本发明涉及一种发泡保温材料的生产方法，具体涉及一种基于混合基脱硫剂形成的烟气脱硫副产物(亦称作脱硫浆液)及其他废物等来生产发泡保温材料的方法。
背景技术：
：研究高强度、低成本和高防火性、低密度的泡沫材料是节能型建筑材料今后的发展方向。发泡保温材料是通过发泡剂与水按比例混合并高速搅拌制出泡沫，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。发泡保温材料属于气泡状绝热材料，在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。市场上的发泡保温板通常采用一级粉煤灰与水泥等为原料制备而成。cn102964097a公开了一种发泡水泥保温板的制备方法，利用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、膨润土、憎水剂、早强剂、聚丙烯纤维和水为初始原料，通过自然养护28～60天得到成品。cn102815960a公开了一种发泡水泥保温板的生产方法，利用粉煤灰、水泥、激发剂、减水剂、憎水剂等为原料，通过养护28天得到成品。cn102633520a公开了一种发泡水泥保温板，以粉煤灰、胶凝材料、速凝剂、早强剂等为原料，并采用20℃温水养护7天即得成品。这些发泡保温板均采用水泥作为基础材料，因而成本较高。另外，水泥的生产会产生大量污染物，不符合环保理念。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种发泡保温材料的生产方法，其将烟气脱硫与废水、固废处理相结合，从而获得成本低廉的发泡保温材料。本发明进一步的目的在于提供一种发泡保温材料的生产方法，其不仅可以解决二氧化硫带来的大气污染问题，同时可以解决工业废水处理问题以及工业固体废物的利用问题。具体地，本发明包括以下内容。本发明的发泡保温材料的生产方法包括以下步骤：脱硫步骤：采用混合基脱硫剂湿法处理烟气得到脱硫浆液；混合步骤：将所得脱硫浆液与包含工业固体废物、发泡剂和氧化镁的原料混合形成混合浆料；和发泡养护步骤：将所述混合浆料发泡，然后在温度为20～60℃、且湿度为50～100％的条件下养护3～8小时；其中，所述混合基脱硫剂包含35～55重量份氧化镁、25～55重量份赤泥和20～50重量份电石渣，所述氧化镁选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉和分析纯氧化镁中的至少一种。根据本发明的方法，优选地，在湿法处理之前，所述烟气中的二氧化硫含量在1000～2500mg/nm3之间，氧气含量在8vol％～20vol％之间。根据本发明的方法，优选地，所述菱镁矿轻烧粉和所述白云石轻烧粉中氧化镁的含量分别为65wt％～85wt％。根据本发明的方法，优选地，所述脱硫步骤包括将所述混合基脱硫剂与工业废水接触形成脱硫剂浆料的过程。根据本发明的方法，优选地，所述工业废水为酸性废水或碱性废水。根据本发明的方法，优选地，所述烟气来自烧结机、球团和窑炉中的一种或多种。根据本发明的方法，优选地，所述工业固体废物选自水渣、钢渣、粉煤灰和建筑垃圾粉中的一种或多种。根据本发明的方法，优选地，所述工业固体废物为重量比为1:1～2.5的钢渣和粉煤灰。根据本发明的方法，优选地，所述发泡剂选自过氧化氢、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种。根据本发明的方法，优选地，脱硫浆液为60～85重量份，工业固体废物为70～100重量份，发泡剂为1～10重量份和氧化镁为25～50重量份。本发明采用赤泥和电石渣等作为脱硫剂进行烟气脱硫，发现其获得的脱硫浆液非常适合用于发泡保温材料。本发明直接将脱硫浆液与工业固体废物混合，并通过发泡法制备发泡保温材料。因此，本发明可以杜绝脱硫副产物的二次污染问题，并且所得产品成本较低，适合于大规模推广使用。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。本发明中，除非另有说明，否则“份”是指基于重量的份数，“％”是指基于重量的百分数。如本发明所述，“发泡保温材料”是指在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化的材料。本发明的发泡保温材料的导热系数通常为0.06～0.28w/(m·k)，优选0.08～0.20w/(m·k)，热阻约为普通混凝土的10～20倍。本发明的发泡保温材料的干体积密度通常为300～1600kg/m3，优选500～1000kg/m3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可减轻建筑物整体荷载。本发明的发泡保温材料的抗压强度通常为0.6～25.0mpa，优选4～10mpa。本发明的发泡保温材料的吸水性较小，通常为10％以下，优选9％以下，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。本发明的发泡保温材料的生产方法包括脱硫步骤、混合步骤和发泡养护步骤。下面进行详细介绍。<脱硫步骤>本发明的脱硫步骤包括采用混合基脱硫剂湿法处理烟气得到脱硫浆液。在本发明中，“脱硫”并不严格限定于仅除去烟气中的二氧化硫，还包括除去一些其他的常见酸性氧化物以及常见烟气中含有其他能够被氧化或吸收的物质，如汞、粉尘等。在本发明中，混合基脱硫剂包含氧化镁、赤泥和电石渣三者；优选地，脱硫剂仅由氧化镁、赤泥和电石渣组成。本发明的脱硫剂可以采用常规的方法制备。例如将氧化镁、赤泥和电石渣混合均匀得到产品。在本发明中，氧化镁可以选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一种。优选地，菱镁矿轻烧粉和所述白云石轻烧粉中氧化镁的含量为65wt％～85wt％，更优选70wt％～80wt％。赤泥是指制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，其具有强碱性，且含有大量的铁氧化物、氧化钙、氧化铝、氧化硅等组分。电石渣为干法乙炔工艺产生的电石渣产物。可以将电石渣产物经研磨后得到的粒度小于200目的成品。根据本发明的一个实施方式，脱硫剂包含35～55重量份氧化镁、25～55重量份赤泥和20～50重量份电石渣；例如，脱硫剂包含38～50重量份氧化镁、30～35重量份赤泥和30～35重量份电石渣。根据本发明的另一个实施方式，脱硫剂由35～55重量份氧化镁、25～55重量份赤泥和20～50重量份电石渣组成；例如，脱硫剂由38～50重量份氧化镁、30～35重量份赤泥和30～35重量份电石渣组成。本发明的“脱硫浆液”有时亦称作“脱硫副产物”，包含一定的水分。优选地，水的含量为10～90wt％，优选20～80wt％，更优选30～75wt％。例如，40wt％、50wt％、60wt％和70wt％等。本发明的脱硫步骤可以包括制浆步骤、烟气吸收步骤、排浆步骤等。本发明的制浆步骤包括在进行脱硫处理之前将所述混合基脱硫剂与工业废水接触形成脱硫剂浆料的过程。脱硫剂与工业废水的用量并不特别限定，通常情况下，脱硫剂与工业废水的重量比为1:(8～10)，例如1:9。本发明的烟气吸收步骤包括使进入脱硫塔的烟气与吸收喷淋层喷出的脱硫剂浆料接触，以吸收烟气中的二氧化硫，并形成对应的吸收产物。湿法处理之前，烟气中二氧化硫含量可以在300～20000mg/nm3之间，优选为100～2500mg/nm3之间。烟气中可包含一定量的氧气，氧气的含量通常在8vol％～20vol％之间，优选为9～18vol％，更优选为12～18vol％。将烟气控制在上述范围，可以改善脱硫效果，并获得质量稳定的脱硫浆液。根据本发明的一个实施方案，所述烟气来自烧结机、球团和窑炉中的一种或多种；优选为烧结机的烟气。本发明的排浆步骤包括当脱硫浆液的ph值为6.5～7.5、优选为7.0时，将其排出。脱硫浆液的排出可使用本领域内通常使用的设备(例如排出泵)来进行。<混合步骤>本发明的混合步骤包括将所得脱硫浆液与包含工业固体废物、发泡剂、氧化镁和任选的添加剂等原料混合以形成混合浆料。混合步骤可采用本领域内已知的任何混合手段或方式，只要能够将两者混合均匀或达到作为发泡保温材料所需的混合程度即可。在某些实施方案中，所述混合包括首先将脱硫浆液放入混合容器内，然后按所需的比例放入工业固体废物、氧化镁和任选的添加剂，再加入发泡剂的过程。在某些实施方案中，所述混合包括首先将工业固体废物放入混合容器内，然后按所需的比例放入脱硫浆液、氧化镁和任选的添加剂，再加入发泡剂的过程。在其他实施方案中，所述混合包括将所需量的脱硫浆液、工业固体废物、氧化镁、任选的添加剂同时放入混合容器混合均匀，再加入发泡剂的过程。所述混合容器的实例包括但不限于搅拌器、均质器、混合机等。在某些实施方案中，混合步骤包括将脱硫浆液、氧化镁、工业固体废物和添加剂混合搅拌均匀，这一过程一般持续3min左右，之后在上述浆料高速搅拌的情况下加入发泡剂，持续搅拌约4～10s。在本发明中，混合步骤的各个组分的配方如下：60～85重量份脱硫浆液，70～100重量份工业固体废物，1～10重量份发泡剂和25～50重量份氧化镁；优选地，65～85重量份脱硫浆液，80～95重量份工业固体废物，2～5重量份发泡剂和30～45重量份氧化镁。如本发明所述，工业固体废物可以为选自水渣、钢渣、粉煤灰、建筑垃圾粉中的一种或多种；优选为水渣和粉煤灰的组合、水渣和钢渣的组合、或者钢渣和建筑垃圾粉的组合。根据本发明的一个实施方案，所述工业固体废物选自重量比为1:1～2.5的钢渣和粉煤灰。在某些实施方案中，粉煤灰为选自从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要工业固体废物。钢渣为炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。水渣为把熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却而形成的，因而不同于钢渣。建筑垃圾粉为以建筑垃圾为原料粉碎而成的固废。如本发明所述，“发泡剂”是使对象物质成孔的物质。其实例包括化学发泡剂和物理发泡剂等。化学发泡剂包括经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体的化学物质。物理发泡剂包括泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的物质。本发明优选化学发泡剂，其实例包括但不限于过氧化氢(双氧水)、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈。本发明可使用上述物质中的一种，也可使用上述物质中的两种以上的组合。作为优选，本发明的发泡剂为双氧水。在某些实施方案中，氧化镁可以选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一种。优选地，菱镁矿轻烧粉和所述白云石轻烧粉中氧化镁的含量为65wt％～85wt％，更优选70wt％～80wt％。在本发明中，所述原料还可包括添加剂，其用量可以为0.3～10重量份，优选为0.5～10重量份。该添加剂可以选自硅橡胶、聚酯纤维、玻璃纤维、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、酒石酸、酒石酸盐或氨基三亚甲基膦酸中的一种或多种；优选为磷酸二氢盐或磷酸一氢盐。<发泡养护步骤>本发明的发泡养护步骤包括将所述混合浆料发泡，然后在温度为20～60℃、优选为30～50℃，且湿度为50～100％、优选为60～80％的条件下养护3～8小时、优选为6～8小时。在某些实施方案中，本发明的发泡养护步骤包括将得到的混合浆料注入模具中发泡，达到一定强度后拆模。然后将拆模后的发泡保温材料放置到养护区进行初期养护3～8小时，养护温度为20～60℃，湿度为50～100％，然后进行自然养护10～20天即可。养护设备为本领域内通常使用的那些。本发明的方法还可以包括切割与包装步骤，其包括将养护好的发泡保温材料按照需要的大小进行切割，之后通过包装机进行包装的过程。以下实施例中的“份”表示重量份，除非特别声明。以下实施例中所使用的原料、工艺条件说明如下：混合基脱硫剂的组成与配比如下：氧化镁、赤泥与电石渣的重量比为4:3:3。混合基脱硫剂与碱性废水的配比如下：脱硫剂与水的重量比为1:9。-碱性废水：ph为10左右。-粉煤灰：酸性粉煤灰(afa)，主要成分：50wt％sio2，25wt％al2o3，9wt％cao。-渣料：钢渣，主要成分：50wt％sio2，12wt％a12o3，9wt％fe2o3，16wt％cao。-发泡剂：双氧水，工业级，浓度27.5％。-添加剂：磷酸二氢钠。将发泡保温材料在100×100×100mm的模板中进行浇注，对该样品进行干燥/冷冻，并按照jg/t266-2001进行测试。实施例1将混合基脱硫剂加入碱性废水从而形成脱硫剂浆料，并送至脱硫塔。烟气(氧气含量为18vt％)从脱硫塔的下部进入脱硫塔的内部。烟气在上升过程中经过二氧化硫吸收喷淋区，该区的吸收喷淋层喷淋脱硫剂浆料，对烟气中的二氧化硫进行吸收。脱硫剂浆料在吸收二氧化硫后形成吸收产物，通过重力作用被引入脱硫塔内位于下部的塔内浆液循环槽中。当塔内浆液循环槽下部的浆液的ph达到7.0时，经排出泵排出，然后送入塔外浆液储存器中；塔内浆液循环槽上部的浆液通过浆液循环泵分别送至吸收喷淋层，循环量占输出总量的50vt％。烟气脱硫工况如下表1和表2所示。表1、脱硫工况参数序号项目数量单位1入口烟气量(工况)966854m3/h2入口标态烟气量642217m3/h3入口温度138℃4二氧化硫入口浓度1960mg/nm35入口烟尘浓度114mg/nm36镁硫比1.057烟气含湿量9.3wt％表2、脱硫排放情况序号项目数量单位1出口烟气量(工况)693852m3/h2出口标态烟气量597544m3/h3排烟温度44℃4二氧化硫排放浓度41mg/nm35脱硫效率98.05％6出口烟尘浓度6.9mg/nm3将渣料(比表面积约为500m2/kg)、粉煤灰、氧化镁和添加剂送入搅拌机中，然后与脱硫浆液搅拌均匀，搅拌时间为30分钟。然后加入发泡剂双氧水，持续搅拌5秒。然后将所得产物注入模具内发泡，注模完成后，在30℃的温度以及60％的湿度条件下进行初期养护8h，之后脱模，脱模后切割成所需规格，然后自然养护15天，即得到发泡保温材料成品，并送至包装机进行包装。发泡保温材料的配方如表3所示。测试结果如表4所示。表3、发泡保温材料的配方物料名称脱硫浆液渣料粉煤灰氧化镁双氧水添加剂规格(kg)8045553951表4、发泡保温材料的性能吸水率/％干密度/(kg/m3)强度/mpa导热系数/(w/(m·k))7.28609.30.15实施例2除了采用表5的配方，其余条件与实施例1相同。性能测试结果参见表6。表5、发泡保温材料的配方物料名称脱硫浆液渣料粉煤灰氧化镁双氧水添加剂规格(kg)8540554451表6、发泡保温材料的性能吸水率/％干密度/(kg/m3)强度/mpa导热系数/(w/(m·k))8.57806.50.13实施例3除了采用表7的配方，其余条件与实施例1相同。性能测试结果参见表8。表7、发泡保温材料的配方物料名称脱硫浆液渣料粉煤灰氧化镁双氧水添加剂规格(kg)70355034.550.5表8、发泡保温材料的性能吸水率/％干密度/(kg/m3)强度/mpa导热系数/(w/(m·k))7.86704.60.096本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。当前第1页12