本發(fā)明涉及一種建筑材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于建筑材料。

背景技術(shù)：

1、鉻鐵礦生產(chǎn)鉻鹽產(chǎn)品后，會(huì)產(chǎn)生大量鉻渣，每生產(chǎn)1.0t鉻鹽產(chǎn)品，約產(chǎn)生0.8t鉻渣。按照重量百分比計(jì)，鉻渣的主要組成為：20％～25％的al2o3、5％～10％的cao、2％～5％的sio2、30％～35％的fe2o3、30％～35％的cr2o3和5％～8％的mgo。鉻渣屬固體危廢，表現(xiàn)出極強(qiáng)的毒性和致癌性，如果鉻渣不經(jīng)過任何處理直接排放將會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，對(duì)人體健康造成極大威脅。目前，目前，鉻渣的處理分為濕法解毒和還原解毒。濕法解毒是將鉻渣進(jìn)行球磨，經(jīng)酸溶液浸泡，將cr6+轉(zhuǎn)移至溶液中，該方法還原cr6+不徹底，處理效果不穩(wěn)定。還原解毒法通過使用不同的還原劑可使cr6+還原成cr3+，有效降低了含cr體系的毒性。但在應(yīng)用過程中，為了達(dá)到良好的解毒效果，還原劑的使用量往往遠(yuǎn)超含cr體系中的cr含量，導(dǎo)致處理成本過高。

2、多晶硅廢渣是多晶硅切片生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物。按照重量百分比計(jì)，多晶硅廢渣主要組成為：65％～70％的sio2、8％～10％的al2o3、4％～6％的fe2o3、10％～15％的cao和1％～2％的mgo。目前大量的多晶硅廢渣得不到有效的利用，只是簡(jiǎn)單填埋或堆肥處理，不僅占用了大量土地，而且造成了嚴(yán)重的污染。目前多晶硅渣處理依靠水解技術(shù)，但該技術(shù)在具體應(yīng)用中存在著處理效率慢、資源回收不足等問題。

3、托貝莫來石是硅酸鈣水化產(chǎn)物的一種，具有容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫和強(qiáng)度大等特點(diǎn)，已廣泛用于冶金、建材、電力、化工等行業(yè)窯爐、設(shè)備及管道反應(yīng)工程中，是一種重要的無機(jī)非金屬材料。托貝莫來石對(duì)重金屬的穩(wěn)定具有重要作用，同時(shí)其優(yōu)良的離子交換性能可固化pb2+、cu2+、cr3+和ni2+等重金屬離子。由于托貝莫來石作為建筑材料使用時(shí)具有較大的需求量，并且建筑材料領(lǐng)域?qū)υ弦蟛桓?。因此，固化重金屬離子后的托貝莫來石依然可以作為建筑材料使用。目前，制備托貝莫來石時(shí)，通常以石英粉、硅藻土、沸石、膨潤土、鋯硅渣等作為硅質(zhì)原料，存在成本高的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種建筑材料的制備方法，可以解決目前制備托貝莫來石建筑材料時(shí)存在成本高的問題。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種建筑材料，可以解決目前托貝莫來石建筑材料存在制備成本高的問題。

3、本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種建筑材料在制備墻磚中的應(yīng)用，可以解決目前托貝莫來石建筑材料制備墻磚時(shí)存在成本高的問題。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的建筑材料的制備方法所采用的技術(shù)方案為：

5、一種建筑材料的制備方法，包括以下步驟：將由多晶硅廢渣粉、鉻渣粉和生石灰組成的混合料在水中進(jìn)行水熱反應(yīng)；混合料中，鈣元素和硅元素的摩爾比為(1.0～1.15):1。

6、本發(fā)明的建筑材料的制備方法，將多晶硅廢渣粉和鉻渣粉在水中與生石灰進(jìn)行水熱反應(yīng)，可以將多晶硅廢渣粉轉(zhuǎn)化成托貝莫來石，同時(shí)可以利用托貝莫來石固化鉻渣粉中的鉻離子，不僅降低了托貝莫來石建筑材料的制造成本，而且實(shí)現(xiàn)了多晶硅廢渣粉和鉻渣粉的綜合利用。

7、優(yōu)選地，多晶硅廢渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：65％～70％的sio2、8％～10％的al2o3、4％～6％的fe2o3、10％～15％的cao和1％～2％的mgo。

8、優(yōu)選地，鉻渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：20％～25％的al2o3、5％～10％的cao、2％～5％的sio2、30％～35％的fe2o3、30％～35％的cr2o3和5％～8％的mgo。

9、優(yōu)選地，混合料中，多晶硅廢渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～45％，鉻渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～35％，生石灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～25％。

10、優(yōu)選地，水熱反應(yīng)的溫度為200～230℃，時(shí)間為1～10h，壓力為0.7～1.0mpa；所述混合料和水的質(zhì)量比為1:(22～25)。

11、優(yōu)選地，水熱反應(yīng)的溫度為205～230℃，時(shí)間為1～10h，壓力為0.8～1.0mpa；所述混合料和水的質(zhì)量比為1:(24～25)。

12、優(yōu)選地，所述多晶硅廢渣粉的粒度大于200目；所述鉻渣粉的粒度大于200目。

13、優(yōu)選地，混合料中，鈣元素和硅元素的摩爾比為(1.02～1.14):1；混合料中，多晶硅廢渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～45％，鉻渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33～35％，生石灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21～25％；多晶硅廢渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：67％～70％的sio2、8％～10％的al2o3、5％～6％的fe2o3、15％的cao和2％的mgo；鉻渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：20％的al2o3、8％～10％的cao、2％～5％的sio2、30％～31％的fe2o3、30％～32％的cr2o3和5％～8％的mgo。

14、本發(fā)明的建筑材料所采用的技術(shù)方案為：

15、一種如上所述的建筑材料的制備方法制備的建筑材料。

16、本發(fā)明的建筑材料，由多晶硅廢渣粉和鉻渣粉在水中與生石灰進(jìn)行水熱反應(yīng)制得，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的建筑材料為固定有鉻離子的托貝莫來石，具有托貝莫來石的結(jié)構(gòu)和性能。

17、本發(fā)明的建筑材料在制備墻磚中的應(yīng)用所采用的技術(shù)方案為：

18、一種如上所述的建筑材料在制備墻磚中的應(yīng)用。

19、將本發(fā)明的建筑材料用于制備墻磚，可以降低原料成本，同時(shí)制備的墻磚的抗壓強(qiáng)度可達(dá)18mpa，吸水率低于10％，軟化系數(shù)可達(dá)1.0，達(dá)到了國標(biāo)jc/t422-2007中mu15級(jí)墻磚標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種建筑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將由多晶硅廢渣粉、鉻渣粉和生石灰組成的混合料在水中進(jìn)行水熱反應(yīng)；混合料中，鈣元素和硅元素的摩爾比為(1.0～1.15):1。

2.如權(quán)利要求1所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，多晶硅廢渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：65％～70％的sio2、8％～10％的al2o3、4％～6％的fe2o3、10％～15％的cao和1％～2％的mgo。

3.如權(quán)利要求1所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，鉻渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：20％～25％的al2o3、5％～10％的cao、2％～5％的sio2、30％～35％的fe2o3、30％～35％的cr2o3和5％～8％的mgo。

4.如權(quán)利要求1所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，混合料中，多晶硅廢渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～45％，鉻渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～35％，生石灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～25％。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，水熱反應(yīng)的溫度為200～230℃，時(shí)間為1～10h，壓力為0.7～1.0mpa；所述混合料和水的質(zhì)量比為1:(22～25)。

6.如權(quán)利要求5所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，水熱反應(yīng)的溫度為205～230℃，時(shí)間為1～10h，壓力為0.8～1.0mpa；所述混合料和水的質(zhì)量比為1:(24～25)。

7.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，所述多晶硅廢渣粉的粒度大于200目；所述鉻渣粉的粒度大于200目。

8.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的建筑材料的制備方法，其特征在于，混合料中，鈣元素和硅元素的摩爾比為(1.02～1.14):1；混合料中，多晶硅廢渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～45％，鉻渣粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33～35％，生石灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21～25％；多晶硅廢渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：67％～70％的sio2、8％～10％的al2o3、5％～6％的fe2o3、15％的cao和2％的mgo；鉻渣粉由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：20％的al2o3、8％～10％的cao、2％～5％的sio2、30％～31％的fe2o3、30％～32％的cr2o3和5％～8％的mgo。

9.一種如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的建筑材料的制備方法制備的建筑材料。

10.一種如權(quán)利要求9所述的建筑材料在制備墻磚中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種建筑材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的建筑材料的制備方法，包括以下步驟：將由多晶硅廢渣粉、鉻渣粉和生石灰組成的混合料在水中進(jìn)行水熱反應(yīng)；混合料中，鈣元素和硅元素的摩爾比為(1.0～1.15):1。本發(fā)明的建筑材料的制備方法，將多晶硅廢渣粉和鉻渣粉在水中與生石灰進(jìn)行水熱反應(yīng)，可以將多晶硅廢渣粉轉(zhuǎn)化成托貝莫來石，同時(shí)可以利用托貝莫來石固化鉻渣粉中的鉻離子，不僅降低了托貝莫來石建筑材料的制造成本，而且實(shí)現(xiàn)了多晶硅廢渣粉和鉻渣粉的綜合利用。

技術(shù)研發(fā)人員：王維,張凱新,李玉芝,劉海洋,朱新偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9