绿色化工技术

本发明提供一种多元固废协同利用制备蒸压灰砂砖的方法，利用钢渣、精炼渣、废贝壳、废石粉、金尾矿协同利用垃圾焚烧飞灰制备全固废蒸压灰砂砖，其制备方法包括粗骨料、粉料1、粉料2、粉料3、细骨料制备、成品制备工序。本发明不仅能够解决垃圾焚烧飞灰、废贝壳和大宗工业固废(钢渣、精炼渣、金尾矿、废石粉)的无害化、减量化和资源化难题，推进危废、海洋固废和工业固废的协同利用及环境保护，且制备出性能优异的蒸压灰砂砖，大大降低了蒸压灰砂砖的生产成本，变废为宝，值得大力推广。

贝壳根据形成的方式和组成结构不同，分为三层,最外层为角质层，是硬蛋白质的一种，能耐酸的腐蚀。中间的棱柱壳层,它占据壳的大部分，由角柱状的方解石构成。角质层和棱柱层只能由外套膜背面边缘分泌而成。内层为珍珠层,也由角柱状方解石构成，它由外套膜的全表面分泌形成,并随着贝类的生长而增厚，富有光泽。贝壳虽然种类繁多,形态各异,颜色不同,但化学组成相似，主要有占全壳95％的碳酸钙和少量的贝壳素。据报道，将山东烟台产贻贝壳晾干粉碎成粉末后,用原子吸收分光光度计测其元素成分，其中常量元素K、Na、Ca、Mg质量分数分别为:0.01％、0.35％、15.1％和0.17％，微量元素质量分数分别为(mg/kg):Fe 206.0、Zn 453.3、Se 0.85、Cu 10.7。其它贝壳因来源不同，各质量分数略有差别。目前废贝壳的应用集中在工艺品、养殖业、医药。此外，贝壳粉还可做化工原料、如电石、波尔多液、石膏塑像、水泥，与过磷酸钙、硫酸铵和堆肥制成肥料等。随着贝类养殖业的发展，废弃贝壳将越来越多，充分利用贝壳资源，已越来越引起人们的重视。

如何有效利用钢渣、精炼渣、废贝壳、废石粉、金尾矿等废渣，变废为宝，成为我们亟待解决的技术难题。

本发明的有益技术效果如下：

 (1)与现有的蒸压灰砂砖生产相比，发明中原料由钢渣、精炼渣、废贝壳、废石粉、金尾矿废弃物组成，固体废弃物的利用率达100％。原材料的放射性符合GB6566的规定，其8项重金属指标均低于GB/T 14848‑2017《地下水质量标准》中的标准限值，更绿色、低碳、环保，符合国家提倡的建材产品“双碳”要求。

(2)本发明提供的全固废蒸压灰砂砖产品，其强度等级达到GB/T11945‑2019《蒸压灰砂实心砖和实心砌块》中MU15的要求，其抗冻性达到严寒地区D50的指标要求，此外吸水率、碳化系数和软化系数均达到同类产品要求，产品质量稳定，生产成本有效降低。

 (3)本发明利用多种工业固体废弃物的特性，充分发挥多元固废间的协同效应。经碳化后的钢渣，其易磨性得到了提高，粉磨功指数平均值提高了15～25MJ/T，钢渣的粉磨能耗得到了降低；经碳化后5～10mm的钢渣粗骨料，其f‑CaO降低了30～50％，f‑MgO降低了20～40％，粉料1中的f‑CaO能补充蒸压灰砂砖中对钙质材料的需求；钢渣经整形后的表面棱角减少，可在蒸压灰砂砖中起到更好的骨料作用。精炼渣富含铝质成分，作为粉料2加入原料体系后，补充了原料体系对铝质成分的需求，蒸压后的制品中生成铝代托贝莫来石相和水钙铝榴石相，可以对垃圾焚烧飞灰中的Pb、Zn、Cu、Cr、Hg、Cd等重金属离子和氯离子起到很好的固化作用和吸附作用，同时铝离子更易垃圾焚烧中的重金属离子置换，重金属离子进入到托贝莫来石和水钙铝榴石中，形成稳定的物相结构。煅烧后的废石粉和废贝壳粉，为制品体系中提供了有效CaO，保证了制品体系内碱性环境，金尾矿中的活性SiO2在碱性水热环境下与CaO发生反应，生产C‑S‑H凝胶、托贝莫来石相和水钙铝榴石，为制品的力学性能和抗冻性提供了保障。