝕。粉煤灰在建筑制品中的應(yīng)用:蒸制粉煤灰磚，以電廠粉煤灰和生石灰或其他堿性激發(fā)劑為主要原料，也可摻入適量的石膏，并加入一定量的煤渣或水淬礦渣等骨料，經(jīng)過加工、攪拌、消化、輪碾、壓制成型、常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護后而形成的一種墻體材料；燒結(jié)粉煤灰磚，以粉煤灰、粘土及其他工業(yè)廢料為原料，經(jīng)原料加工、攪拌、成型、干燥、培燒制成磚；蒸壓生產(chǎn)泡沫粉煤灰保溫磚，以粉煤灰為主要原料，加入一定量的石灰和泡沫劑，經(jīng)過配料、攪拌、燒注成型和蒸壓而成的一種新型保溫磚；粉煤灰硅酸鹽砌塊，以粉煤灰、石灰、石膏為膠凝材料，煤渣、高爐礦渣等為骨料，加水?dāng)嚢?、振動成型、蒸汽養(yǎng)護而成的墻體材料；粉煤灰加氣混凝土，以粉煤灰為原料，適量加入生石灰、水泥、石膏及鋁粉，加水?dāng)嚢璩蕽{，注入模具蒸養(yǎng)而成的一種多孔輕質(zhì)建筑材料；粉煤灰陶粒，以粉煤灰為主要原料，摻入少量粘結(jié)劑和固體燃料，經(jīng)混合、成球、高溫培燒而制的一種人造輕質(zhì)骨料；粉煤灰輕質(zhì)耐熱保溫磚，是用粉煤灰、燒石、軟質(zhì)土及木肩進行配料而成，具有保溫效率高，耐火度搞，熱導(dǎo)率小，能減輕爐墻厚度、縮短燒成時間、降低燃料消耗、提高熱效率、降低成本。粉煤灰作農(nóng)業(yè)肥料和土壤改良劑:粉煤灰具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)，能廣泛應(yīng)用于改造重粘土、生土、酸性土和鹽堿土，彌補其酸瘦板粘的缺陷，粉煤灰中含有大量枸溶性硅鈣鎂磷等農(nóng)作物所必需的營養(yǎng)元素，故可作農(nóng)業(yè)肥料用?；厥展I(yè)原料:回收煤炭資源，利用浮選法在含煤炭粉煤灰的灰漿水中加入浮選藥劑，然后采用氣浮技術(shù)，使煤粒粘附于氣泡上浮與灰澄分離；回收金屬物質(zhì)粉煤灰中含有Fe203、Al203、和大量稀有金屬；分選空心微珠，空心微珠具有質(zhì)量小、高強度、耐高溫和絕緣性好，可以用于塑料的理想填料，用于輕質(zhì)耐火材料和高效保溫材料，用于石油化學(xué)工業(yè)，用于軍工領(lǐng)域，坦克剎車。作環(huán)保材料:利用粉煤灰可制造分子篩、絮凝劑和吸附材料等環(huán)保材料；粉煤灰還可用于處理含氟廢水、電鍍廢水與含重金屬例子廢水和含油廢水，粉煤灰中含有的A1203、CaO等活性組分，能與氟生產(chǎn)配合物或生產(chǎn)對氟有絮凝作用的膠體離子，還含有沸石、莫來石、炭粒和硅膠等，具有無機離子交換特性和吸附脫色作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的就是提供了一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法，其特征在于包括以下步驟:
(I)將粉煤灰粉碎，過200-300目篩，與其重量3-5%的活化劑的水溶液混合，在70-80°C下保溫攪拌2-3小時，烘干除水，800-900°C下煅燒I_2小時，冷卻至常溫，加入到濃度10-16%的氫氧化鈉水溶液中，在50-60°C下保溫浸泡3-5小時，過濾，得濾渣和濾液，將濾渣水洗，烘干，得粉煤灰干粉；
(2)調(diào)節(jié)上述濾液的PH為6-7，加入其重量7-10%的正硅酸乙酯，升高溫度為70-76°C，加入混料重量0.1-0.2%的蓖麻油聚氧乙烯醚，保溫攪拌10-20分鐘，得硅乳液；
(3)取重量比為10-12:0.1-0.2:3-5:0.01-0.02的高硼硼酸鈣、8-羥基喹啉、十溴聯(lián)苯醚、二鹽基亞磷酸鉛混合，球磨均勻，得阻燃助劑；
(4)將上述粉煤灰干粉、阻燃助劑、硅乳液混合，500-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-20分鐘，常溫下陳化靜置2-3小時，壓濾，真空干燥，球磨均勻，加入球磨料重量50-60%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，20-30°C下保溫攪拌10-20小時，得烷基化混料；
(5)取聚乙烯醇，加入到其重量20-30倍水中，攪拌均勻，加入上述烷基化混料，調(diào)節(jié)溫度為60-70°C，在氮氣的保護下，依次加入甲基丙烯酸丁酯、二乙烯苯、偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)6-7小時，反應(yīng)結(jié)束后用乙醇、去離子水依次洗滌，壓濾，真空干燥，即得。
[0008]一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法，步驟(4)中所述的粉煤灰干粉、阻燃助劑的重量比為 100: 6-10。
[0009]一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法，步驟(5)中所述的聚乙烯醇、甲基丙烯酸丁酯、二乙烯苯、偶氮二異丁腈與烷基化混料的重量比為3-4:17-20:1-2:0.1-0.14:16_30。
[0010]一種阻燃粉煤灰的接枝改性方法，步驟(I)中所述的活化劑的水溶液是由下述重量份的原料混合組成的:氟硅酸鈉7-10重量份、氯化鈉2-3重量份、肌醇六磷酸0.2-0.4重量份、去咼子水100重量份。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷，使由粉煤灰得到的混合料表面硅烷基化，然后將甲基丙稀酸丁醋接枝于混合料的娃燒基化表面，提尚了體系的穩(wěn)定性、抗水性和粘合性，本發(fā)明將粉煤灰用氫氧化鈉浸泡后的含硅濾液與正硅酸乙酯混合制備硅乳液，與高硼硼酸鈣、十溴聯(lián)苯醚等混合形成高效阻燃混合料，不僅具有良好的機械性能，還提高了阻燃性和安全性。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述: