[发明专利]一种大掺量工业固废环境友好型空腔模盒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大掺量工业固废环境友好型空腔模盒及其制备方法，所述空腔模盒包括上模块和下模块，所述上模块和下模块能够对接构成内部具有空腔的盒体结构，所述上模块和下模块各自均呈矩形锥台型结构，且该对接端面的中部内凹形成有第一凹腔；上模块和下模块各自的矩形锥台型结构上交汇至一个顶点的三个棱边之间任意相邻的两个棱边之间的夹角角度一致，且所述顶点位于小面积端面上。且该空腔模盒包括以下重量百分含量的组分：磷石膏35~45%、粉煤灰6~10%、脱硫灰5~11%、生石灰7~10%、轻骨料2~4%、余量为水。得到的空腔模盒产品受力性能优良，且对外环境没有环境安全风险，是一种环境友好型新型石膏建材制品，也实现了大宗工业固废综合利用的规模化和产业化。

技术领域

本发明建筑建材技术领域，特别是涉及一种大掺量工业固废空腔模盒及其制备方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸而排放的工业副产物，目前，全球90％磷酸均是采用湿法生产，每生产1吨磷酸产生近5吨磷石膏。磷石膏的主要成分为二水硫酸钙(CaSO₄.2H₂O)，并含有少量磷矿、氟化物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等。全国磷石膏总堆存量已过亿吨，主要分布在云、贵、川、渝等地，但其真正资源化利用的量不足15％，剩下的均处于就地堆存状态，不仅占用大量土地，同时带来严重的安全和生态环境污染问题，已成为制约磷化工行业可持续发展的重要因素。国家明确提出要大力推动工业固体废弃物综合利用，提升磷石膏开发利用水平，到2020年，磷石膏综合利用量提高到50％。因此，磷石膏综合利用任务十分艰巨，加强关键共性技术研发，建成一批大规模、高附加值利用的产业化示范项目成为今后磷石膏综合利用的重点任务。

国内外磷石膏综合利用技术主要有：建材利用，如：建筑石膏粉、石膏砌块、水泥缓凝剂等；制化工原料，如制硫酸联产水泥；做土壤改良剂及用于矿坑充填及筑路等。目前磷石膏综合利用的技术虽然很多，但磷石膏的综合利用量仍然较低，主要是四个方面的原因：一是地域限制，磷石膏堆存地远离石膏消费市场，受运输半径、生产成本、市场容量等因素影响，综合利用水平低；二是磷石膏品质差异，不同区域的磷石膏含有不同成分的杂质与污染元素，磷石膏品质不均一；三是标准体系不完善，缺乏磷石膏相关标准和磷石膏处理处置及综合利用产品的相关标准；四是缺乏共性关键技术，现有的磷石膏处理处置及综合利用存在技术体系不完善，成本高，推广应用价值普遍较低，规模化生产消纳磷石膏的量有限，能耗高，存在二次污染，投资大等问题；更重要的是，在当前环保态势高压的前提下，磷石膏因其成分复杂，含有多种重金属与可溶性磷等特征污染物，故被环评定性为二类工业固废，按标准须进行固化填埋或者做好三防措施覆土覆绿及处理好渗滤。因此，对其进行资源化综合利用，不仅仅是产品质量性能达到相关建材标准，同时还要满足相关环保质量要求，从而使磷石膏大规模综合利用受到了限制。

循环流化床燃煤脱硫灰(简称脱硫灰)是指当煤在850～900℃的流化床锅炉内燃烧时，需用石灰等材料进行脱硫处理，即存在了脱硫后的固体灰渣。该灰成分极其复杂，大多以堆放和抛弃处理为主，对环境安全影响极大。所以，磷石膏、粉煤灰、脱硫灰等大宗工业固废综合利用产品的研发与应用有待向多途径、低成本、高附加值的方式转型升级和提质增效，应用于新型建材制品将是主要方向。

空腔模盒是一种新型、轻质、环保的无梁楼板空腹材料，将其置于现浇混凝土楼板内，使其成为空腹楼板，构造出高承载力、高性能的复合楼板，不仅大量节省钢筋混凝土材料，而且将石膏的优良特性保留于楼板。它的技术合理性、结构均匀性、材料节约性、安全环保性、节能降耗性都具有较强的优势，因而其在公共建筑商场、广场、车库、教室、多层厂房等大空间、大荷载、大跨度无梁楼板建筑体系中得到广泛应用。由于石膏模盒保持石膏的特性，具有保温、节能、隔音、防火、无毒、环保、轻质、高强、抗震和可再生利用等优势，是我国建筑节能和建筑技术创新重点推广的新型建筑材料。但现有空腔模盒产品大多是由高温煅烧改性后的半水磷石膏粉为原料制成的空腹楼板填充材料，利用半水硫酸钙的水硬胶凝特性所制，虽然技术可行，但是高温煅烧能耗高、成本高且抗压强度有限，限制了其大规模应用。

发明内容