一种碳化抛光废石粉制备仿大理石板材及制备方法

周宗辉, 李刚林, 程新

2014年7月30日

2014年4月25日

2014年4月25日

济南大学

C04B32/00GK103951376SQ201410168554

石粉 碳化 抛光 制备 大理石

1.一种仿大理石板材及制备方法，其特征是，原料包括抛光废石粉、C02气体和水，C02用量为抛光废石粉重量的15%-60%，水为抛光废石粉的40%，其制备方法是碳化温度50C _65°C，碳化压力在0.05MPa-0.6MPa，碳化时间在5min_200min，成型压力为1-lOMPa，抛光后具有一定的镜面光泽度2.根据权利要求1所述的仿大理石板材，其特征在于所述固体颗粒抛光废石粉为主要原料3.根据权利要求1所述的仿大理石板材，其特征在于所用碳化气体为C02气体，其浓度 30%-99.9% ppmο4.根据权利要求1所述的仿大理石板材，其特征在于所述的抛光废石粉平均粒径为0.lmm-0.075mm,比表面积 623m2/Kg，SiO2 质量分数为 20%_45%，CaO 质量分数 10%_50%5.根据权利要求1所述的大理石板材，其制备特征在于碳化压力(C02分压)为0.05MPa-lMPa6.根据权利要求1所述的大理石板材，其制备特征在于模压成型和浇注成型7.根据权利要求1所述的大理石板材，其制备特征在于碳化温度为5-65°C8.根据权利要求1所述的大理石板材，其制备特征在于碳化环境的相对湿度为60%-95%9.根据权利要求1所述的仿大理石板材的制备方法，其特征在于采用如下步骤 1)将所需用量的抛光废石粉在温度600°C_950°C之间加热20min-90min，然后冷却备用， 2)将35-45%的水加入到步骤I)所得的粉料，开始搅拌，混合均匀，得混合料， 3)将步骤2)制备的混合料，让其水化2min-720min， 4)将步骤3)所得的混合料倒入90mmX40mmX 40mm钢模中，在振动台上振动50-70下后模压成型或浇注成型， 5)将步骤4)得到的石材放入容器，将容器抽至真空0.01MPa-0.03MPa，容器加热为5-65°C，相对湿度在60%-95%，碳化压力(C02分压)为0.05-lMPa的条件下进行碳化5_200mino

本发明涉及一种以抛光废粉为原料制备的仿大理石板材及制备方法，属于无机非金属材料和工业固体废弃物及工业C02废气回收利用的

目前抛光废石粉没有较好的利用方法，大多以堆积、填埋等方式处理抛光废石粉，因抛光废石粉颗粒较细，易扬沉，对环境和人类危害极大目前，关于碳化抛光废石粉制备仿大理石建材在国内外未见有详细的报道仿大理石建材的制备原理是利用钙基碳化反应生成以主要成分为方解石的大理石，抛光废石粉经一定温度煅烧后，废石粉分解成以氧化钙为主的石粉，煅烧产物与C02发生反应，产生凝胶类物质，将废粉颗粒胶凝在一起，制成一类性能优异的仿大理石材料因为仿大理石建材不仅为综合利用抛光废石粉开辟了新途径，而且对于利用工业尾气，减少工业尾气中C02的排放开辟了又一新途径随着工业的快速发展，C02温室气体的排放日趋增多，我国政府在2009年哥本哈根世界气候大会上承诺到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%利用废弃物捕集CO2,不仅可以固定CO2气体，而且同时可以利用CO2与废弃物组分的碳化反应制备相应的建筑材料，有较高的社会效益和经济效益【发明内容】本发明的目的是为了解决抛光废石粉堆存过多、难利用以及C02工业尾气减排等问题将抛光废石粉变废为宝，制备出成本低，绿色无污染的天然大理石建材制品 本发明公开了一种碳化抛光废石粉制备的仿大理石建材及制备方法，该方法利用抛光废石粉碳化制备仿大理石建材，工艺简单，易于实施，且绿色污染本发明仿大理石建材以抛光废石粉为主要原料，利用碳化胶凝原理，采用模压成型的方法制备仿大理石建材，有效的处理了抛光废石粉，减轻了环境污染，为废弃物的综合利用和C02减排开辟了一条有效的途径，具有很好的经济和社会效益本发明制备方法仿大理石建材，工艺简单、易于操作，不需要消耗大量的土地，保护和节约了土地，降低了能耗，节约了能源，减少了 CO2的排放，所得建材性能优越、无污染、抛光废石粉利用率高本发明对节约能源、废物利用、保护资源意义重大，符合我国的可持续发展原则本发明的目的是为了解决抛光废石粉堆存过多、难利用以及C02工业尾气减排等问题将抛光废石粉变废为宝，制备出成本低，绿色无污染的天然大理石建材制品本发明公开了一种碳化抛光废石粉制备的仿大理石建材及制备方法，该方法利用抛光废石粉碳化制备仿大理石建材，工艺简单，易于实施，且绿色污染本发明是通过以下技术方案来实现的一种仿大理石建材及制备方法原料包括抛光废石粉、C02气体和水，C02气体为抛光废石粉重量的45%-60%，水为抛光废石粉的40%，其制备方法是碳化温度25°C -45°C，碳化压力在0.05MPa_lMPa，碳化时间在5min-200min，成型压力为2_10MPa，抛光后具有一定的镜面光泽度根据上述的仿大理石建材的制备方法，其特征在于采用如下步骤1)将所需用量的抛光废石粉在温度600°C _950°C之间加热20min-90min，然后冷却备用，2)将35-45%的水加入到步骤I)所得的粉料，开始搅拌，混合均匀，得混合料，3)将步骤2)制备的混合料，让其水化2min-90min,4)将步骤3)所得的混合料倒入90mmX40mmX40mm钢模中，在振动台上振动50-70下后模压成型，然后拆模，得到板材，5)将步骤4)得到的试块放入容器，将容器抽至真空0.01MPa-0.03MPa,容器加热为25-45°C，相对湿度在60%_95%，碳化压力(C02分压)为0.15-0.25MPa的条件下进行碳化5_200min本发明仿大理石建材以抛光废石粉为主要原料，利用碳化胶凝原理，采用模压成型的方法制备仿大理石建材，有效的处理了抛光废石粉，减轻了环境污染，为废弃物的综合利用和C02减排开辟了一条有效的途径，具有很好的经济和社会效益本发明制备方法仿大理石建材，工艺简单、易于操作，与传统的粘土砖相比，不需要消耗大量的土地，保护和节约了土地，降低了能耗，节约了能源，减少了CO2的排放，所得建材性能优越、无污染、抛光废石粉利用率高本发明对节约能源、废物利用、保护资源意义重大，符合我国的可持续发展原则【专利附图】

碳化实施例1将抛光废石粉在950°C煅烧lh，然后在自然冷却，备用2、按照配比准确称量煅烧后备用的抛光废石粉和水，置于搅拌机中搅拌使它们混合均匀称量50g搅拌均匀的物料置于90mmX 40mmX 40mm的自制模具里，在振动台上振动60下左右，并在6MPa的压力下进行成型，压制时间不小于45秒,一般为60s所得建材为实心板砖，脱模后的板砖放到碳化爸中碳化碳化时间60min，釜中碳化温度25 V，碳化压力(C02分压)0.2MPa，碳化湿度70%碳化后对所得仿大理石建材的性能进行测试，试验结果见表3图2仿大理石建材的性能测试结果

本发明公开了利用抛光废石粉碳化制备仿大理石建材，其原料主要是抛光废石粉，原料成分主要包括CaCO3、SiO2、Ca(OH)2，水为固体颗粒物质量的3%～7%。本发明还公开了其制备方法，本发明以石粉厂抛光废石粉、CO2废气为主要原料，绿色无污染，制备方法简单，也不需要消耗大量的土地，保护和节约了土地，降低了能耗，节约了能源，减少了CO2的排放，减轻了环境污染，为抛光废石粉的综合利用开辟了一条有效的途径，具有很好的经济和社会效益。

一种碳化抛光废石粉制备仿大理石板材及制备方法

图1为抛光废石粉XRD图谱图2为抛光废石粉煅烧后XRD图谱图3为废粉制备的仿大理石XRD图谱图4和图5为例2中碳化压力对仿大理石试体的抗压强度和碳化程度的影响图6为例3中碳化温度对仿大理石试体的抗压强度的影响