一、概述

隨著我國建筑行業(yè)突飛猛進的發(fā)展，砂、石料的需求不斷增長。但是當前的砂石料主要依賴天然砂石，產(chǎn)地也主要集中在長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求，價格飛漲，利潤高昂，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。在高額利潤驅動下，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。

隨著我國經(jīng)濟建設和電力事業(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。我國每年年產(chǎn)的建筑垃圾高達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)，社會的沉重負擔。投巨資租用農田，采用填埋堆放或任其流入江河、大海等方法，勢必破壞良田，嚴重污染水資源，并危及人類生存，亦是權宜之計，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，才是唯一切實可行的有效途徑。

發(fā)明內容：

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，以緩解我國部分區(qū)域河砂瀕臨枯竭供不應求，價格飛漲。非法采砂，破壞河道生態(tài)、防洪、航道安全等嚴重危害人們生存環(huán)境的違法行為和解決現(xiàn)有堆積如山的固體廢渣嚴重污染水資源，并危及人類生存的嚴重問題。

二、本發(fā)明專利的主要特點

1，本發(fā)明參考國內外古建筑的膠凝材料以及最終形成的水化產(chǎn)物和機理，結合我們研究粉煤灰等固體廢渣綜合利用的經(jīng)驗,?研制成功一種通過對不同類型的含“鋁硅酸鹽”固體廢渣合理搭配，采用物理、化學、低溫熱力等技術手段使粉煤灰類硅鋁質固體廢渣原來的硅酸鹽網(wǎng)絡解體，再在以水為介質條件下聚合成以硅鋁長鏈為主的新型膠疑材料新技術。

這種“鋁硅酸鹽”固體廢渣復合新型膠疑材料，歸屬于CBC范疇。國內外有的學者根據(jù)這類材料的特點賦予它CBC這個名稱，CBC是化學鍵合陶瓷（Chemcra11y bOnded CeramicS）的英文簡寫，是一種在接近常溫條件下通過化學反應固結而成的類陶瓷材料，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，以高分子復合激發(fā)劑、水等配制成低溫陶瓷復合材料，通過圓盤造粒機或其他機器成型、篩分、靜停、自然或蒸汽蒸養(yǎng)、蒸壓養(yǎng)護。制成固體廢渣非煅燒輕骨料。以低溫陶瓷化固體廢渣基復合材料為基礎，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）。

低溫陶瓷化復合材料技術制備廢渣免燒陶粒，粉煤灰渣摻量可達80％左右，多種廢渣可以單獨利用，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)線整個生產(chǎn)工藝基本上是一個完整的機械化生產(chǎn)線或半機械化的多功能生產(chǎn)線，實現(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，降低了勞動強度和能源消耗，更重要的是每一道工序對固體廢渣人造輕骨料等系列輕質節(jié)能建材產(chǎn)品的內在質量都具有促進和保障作用，從而使生產(chǎn)工藝達到了科學化，合理化。如果調整配方還可以生產(chǎn)新型微生物活性載體濾料、農林生態(tài)石等人造輕骨料，可廣泛應用于人工濕地、市政污水、工業(yè)廢水、養(yǎng)殖廢水、生活污水、河道黑臭水體、景觀水質凈化和水培種植、土壤改良、庭院綠化等領域。

3、本生產(chǎn)線配置的主要設備是國家實用新型專利和專有設備，是根據(jù)粉煤灰渣的特殊性能和吸取國內外類似設備的先進經(jīng)驗專業(yè)設計的，并經(jīng)過十多年來客戶使用的實際情況多次改進而成。各設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、配套設備少而精，生產(chǎn)周期短。生產(chǎn)工藝可以采用半機械化或全自動化。養(yǎng)護方式可采用自然養(yǎng)護、太陽能養(yǎng)護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。

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砂子、石子、砂粉料的產(chǎn)品性能

1、廢渣非煅燒人造輕質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、高分子復合外加劑，經(jīng)加工、成型、自然、或其它養(yǎng)護、破碎、篩分等工藝制成的人造輕質砂石料。分為碎石型和圓球型兩種，表皮粗糙而堅硬，呈青灰色，內部有細微氣孔，呈灰黑色，其主要特點是容重輕（600～1200千克/m³），強度高（筒壓強度2.5～12.2Mpa），導熱系數(shù)低，耐火度高，化學穩(wěn)定性等耐久性能好，經(jīng)按國標GB／T17431.1-2010檢測各項技術指標均符合規(guī)定。并可以根據(jù)用戶的要求調整配方來滿足在國標范圍內的不同容重、不同強度、不同顆粒級配的要求。

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

表1 粗非煅燒廢渣人造輕質砂石料 （俗稱輕骨料）產(chǎn)品性能

表2 ?細非煅燒廢渣人造輕質砂料（俗稱輕質砂）產(chǎn)品性能

四、廢渣非煅燒制備人造輕質砂子、石子、砂粉料的主要用途

目前國家要求各行各業(yè)都要節(jié)能減排，嚴令禁止以破壞生態(tài)環(huán)境，挖山毀田來制造燒結陶粒、磚瓦等燒結產(chǎn)品。廢渣非煅燒人造輕質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巖燒結輕集料來，更可替代天然砂石料來制造不同容重、不同強度等級、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、替代粘土和頁巖燒結陶粒作非結構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、標準磚、路面磚、透水磚、透水混凝土、水工磚、輕質自保溫內、外墻板、預應力空芯樓板、屋面板、梯道構件、一體化輕質混凝土內墻現(xiàn)澆墻體等的主要輕骨料；

（二）廢渣非煅燒人造輕質砂子的用途：

廢渣人造輕質砂子可替代天然砂子用來配制抹面、砌筑等干粉砂漿。用廢渣人造輕質砂子生產(chǎn)的各種建材產(chǎn)品的耐久性能優(yōu)良，因為廢渣人造輕質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，它們反應形成了一個整體，具有非常強的結合力。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，砂子只是被水泥基體或粉煤灰渣膠凝材料包裹起來，砂子與膠結料之間不發(fā)生反應。

（三）廢渣非煅燒人造輕質砂粉料的用途：

廢渣人造輕質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構承重型混凝土及其制品，摻兌率可達60%或以上，有利于實現(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)濟效益。

五、廢渣非煅燒制備人造輕質砂子、石子、砂粉料的發(fā)展機遇

1、目前天然然砂石貨源確實非常緊張，下游市場一砂難求，賣的不是砂子而是“軟黃金”。短期內也不會得到緩解。砂石供應不足，價格上漲，工程進度要求嚴格，就會導致非法采砂、采石現(xiàn)象嚴重。砂石質量難以保證，最終影響工程質量。砂石行業(yè)風暴預計還將持續(xù)……

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

3、如果把有害的工業(yè)固體廢渣，采用高新的國家最新發(fā)明專利技術，制成廢渣非煅燒人造輕質砂石料，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。是唯一切實可行的有效途徑。有利于推進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

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