[发明专利]一种基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法和用途。本发明的基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法，包括如下步骤：1)拌合物的制备：以电厂固废为主要原料搅拌成拌合物；2)即刻脱模制品的制备：将步骤1)得到的拌合物压制成型得到即刻脱模制品；3)即刻脱模制品的胶凝和硬化：将步骤2)得到的即刻脱模制品经初始水化和快速碳化而胶凝硬化，得到所述建筑制品。本发明通过融合电厂固废转化和二氧化碳利用为一体的方式解决固废和碳排放的问题，并在不产生二次固废的情况下将以粉煤灰为主的电厂固废完全转化为新型清洁建材制品，以降低固废和碳排放的环境影响并同时减少传统水泥基材料的消耗。

技术领域

本发明涉及建材制品技术领域，尤其涉及一种基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法和用途。

背景技术

随着我国工业和城市化水平的不断提升，可持续发展已成为当前工业发展和城市化进程所面临的一大挑战。各工业和城市领域在消耗大量能源和自然资源的同时，也排放出数量可观的固废和二氧化碳。因此，清洁有效地处理再利用固废和二氧化碳，对实现工业和城市可持续发展至关重要。

其中一个重要途径是将固废通过有效处理并连同二氧化碳一起转化为新型建材产品。目前，水泥基材料是全球范围内的首要建筑材料，其全球年消耗量在300亿吨左右，绝大部分来自我国。由于巨大的使用量，水泥基材料的环境影响显著，目前，水泥产业的碳排放约占全球人类活动排放总量的8％。因此，建材行业十分注重开发绿色建材以降低资源消耗和环境成本。一些工业固废被用作常规混合材或掺合料生产绿色水泥基材料，如粉煤灰、矿粉、和硅灰等。但这些固废的利用率较低，如仅用于替代10-20％的水泥，难以实现大体积使用，因此不能有效解决工业领域的固废处理问题。若以固废为主，如含有超过80-90％的占比，开发新型建材制品，则有望提供新的固废解决方案。

目前，粉煤灰作为主要电厂固废连同二氧化碳一起成为电厂亟待解决的排放和处理问题。鉴于我国当前主要以煤为主的能源构成，煤电产业需长期运营，因此固废和二氧化碳排放问题会逐渐加剧。据不完全统计，粉煤灰的全球年排放量约为5亿吨，而其利用率不到50％，大量粉煤灰就地倾倒或填埋带来诸多环境问题，也不利于煤电产业的持续发展。目前，粉煤灰在建材领域的应用主要为水泥混合材、碱激发材料、和砖石制品等。从固废转化的角度，粉煤灰用作混合材这一方案是以粉煤灰为辅，因而难以大量处理粉煤灰。碱激发材料也长期面临一些材料本身和工程应用层面的问题，也难以作为转化大宗粉煤灰的有效选项。最后，粉煤灰砖石制品通常需要特定的养护条件如高温或微波养护来获取强度，能耗和成本较高。

除此之外，作为一种碱性固废，粉煤灰与二氧化碳具有不同程度的化学反应性。有研究考察了利用碱性固废如粉煤灰吸收二氧化碳的可行性，也有研究利用二氧化碳激发或养护含有碱性固废的胶凝材料体系。其反应机理基于固废本身或其水化产物的可碳化特性，经过转化而生成典型的碳酸盐类矿物如方解石。但已有的技术在固废处理层面依然存在缺陷，一是关于二次固废的产生，例如碱性固废在用作固碳材料之后转化为碳酸化固废，需要处理；其次是粗放型的碳化养护应用，例如，现有技术未涉及开发碳化产物的胶凝机制并加以利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法和用途，本发明将电厂固废转化和二氧化碳利用联合起来从而综合解决固废和碳排放问题，在不产生二次固废的情况下将电厂固废完全转化为新型建材制品，并通过碳化利用电厂排放的二氧化碳在制品内部生成新型碳酸盐胶凝物质从而免于使用水泥。

本发明的目的之一在于提供一种基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于电厂固废和二氧化碳的建筑制品的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)拌合物的制备：以电厂固废为主要原料搅拌制成拌合物；

2)即刻脱模制品的制备：将步骤1)得到的拌合物压制成型得到即刻脱模制品；