一种综合利用炼钢厂固体废物制备无石棉耐水防火轻质板的方法

摘要

本发明的目的为提供一种综合利用炼钢厂固体废物制备无石棉耐水防火轻质板的方法，该方法通过原料按配比几种混合—加水调至设定水灰比搅拌—装模—压模成型—预养护—脱模—蒸压养护—干燥的工艺技术路线，充分利用不同工业废料中的由于成分，制得符合国家标准JC/T 564.2规定五级品质量要求的无石棉耐水防火轻质板产品，产品具有高强度、高耐水、防火且无石棉等优点，可取代目前市场上使用的纸面石膏板和石棉纤维增强硅酸钙板作为室内装修材料，且更加耐用和环保。本发明三种原料都为炼钢厂排放的工业废料，能方便国内外钢铁企业采用本发明技术就地建厂，不仅可以减小工业固废排放对环境的污染，还能起到变废为宝的经济和社会效益。

说明书

技术领域

    本发明涉及一种工业固体废料制备无石棉耐火防潮轻质墙板的方法，特别是综合利用高炉钢渣、粉煤灰及脱硫石膏等工业固废中有用成分制备无石棉耐火防潮轻质墙板的方法，属于工业废物综合利用领域。

背景技术

随着钢铁和电力工业发展，高炉矿渣、脱硫石膏和粉煤灰等工业废料排放量将逐年增加，日积月累的工业废料将严重影响当地的环境和土地资源，因此提高工业固废使用率，实现废物资源综合利用对我国资源和环境都具有重要的意义。

目前室内装修用板主要为纸面石膏板和硅酸钙板两种，其中纸面石膏板具有不耐水、抗折强度低等缺陷，作为室内吊顶材料存在易水蚀、易脱落等风险；硅酸钙板主要采用石英砂、生石灰外加纸纤维和矿物纤维制作，与纸面石膏板相比具有耐水、高强度等优点，但由于成本高、施工难等问题，导致市场推广难。

本发明利用高炉钢渣、粉煤灰及脱硫石膏等工业固体废物制备无石棉耐火防潮轻质墙板，充分发挥不同固体废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的建筑材料，不仅可实现工业固体废物的综合利用，还能减少固废排放对环境的污染。

发明内容

本发明将高炉钢渣、粉煤灰及脱硫石膏等工业固体废物和水泥按照一定比例混合，并掺入少量的纸纤维和海泡石纤维，在一定水灰比下充分混匀-压模成型后，通过蒸压釜蒸压养护制得装修用耐水防火轻质墙板。

技术方案

本发明方法步骤如下：

（1）无石棉耐水防火轻质板原料按物料干重百分比计：高炉钢渣35-45%，粉煤灰5-15%，脱硫石膏15-25%，水泥15-25%，纸纤维2-4%，海泡石纤维6-8%，其中高炉钢渣、粉煤灰和脱硫石膏都为冶炼厂排放固体废物；

（2）按照（1）中比例取原料合计800g（除水分后重量），加入搅拌机中，再掺入一定量水，将水/灰比调至0.3-0.4，先以140转/分搅拌2分钟，停止搅拌20s，将壁上粘连原料挂入槽中，再以280转/分快速搅拌2min；

（3）将（2）中搅拌好的原料用小铁铲铲入（长宽高）160×160×10mm的附图2所示的铁试模中，边铲边用捣棒充分捣实试模四周和中部的原料，装至试模11mm刻度线后（预留1mm的挤压厚度），将试模盖盖好并拧紧试模四周夹紧螺丝，整个装模过程需在3分钟内完成；

（4）将（3）中装好的试模在液压压力机下以20-30Mpa的压强保持3-6分钟，成型后取出放置室温中预养护6-12小时；

（5）将（4）中完成预养护的胚体取出，放置入蒸氧釜中在压力1.05-1.08MPa、温度170-190℃的条件下蒸压养护8-16小时；

（6）将（5）中完成蒸压养护的板取出，在干燥箱中以50-70℃的温度干燥4-6小时，得到无石棉耐水防火轻质板产品。

无石棉耐水防火轻质板产品的厚度可以通过调节（2）中装料高度和（4）中成型压力来控制，产品厚度可调范围为5-12mm。

本发明的特点是：本发明以高炉钢渣、粉煤灰及脱硫石膏等工业固废和水泥为主要原料，并配入少量的纸纤维和海泡石纤维，生产制作出无石棉耐水防火轻质板产品，满足国家标准的各项指标要求，产品具有高强度、高耐水、防火且无石棉等优点，可取代目前市场上使用的纸面石膏板和石棉纤维增强硅酸钙板作为室内装修材料，且更加耐用和环保，采用发明技术，不仅能减小工业固废排放对环境的污染，还能起到变废为宝的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明无石棉耐水防火轻质板的生产流程图；

图2（a）为铁试模具的俯视结构图；

图2（b）为铁试模具的侧视结构图。

具体实施方式

 实施例

高炉钢渣、粉煤灰及脱硫石膏取自包钢集团冶炼厂，其化学成分和物理性质如表1所示。

表1  三种固体废料的化学成分和物理性质  （%）

固体废料SiO₂Al₂O₃CaOFe₂O₃MgOSO₃TiO₂比重比表面积(m²/g)-75μm 含量高炉钢渣31.1410.7434.781.4510.363.611.782.910.7543.2粉煤灰50.2334.066.044.571.061.031.462.250.9568.7脱硫石膏5.631.1939.280.381.0546.750.062.112.4986.5

水泥为复合32.5级水泥。

无石棉耐水防火轻质板原料配比如表2所示。

表2  无石棉耐水防火轻质板原料配比表  （%）

原料高炉钢渣粉煤灰脱硫石膏32.5水泥纸纤维海泡石纤维比例4010202037

按表2中配比取总干重为800g的原料加入搅拌机中，加水将水灰比调至0.35，启动搅拌机，先以140转/分搅拌2分钟，停止搅拌20s，将壁上粘连原料挂入槽中，再以280转/分快速搅拌2min；将搅拌好的浆料用小铁铲铲入铁试模中，同时用捣棒将浆料充分捣实，浆料填装高度为11mm刻度线，填料完成后盖上模具盖；将装好的试模在液压压力机下以20Mpa的压力保持4分钟，成型后取出放置室温中预养护8小时；将完成预养护的胚体取出，放置入蒸氧釜中在压力1.05MPa、温度1700℃的条件下蒸压养护10小时；取出养护好的板在干燥箱中以60℃的温度干燥5小时，得到无石棉耐水防火轻质板产品。

无石棉耐水防火轻质板产品性能指标委托包头市产品质量计量检测所进行检测，检测结果如表3所示，产品所有指标都满足国家标准JC/T 564.2规定，并达到国家标准五级品抗折强度要求。

表3  无石棉耐水防火轻质板产品性能指标

项目名称检测方法国家标准JCT564.2-2008无石棉耐水防火轻质板产品尺寸（长×宽×高）  160 mm×160 mm×10mm形貌  外形完整，无掉角、掉边现象防火（不燃性）GB8624-1997GB8624-2006 A级不燃A级不燃防火极限（min）GB8624-1997 240容重（g/cm³）　GB/T7019-19971.2-1.41.12出厂含水率　GB/T7019-1997<10%4.36%导热系数（W/m·K）JC/T564<0.30.21抗冲击性JC/T564落球法实验冲击一次，板面无贯通裂纹符合抗折（Mpa）GB/T7019-1997五级品≥14MPa18.52MPa吸水率GB/T7019-1997≤20%15.23%抗冻　GB/T7019-199725次循环冻融不得出现分层等破坏符合不透水性　GB/T7019-199724h检验后允许板反面出现湿痕但不允许有水滴符合　湿涨率　GB/T7019-1997<0.25%　0.05%热收缩率　GB/T7019-1997<0.5%　0.18%