工業固體廢渣的有效處置、生態環境污染的源頭治理、新老建筑物的節能降耗、海綿城市建設中的排水蓄水、美好城市建設中的路面裝飾及傳統建材生產對土地資源的消耗等,是國民經濟和社會持續發展迫切需要解決的重大問題。本成果以尾礦(黑色金屬尾礦、有色金屬尾礦、稀貴金屬尾礦和非金屬尾礦)、燃料廢渣(粉煤灰、煤矸石、石油焦等)、冶煉廢渣(鋼鐵冶金渣和有色金屬冶金渣)、建筑垃圾、水處理污泥及工業粉塵等工業固體廢渣為主要原料,制備建筑物隔熱保溫隔聲用泡沫陶瓷、海綿城市建設用透水陶瓷、裸露路面及建筑物裝飾用陶瓷板等新型建筑材料制品,提供全固廢或以工業廢渣為主要組成的新型建筑材料的產業化技術與方案。
根據不同尾礦、燃料廢渣、冶煉廢渣、建筑垃圾、水處理污泥等工業固廢的化學組成與物相特點,利用各廢渣化學組成間的協同-互補-相克原理,通過組成的科學設計和工藝控制,實現工業廢渣的最佳組合、最大化利用和高附加值利用;通過化學鍵合和物理包埋技術,實現對廢渣中可能存在的重金屬離子的固溶與固封,使制品不產生二次污染。其中,泡沫陶瓷的固廢含量為100wt%,體積密度0.37-0.61g/cm3,氣孔率78.3-88.5%,抗壓強度2.9-8.1MPa,抗彎強度1.4-4.3MPa;透水陶瓷的固廢含量為100wt%,透水系數4.68×10-2cm/s,抗壓強度72.3MPa,抗彎強度13.3MPa;陶瓷板的固廢含量為100wt%,體積密度1.96~2.01g/cm3,最高抗壓強度346.5MPa。
優勢:(1)原材料優勢:以工業廢渣為原料,無需消耗化工原料及礦產與土地資源;(2)技術優勢:利用各廢渣化學組成間的協同-互補-相克效應及固溶-固封技術,既可實現廢渣的最佳組合、最大化利用,又可賦予制品優良的綜合性能,還可降低燒結溫度與時間,從而減少制備過程的能源消耗與排放。(3)其它優勢:與有機泡沫材料相比,無機泡沫材料耐高溫,無安全隱患;與免燒結泡沫水泥相比,燒結泡沫陶瓷的強度高,使用可靠性強。
本技術成果涉及固廢利用、環境保護、建筑節能、海綿城市建設、美好城市建設等多個重點領域。擬制備的泡沫陶瓷、透水陶瓷和陶瓷磚具有理化性能優良、成本低廉、廢渣利用率高、無需礦產資源及無二次污染等特點,市場容量大,應用前景廣闊,社會經濟效益顯著。
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