本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別是涉及一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國對太陽能的研制取得很大的發(fā)展，也促使了作為太陽能的主要原料的單晶硅和多晶硅產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。晶硅必須經(jīng)過切片工藝才能應(yīng)用于光伏行業(yè)，需要大量使用多晶硅切削液，晶硅切削液在切割機內(nèi)重復(fù)使用幾次以后會逐漸失效。目前國內(nèi)外采用的多晶硅液主要是水性切削液，其主要成分為包括聚乙二醇（peg）和碳化硅（sc）。光伏行業(yè)的迅速發(fā)展造成大量廢切削液的產(chǎn)生，每臺晶硅切割機產(chǎn)生的切割廢漿料高達上百噸/年，給企業(yè)和環(huán)境帶來了巨大壓力，也造成了資源的極大浪費。
晶硅切廢砂漿是一種黑色稠狀、粘度極大的固液混合物，成分見表1，其cod值遠遠超過廢水排放標準。目前廢液處理回收辦法主要集中于分離提純回收peg、碳化硅和硅粉（cn101327622a、cn102173419a等）、利用晶硅切割廢砂漿制備拋光液（cn102492366b）、用硅切割廢砂漿制備碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅（cn103553647b）等。這些方法的共同問題在于：回收產(chǎn)品純度低、工藝復(fù)雜、投資巨大、生產(chǎn)成本高昂、利用酸、堿、蒸餾等的生產(chǎn)方式會產(chǎn)生嚴重的二次污染。隨著環(huán)保政策不斷收緊和管理力度的加大，這些廢砂漿回收利用的企業(yè)四面楚歌、舉步維艱，目前回用率僅達60%左右。因此國內(nèi)企業(yè)的硅片切割廢砂漿大量堆放或填埋，硅粉的氧化放熱導致peg的大量揮發(fā)或自燃，產(chǎn)生巨大的環(huán)境壓力，已成為光伏行業(yè)健康發(fā)展的攔路虎。
燒結(jié)磚/砌塊的生產(chǎn)和使用在我國已有3000多年的歷史，因其價格低廉、取材方便、原料適應(yīng)性強、力學性能優(yōu)越、生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)計和施工技術(shù)成熟。跟其他墻材相比，燒結(jié)磚/砌塊具備無與倫比的耐久性；與此同時，燒結(jié)磚/砌塊所承載的“秦磚漢瓦”的文化內(nèi)涵和獨特裝飾效果的藝術(shù)性是其他墻體材料無法替代的。在今后很長一段時間，燒結(jié)墻材依然是主要的墻體材料之一。
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和新型墻體材料改革的推進，中國的燒結(jié)磚/砌塊行業(yè)一方面遇到禁止使用粘土和禁止實心磚的雙重限制；另一方面，由于其在燒結(jié)過程中可將各種重金屬離子固定在燒結(jié)產(chǎn)物的晶格中形成固溶體，大幅度降低污染物的釋放速度，是一種安全的韓重金屬廢棄物資源化利用渠道；同時，燒結(jié)墻材可利用各種低品位燃料熱值，由于其焙燒溫度高達850～1200℃，可有效抑制二噁英、苯并芘等污染物的生成，在可燃廢物利用方面具有其他工業(yè)難以企及的優(yōu)勢。近年來，隨著煤渣、建筑渣土、污泥、淤泥、頁巖、煤矸石等固體廢棄物在燒結(jié)磚/砌塊行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)的不斷進步，應(yīng)用范圍、固廢消耗量逐年擴大。復(fù)合我國綠色發(fā)展的方向，屬于國家鼓勵發(fā)展的項目。利用各種固體廢棄物制備的燒結(jié)磚/砌塊和具有多功能的燒結(jié)磚/砌塊越來越廣泛的應(yīng)用在我國廣大城鄉(xiāng)，如燒結(jié)多孔磚/砌塊、空心磚/砌塊、自保溫磚/砌塊/墻板正成在為極具潛力的建筑材料，可大大提高房屋的保溫隔熱性能，降低工匠的施工負荷，并可提高施工速度。
目前利用晶硅切割廢砂漿用于制備燒結(jié)磚、砌塊、陶瓷制品的的技術(shù)方案尚無報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品，充分發(fā)揮了peg在坯料中的粘結(jié)力、增塑作用以及改善坯料的干燥敏感型，為利用建筑渣土、建筑垃圾、煤渣、頁巖等瘠性廢棄物原料提供了一條廉價的解決方案。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，包括以下步驟：
（1）將工程渣土、礦山渣土、頁巖、煤矸石、煤渣、建筑垃圾、木屑和晶硅切割廢砂漿原料按照重量配比稱量，經(jīng)破碎機破碎，將所有原料攪拌混合均勻得到混合料，使混合料含水量控制在13~15wt%；
（2）混合料通過堆料機送入均化庫進行陳化，陳化3~7天，陳化后的坯料的塑性指數(shù)7~15，干燥收縮率2~8%，干燥敏感系數(shù)≤1.7；
（3）陳化后的坯料經(jīng)取料機送入擠出機成型機，控制擠出機壓力為5~7mpa；
（4）成型好的坯體推入烘干窯里進行干燥，干燥溫度設(shè)置為起始溫度設(shè)為室溫，5~7h升至105℃，在105℃下干燥6~8h，使坯體水分降到3%以下；
（5）烘干后的坯體放入隧道窯內(nèi)進行焙燒，焙燒溫度設(shè)置為起始溫度環(huán)境溫度，2~4h升至800~1000℃，在溫度為800~1000℃焙燒2~10h，再保溫0.5~2h，然后進入冷卻帶，待爐內(nèi)溫度冷卻至120℃以下，再自然冷卻得到燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，其原料的各組分的重量配比為：工程渣土30~50%、礦山渣土0~40%、頁巖5~20%、煤矸石0~20%、煤渣0~15%、建筑垃圾0~30%、木屑0~5%和晶硅切割廢砂漿8~20%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，其原料的各組分的重量配比為：工程渣土30%、礦山渣土25%、頁巖20%、煤矸石13%和晶硅切割廢砂漿12%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，其原料的各組分的重量配比為：工程渣土35%、礦山渣土27%、頁巖10%、煤矸石10%、煤渣10%和晶硅切割廢砂漿8%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，其原料的各組分的重量配比為：工程渣土30%、礦山渣土20%、頁巖10%、煤矸石20%、木屑3%和晶硅切割廢砂漿17%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，其原料的各組分的重量配比為：工程渣土40%、建筑垃圾30%、頁巖5%、煤渣15%和晶硅切割廢砂漿10%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，其原料的各組分的重量配比為：工程渣土50%、礦山渣土10%、頁巖8%、煤矸石6%、煤渣5%、建筑垃圾10%、木屑2%和晶硅切割廢砂漿9%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（2）中陳化后的坯料的塑性指數(shù)9~12，干燥收縮率4~6%，干燥敏感系數(shù)≤1.3。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（1）中采用的破碎機為多級對輥破碎機。
本發(fā)明把晶硅切割廢砂漿作為燒結(jié)磚、砌塊、陶瓷制品的原材料，可為這些燒結(jié)制品提供的必需硅質(zhì)原料；由于切割廢砂漿中的sic和si粉末粒徑主要集中于4~12μm，因其巨大的比表面積，一方面蘊含著巨大的化學活性，可明顯提高燒結(jié)速度、降低燒結(jié)溫度；另一方面，這些細小的顆粒可顯著改善燒結(jié)制品坯料的顆粒級配，降低了成型難度、減少了干燥開裂、還可以提高制品的密實度，從而大大提高了成品的合格率、力學性能和耐久性；于此同時廢砂漿中的peg具有優(yōu)良的水溶性、粘結(jié)性、潤滑性和熱穩(wěn)定性，可大幅度的提高坯料的可塑性、便于制品的成型，還能明顯改善磚坯抗裂性；在焙燒階段，peg燃燒放熱可為燒結(jié)提供熱量，降低產(chǎn)品熱耗；同時peg的燃燒放出的氣體在燒結(jié)制品內(nèi)造孔，可降低制品容重，提高保溫隔熱性能；而經(jīng)過燒結(jié)后，廢砂漿中的重金屬等污染物固結(jié)于晶格之中，從而實現(xiàn)了晶硅切割廢砂漿便捷、廉價、無污染、無三廢排放的資源化利用。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品，充分發(fā)揮了peg在坯料中的粘結(jié)力、增塑作用以及改善坯料的干燥敏感型，為利用建筑渣土、建筑垃圾、煤渣、頁巖等瘠性廢棄物原料提供了一條廉價的解決方案；
（2）本發(fā)明充分利用peg燃燒時放出的熱量，降低了燒結(jié)墻材的能耗，與此同時，850℃以上的煅燒溫度有效的抑制了二噁英、苯并芘等污染物的產(chǎn)生；
（3）本發(fā)明可充分利用晶硅切割廢砂漿中peg燃燒時產(chǎn)生的煙氣，可在燒結(jié)墻體材料中造孔，既降低了燒結(jié)墻材的容重，同時提高了產(chǎn)品的保溫隔熱性能；
（4）本發(fā)明晶硅切割廢砂中的高細度、高活性的sic和si粉末，因其巨大的比表面積，一方面蘊含著巨大的化學活性，可明顯提高燒結(jié)速度、降低燒結(jié)溫度；另一方面，這些細小的顆?？娠@著改善燒結(jié)制品坯料的顆粒級配，降低了成型難度、減少了干燥開裂、還可以提高制品的密實度，從而大大提高了成品的合格率、力學性能和耐久性；
（5）本發(fā)明將晶硅切割廢砂、各種污泥中的重金屬通過燒結(jié)反應(yīng)的固化在燒結(jié)磚/砌塊中，實現(xiàn)多種廢棄物的無害化利用；
（6）本發(fā)明實現(xiàn)了晶硅切割廢砂漿便捷、廉價、安全、無二次污染、無新增三廢排放的資源化利用，大幅度降低光伏企業(yè)廢渣處理費用，減輕環(huán)境壓力，保護生態(tài)環(huán)境。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，包括以下步驟：
（1）原料的重量配比為：工程渣土30%、礦山渣土25%、頁巖20%、煤矸石13%和晶硅切割廢砂漿12%，按照上述重量配比稱量配料，經(jīng)破碎機破碎，將所有原料攪拌混合均勻得到混合料，使混合料含水量控制在14wt%；
（2）混合料通過堆料機送入均化庫進行陳化，陳化5天，陳化后的坯料的塑性指數(shù)8.0，干燥收縮率4.8%，干燥敏感系數(shù)1.2；
（3）陳化后的坯料經(jīng)取料機送入擠出機成型機，控制擠出機壓力為5mpa；
（4）成型好的坯體推入烘干窯里進行干燥，干燥的起始溫度設(shè)置為環(huán)境溫度，5.5h升溫至105℃，在105℃下恒溫干燥7小時，使坯體水分降到2%；
（5）烘干后的坯體放入隧道窯內(nèi)進行焙燒，焙燒的起始溫度設(shè)為環(huán)境溫度，2h升溫至850℃，在溫度850℃焙燒5h，再保溫1h，然后進入冷卻帶，待爐內(nèi)溫度冷卻至120℃以下，再自然冷卻得到燒結(jié)磚/砌塊，燒結(jié)磚/砌塊抗壓強度18mpa、容重為930kg/m3。
實施例2
一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，包括以下步驟：
（1）原料的重量配比為：工程渣土35%、礦山渣土27%、頁巖10%、煤矸石10%、煤渣10%和晶硅切割廢砂漿8%，按照上述重量配比稱量配料，經(jīng)破碎機破碎，將所有原料攪拌混合均勻得到混合料，使混合料含水量控制在13wt%；
（2）混合料通過堆料機送入均化庫進行陳化，陳化3天，陳化后的坯料的塑性指數(shù)8.0，干燥收縮率4.9%，干燥敏感系數(shù)1.1；
（3）陳化后的坯料經(jīng)取料機送入擠出機成型機，控制擠出機壓力為7mpa；
（4）成型好的坯體推入烘干窯里進行干燥，干燥的起始溫度設(shè)置為環(huán)境溫度，6h升溫至105℃，在105℃下恒溫干燥8小時，使坯體水分降到1.5%；
（5）烘干后的坯體放入隧道窯內(nèi)進行焙燒，焙燒的起始溫度設(shè)為環(huán)境溫度，3h升溫至1000℃，在溫度1000℃焙燒4h，再保溫0.5h，然后進入冷卻帶，待爐內(nèi)溫度冷卻至120℃以下，再自然冷卻得到燒結(jié)磚/砌塊，燒結(jié)磚/砌塊抗壓強度19.38mpa、容重為1000kg/m3。
實施例3
一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，包括以下步驟：
（1）原料的重量配比為：工程渣土30%、礦山渣土20%、頁巖10%、煤矸石20%、木屑3%和晶硅切割廢砂漿17%，按照上述重量配比稱量配料，經(jīng)破碎機破碎，將所有原料攪拌混合均勻得到混合料，使混合料含水量控制在13.5wt%；
（2）混合料通過堆料機送入均化庫進行陳化，陳化7天，陳化后的坯料的塑性指數(shù)10.6，干燥收縮率5.20%，干燥敏感系數(shù)1.12；
（3）陳化后的坯料經(jīng)取料機送入擠出機成型機，控制擠出機壓力為6mpa，擠壓成型制成孔洞率60~75%的空心砌塊坯體；
（4）成型好的坯體推入烘干窯里進行干燥，干燥的起始溫度設(shè)置為環(huán)境溫度，7h升溫至105℃，在105℃下恒溫干燥6小時，，使坯體水分降到2.5%；
（5）烘干后的坯體放入隧道窯內(nèi)進行焙燒，焙燒的起始溫度設(shè)為環(huán)境溫度，2h升溫至900℃，在溫度900℃焙燒6h，再保溫1.5h，然后進入冷卻帶，待爐內(nèi)溫度冷卻至120℃以下，再自然冷卻得到燒結(jié)磚/砌塊，燒結(jié)磚/砌塊抗壓強度7.30mpa，容重780kg/m3，砌塊厚度為270mm時，其傳熱系數(shù)為0.37w/m2.k。
實施例4
一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，包括以下步驟：
（1）原料的重量配比為：工程渣土40%、建筑垃圾30%、頁巖5%、煤渣15%和晶硅切割廢砂漿10%，按照上述重量配比稱量配料，經(jīng)破碎機破碎，將所有原料攪拌混合均勻得到混合料，使混合料含水量控制在15wt%；
（2）混合料通過堆料機送入均化庫進行陳化，陳化6天，陳化后的坯料的塑性指數(shù)10.2，干燥收縮率4.3%，干燥敏感系數(shù)1.04；
（3）陳化后的坯料經(jīng)取料機送入擠出機成型機，控制擠出機壓力為5mpa，擠壓成型制成孔洞率40~50%的空心砌塊坯體；
（4）成型好的坯體推入烘干窯里進行干燥，干燥的起始溫度設(shè)置為環(huán)境溫度，7h升溫至105℃，在105℃下恒溫干燥8小時，使坯體水分降到1%；
（5）烘干后的坯體放入隧道窯內(nèi)進行焙燒，焙燒的起始溫度設(shè)為環(huán)境溫度，2.5h升溫至1000℃，在溫度1000℃焙燒4h，再保溫2h，然后進入冷卻帶，待爐內(nèi)溫度冷卻至120℃以下，再自然冷卻得到燒結(jié)磚/砌塊，燒結(jié)磚/砌塊抗壓強度9.16mpa、容重為850kg/m3，砌塊厚度為270mm時，其傳熱系數(shù)為0.38w/m2.k。
實施例5
一種利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法，包括以下步驟：
（1）原料的重量配比為：其原料的各組分的重量配比為：工程渣土50%、礦山渣土10%、頁巖8%、煤矸石6%、煤渣5%、建筑垃圾10%、木屑2%和晶硅切割廢砂漿9%，按照上述重量配比稱量配料，經(jīng)破碎機破碎，將所有原料攪拌混合均勻得到混合料，使混合料含水量控制在14.5wt%；
（2）混合料通過堆料機送入均化庫進行陳化，陳化4天，陳化后的坯料的塑性指數(shù)9.0，干燥收縮率4.7%，干燥敏感系數(shù)1.08；
（3）陳化后的坯料經(jīng)取料機送入擠出機成型機，控制擠出機壓力為6mpa；
（4）成型好的坯體推入烘干窯里進行干燥，干燥的起始溫度設(shè)置為環(huán)境溫度，6.5h升溫至105℃，在105℃下恒溫干燥7.5小時，使坯體水分降到1.8%；
（5）烘干后的坯體放入隧道窯內(nèi)進行焙燒，焙燒的起始溫度設(shè)為環(huán)境溫度，2h升溫至950℃，在溫度950℃焙燒7h，再保溫1h，然后進入冷卻帶，待爐內(nèi)溫度冷卻至120℃以下，再自然冷卻得到燒結(jié)磚/砌塊，燒結(jié)磚/砌塊抗壓強度17mpa、容重為1530kg/m3。
本發(fā)明利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品的方法的有益效果是：
（1）本發(fā)明利用晶硅切割廢砂漿生產(chǎn)燒結(jié)磚、砌塊或陶瓷制品，充分發(fā)揮了peg在坯料中的粘結(jié)力、增塑作用以及改善坯料的干燥敏感型，為利用建筑渣土、建筑垃圾、煤渣、頁巖等瘠性廢棄物原料提供了一條廉價的解決方案；
（2）本發(fā)明充分利用peg燃燒時放出的熱量，降低了燒結(jié)墻材的能耗，與此同時，850℃以上的煅燒溫度有效的抑制了二噁英、苯并芘等污染物的產(chǎn)生；
（3）本發(fā)明可充分利用晶硅切割廢砂漿中peg燃燒時產(chǎn)生的煙氣，可在燒結(jié)墻體材料中造孔，既降低了燒結(jié)墻材的容重，同時提高了產(chǎn)品的保溫隔熱性能；
（4）本發(fā)明晶硅切割廢砂中的高細度、高活性的sic和si粉末，因其巨大的比表面積，一方面蘊含著巨大的化學活性，可明顯提高燒結(jié)速度、降低燒結(jié)溫度；另一方面，這些細小的顆?？娠@著改善燒結(jié)制品坯料的顆粒級配，降低了成型難度、減少了干燥開裂、還可以提高制品的密實度，從而大大提高了成品的合格率、力學性能和耐久性；
（5）本發(fā)明將晶硅切割廢砂、各種污泥中的重金屬通過燒結(jié)反應(yīng)的固化在燒結(jié)磚/砌塊中，實現(xiàn)多種廢棄物的無害化利用；
（6）本發(fā)明實現(xiàn)了晶硅切割廢砂漿便捷、廉價、安全、無二次污染、無新增三廢排放的資源化利用，大幅度降低光伏企業(yè)廢渣處理費用，減輕環(huán)境壓力，保護生態(tài)環(huán)境；
（7）本發(fā)明利用晶硅切割廢砂漿的燒結(jié)磚/砌塊在成型、干燥、焙燒各階段均能達到生產(chǎn)燒結(jié)磚/砌塊的要求，完全符合gb/t5101-1998《燒結(jié)普通磚》標準要求。利用本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的燒結(jié)輕質(zhì)多孔磚/砌塊和燒結(jié)輕質(zhì)空心磚/砌塊，均達到gb26538-2011《燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊》標準要求。普通燒結(jié)磚/砌塊強度達到15mpa以上，燒結(jié)保溫磚和保溫砌塊強度達到5mpa以上，且顏色純正、鮮艷，外觀與傳統(tǒng)黏土磚無明顯差異；
（8）本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的燒結(jié)墻體材料的重金屬、放射性均符合國家相關(guān)標準要求，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生二次污染。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。