建筑垃圾生态化处理工艺

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建筑垃圾生态化处理工艺\n技术领域\n[0001] 本发明属于建筑垃圾资源化、节能环保、建筑材料领域，涉及一种建筑垃圾生态化处理工艺，它是建筑垃圾生态化处理技术及再生新型建筑材料制备技术及工艺，适用于不同建材制品的需求。\n背景技术\n[0002] 建筑垃圾、粉煤灰和工业废渣作为排出量最大的城市废弃物，成为解决环境污染、降低污染排放率、提高资源生产率的焦点。建筑垃圾、工业废渣变废为宝，属于废物再利用的重点研发项目，其回收和循环再利用不仅能够保护环境，降低对环境的影响，而且若采用科学管理和有效措施将其减量化和再利用，还可以节省大量的建设资金和资源。\n[0003] 建筑废弃物原料供应充足，制品没有放射性，投产快。但事实上建筑废弃物制品并没有得到大量应用，全国各大中城市仍然是将绝大多数建筑废弃物运到城市郊区废弃物堆场堆放。这除了跟人们循环利用意识薄弱，缺乏具体建材利废行业执行标准外，最主要的是建筑废弃物资源化缺乏高附加值利用技术。目前我国建筑废弃物制品只停留在再生砖、再生砌等低附加值产品区域。建筑废弃物资源化产业发展要走生态环境材料、绿色建筑材料的道路，走高附加值资源化利用的道路，否则建筑废弃物资源化产业难以取得重大突破。\n[0004] 目前，建筑垃圾的处理方法主要为人工将金属材料、木质材料和塑料类材料分选归类，将其供应给相应的公司进行处理，然后将建筑垃圾破碎后制成再生骨料。采用建筑垃圾制造再生骨料的技术大同小异，国内相关专利也较多，国家也出台了相关标准，主要有《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010)、《混凝土和砂浆用再生细骨料》（GB/T25176-2010)和《再生骨料应用技术规程》（JGJ/T240-2011）。但是，建筑垃圾在破碎时含有大量的不能用作再生骨料的成分，如土、碎木屑等。同时，建筑垃圾中的混凝土、砖、砂石、渣土各成分密度的差异性，很难制备出《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010)、《混凝土和砂浆用再生细骨料》（GB/T25176-2010)标准中规定的Ⅰ类和Ⅱ类指标的再生骨料，不能实现高附加值利用。\n[0005] 鉴于此，怎样克服建筑垃圾处理的上述缺陷，生产出符合标准要求的各类用途的再生骨料（砂粉）。同时，对分离出的土、有机物等制备建材产品，做到100%利用，不形成二次污染，成为行业内亟待解决的问题。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的在于提供一种建筑垃圾生态化处理工艺，针对建筑垃圾的组份特点，对建筑垃圾分类处理，高效利用建筑垃圾，不形成二次污染。\n[0007] 为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：\n[0008] 一种建筑垃圾生态化处理工艺，包括建筑垃圾的预处理和再生骨料制备工艺，具体步骤如下：\n[0009] （1）预处理\n[0010] 所述建筑垃圾的预处理，是在建筑垃圾堆放场内进行，包括建筑垃圾风干、大块物料击碎、杂物分类拣选及筛分除土，具体如下：\n[0011] a.初次拣选，通过人工或挖掘机将金属材料、木质材料和塑料类材料分类；\n[0012] b.将废砖、碎玻璃拣出，与废混凝土类分离；\n[0013] c.初次筛选，通过振动筛将建筑垃圾中含有的细料分离出来，用于植草砖的生产；\n[0014] 其余为建筑垃圾预处理后的混合物，备用；\n[0015] （2）再生骨料制备工艺\n[0016] 所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，包括粗破、除杂、细破、二次筛选、分选，具体如下；\n[0017] a.破碎\n[0018] 1）粗破：建筑垃圾预处理后的混合物通过皮带输送至锤式破碎机，用锤式破碎机将大块建筑垃圾破碎至≤100mm的碎块；\n[0019] 2）杂质分离：磁选法将金属物分离，风选法将轻物质吹出；\n[0020] 3）细破：采用PF强力三腔整形反击式破碎机；\n[0021] b.二次筛选\n[0022] 所述二次筛选步骤是通过三级振动筛从建筑骨料混合物中筛分出不同粒径的再生骨料及再生微粉；\n[0023] c.分选\n[0024] 所述分选步骤根据混合再生骨料中的砖与混凝土的密度不同，采用重力法或水力选矿法将其初步分离，分别得到废砖再生骨料和废混凝土再生骨料，废砖再生骨料的堆积\n3 3\n密度750～950kg／m，废混凝土再生骨料的堆积密度1500～1700kg／m。\n[0025] 所述建筑垃圾的预处理步骤，是将金属材料、木质材料和塑料类材料分类；同时，用挖掘机抓斗将连体的预制板大块砖混凝土击碎，将金属物、木材、塑料、烧结砖、碎玻璃杂物剥离，拣选出来。\n[0026] 所述建筑垃圾的预处理步骤，细料分离为除土过程，拣选后的建筑垃圾在堆放场风干后通过振动筛，将泥土分离出来，泥土经增肥处理，用于植草砖填充。\n[0027] 所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，采用二次破碎工艺，粗破采用锤式破碎机将大块建筑垃圾破碎至≤100mm的碎块，碎块经皮带输送，磁选法将金属物分离，进入密闭输送床，风选法将轻物质：碎塑料、碎木屑吹出。\n[0028] 所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，细破采用PF强力三腔整形反击式破碎机，在破碎的过程中对再生骨料强化整形。\n[0029] 所述的建筑垃圾生态化处理工艺，粗破后的碎料由机器上部直接落入PF强力三腔整形反击式破碎机中高速旋转的转盘；在高速离心力的作用下，与另一部分以伞型方式分流在转盘四周的飞石产生高速碰撞与高密度的粉碎，石料在互相打击后，又会在转盘和机壳之间形成涡流运动而造成多次的互相打击、磨擦、粉碎，从下部直通排出。\n[0030] 所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，二次筛选采用三级筛分，制备不同粒径规格的再生骨料：粗骨料、细骨料，并用布袋捕集器收集微粉。\n[0031] 所述的建筑垃圾生态化处理工艺，再生微粉的粒径规格为150μm以下，再生骨料的粒径规格分别为：0.15-5mm、5-15mm或15-25mm。\n[0032] 所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，分选步骤是根据再生混合骨料中成分的密度不同，采用重力法或水力选矿法将其初步分离，满足不同建材产品的特性要求。\n[0033] 所述建筑垃圾风干为自然风干，场地设有遮雨棚。\n[0034] 本发明的优点及有益效果是：\n[0035] 1、本发明通过利用这种处理建筑垃圾的方法，可以使废弃的建筑垃圾再回收利用，所有的建筑垃圾经分类处理，包括泥土回收的增肥处理，用于植草砖的生产，全部可以充分利用。整个过程中，不产生粉尘等二次污染。\n[0036] 2、本发明关键技术为建筑垃圾再生骨料分类制备工艺方法。该技术在建筑垃圾的破碎过程中采用二次破碎方法，在粗破后，通过磁选除去金属物，风选除去轻物质（废塑料、碎木屑等），在细破时，采用PF强力三腔整形反击式破碎机，在破碎的过程中对再生骨料强化整形。从而，克服了以下问题：\n[0037] （1）简单破碎再生骨料颗粒棱角多，表面粗糙，表面附着有硬化水泥砂浆，再加上混凝土块在破碎过程中因损伤累积在内部造成大量微裂纹，导致再生骨料的孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标高等；\n[0038] （2）不同强度等级混凝土通过简单破碎与筛分制备出的再生骨料性能差异很大，产品的质量离散性也较大，不利于产品的推广应用；\n[0039] （3）简单破碎再生骨料混凝土用水量较大、强度低、弹性模量低，抗渗性、抗冻性、抗碳化能力、收缩、徐变和抗氯离子渗透性等耐久性能也低于普通混凝土。\n[0040] 3、本发明最大的益处是实现了建筑废弃物资源化高附加值利用技术，在建筑废弃物资源化产业上取得重大突破。\n[0041] 通过二次筛选出的不同粒径规格的再生骨料，采用重力法或水选法将密度不同的混合再生骨料进行分选。\n[0042] 废砖再生骨料堆积密度750～950kg／m3，废混凝土再生骨料堆积密度1500～\n3\n1700kg／m，废混凝土再生骨料堆积密度几乎是废砖再生骨料的两倍。建筑材料的密度是关键指标，密度不同，吸水率、收缩值、导热系数、强度、隔声等物理力学材料性能有显著差异。根据建设部颁布的《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ51-2002)规定，保温轻骨料混凝土密\n3 3\n度等级≤800kg／m，结构保温轻骨料混凝土密度等级800-1400kg／m，结构轻骨料混凝\n3\n土密度等级1400-l900kg／m。所以，建筑废弃物资源化综合利用应该对废砖、废混凝土进行分类再生，以充分发挥废砖再生骨料和废混凝土再生骨料不同的材性作用，分别制造建筑隔声墙板、建筑保温墙板、建筑防水墙板、建筑防火墙板等建筑功能墙板。\n附图说明\n[0043] 图1-图2为本发明的建筑垃圾预处理工艺流程示意图。其中，\n[0044] 图1为本发明的预处理工艺流程示意图。\n[0045] 图2为本发明的再生骨料制备工艺流程示意图。\n具体实施方式\n[0046] 本发明建筑垃圾生态化分类处理技术，其包括以下步骤：\n[0047] 1、预处理，在建筑垃圾堆放场内进行自然风干，场地设有遮雨棚：\n[0048] a.初次拣选，通过人工、挖掘机（大块物料击碎及搬运）将金属材料、木质材料和塑料类材料分类；\n[0049] b.将废砖、碎玻璃拣出，与废混凝土类分离；\n[0050] c.初次筛选，通过振动筛将建筑垃圾中含有的细料（主要为土质）分离出来，泥土增肥，用于植草砖的生产。其余为建筑垃圾预处理后的混合物，备用。\n[0051] 作为进一步的改进，所述建筑垃圾的预处理步骤，是将金属材料、木质材料和塑料类材料分类。同时，用挖掘机抓斗等将连体的预制板大块砖混凝土击碎，将金属物、木材、塑料、砖、碎玻璃等杂物剥离，拣选出来。\n[0052] 作为进一步的改进，所述建筑垃圾的预处理步骤，包括除土过程，拣选后的建筑垃圾在堆放场风干后通过振动筛，将泥土分离出来，泥土经增肥处理，用于植草砖填充。\n[0053] 2、再生骨料制备工艺\n[0054] 所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，包括粗破、除杂、细破、二次筛选、分选等步骤；\n[0055] a.破碎\n[0056] 1）粗破：建筑垃圾预处理后的混合物通过皮带输送至锤式破碎机，用锤式破碎机将大块建筑垃圾破碎至≤100mm的碎块；\n[0057] 2）杂质分离（去杂）：磁选法将金属物分离，风选法将轻物质（碎塑料、碎木屑等）吹出。\n[0058] 3）细破：采用市售PF强力三腔整形反击式破碎机（郑州华宏机械设备有限公司制造）。\n[0059] 粗破后的碎料由机器上部直接落入高速旋转的转盘，在高速离心力的作用下，与另一部分以伞型方式分流在转盘四周的飞石产生高速碰撞与高密度的粉碎，石料在互相打击后，又会在转盘和机壳之间形成涡流运动而造成多次的互相打击、磨擦、粉碎，从下部直通排出。从而，形成闭路多次循环，由筛分设备控制达到所要求的粒度。\n[0060] b.二次筛选（筛分）\n[0061] 所述二次筛选步骤是通过三级振动筛从建筑骨料混合物中筛分出不同粒径的再生骨料（粗骨料、细骨料）及再生微粉。\n[0062] c.分选\n[0063] 所述分选步骤根据混合再生骨料中的砖与混凝土的密度不同，采用重力法或水力选矿法将其初步分离。\n[0064] 作为进一步的改进，所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，采用二次破碎工艺，粗破采用锤式破碎机将大块建筑垃圾破碎至≤100mm的碎块，碎块经皮带输送，磁选法将金属物分离，进入密闭输送床，风选法将轻物质（碎塑料、碎木屑等）吹出；\n[0065] 作为进一步的改进，所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，细破采用PF强力三腔整形反击式破碎机，在破碎的过程中对再生骨料强化整形。\n[0066] 作为进一步的改进，所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，二次筛选采用三级筛分，制备不同粒径规格的再生骨料，并用布袋捕集器收集微粉。\n[0067] 作为进一步的改进，所述建筑垃圾的再生骨料制备工艺，分选步骤是根据再生混合骨料中成分的密度不同，采用重力法或水力选矿法将其初步分离，满足不同建材产品的特性要求。\n[0068] 为了更清楚地理解本发明的技术内容，下面参照附图对本发明的实施方式作进一步的详细描述。\n[0069] 本发明的建筑垃圾预处理，在建筑垃圾堆放场内进行，考虑到泥土的去除，需对建筑垃圾风干，雨季场地要设有挡雨棚。\n[0070] 如图1-图2所示，本发明的建筑垃圾预处理工艺流程示意图，具体如下：\n[0071] 参照图1，堆放场风干的建筑垃圾(S1)，经挖掘机抓斗将大块物料及预制板类击碎及搬运(S2)，通过人工、将金属材料、木质材料、塑料类材料分类，将废砖、碎玻璃拣出，与废混凝土类分离(S3)，然后通过振动筛将建筑垃圾中含有的细料（主要为土质）分离出来，泥土增肥后用于植草砖的生产(S4)，得到建筑垃圾预处理后的混合物(S5)。\n[0072] 参照图2，建筑垃圾预处理后的混合物(S5)经皮带输送至锤式破碎机，将大块建筑垃圾破碎至≤100mm的碎块（粗破S6），碎块经皮带输送，磁选法将金属物分离，进入密闭输送床，风选法将轻物质（碎塑料、碎木屑等）吹出，去除杂质（S7）。\n[0073] 进入细破阶段，采用市售PF强力三腔整形反击式破碎机（S8），具有破碎比大，破碎后物料呈立方体颗粒等优点。粗破后的碎料由机器上部直接落入PF强力三腔整形反击式破碎机中高速旋转的转盘；在高速离心力的作用下，与另一部分以伞型方式分流在转盘四周的飞石产生高速碰撞与高密度的粉碎，石料在互相打击后，又会在转盘和机壳之间形成涡流运动而造成多次的互相打击、磨擦、粉碎，从下部直通排出。从而，形成闭路多次循环，由筛分设备控制达到所要求的粒度，进行二次筛选（S9），通过多级振动筛从建筑骨料混合物中筛分出不同粒径的再生骨料及再生微粉，再生微粉的粒径规格为：150μm以下，再生骨料的粒径规格分别为：0.15-5mm、5-15mm、15-25mm等。最后进行分选（S10），根据混合再生骨料中的砖与混凝土的密度不同，采用重力法或水力选矿法将其初步分离，得到不同规格再生骨料（S11）。\n[0074] 应用例和实验数据：\n[0075] 按上述具体实施方式，建筑垃圾在垃圾场内均化风干20天后，进行预处理后，经粗破、除杂、细破及强化整形（强化整形是青岛理工大学提出，利用高速（线速度≥80m/s）运动的再生骨料之间的反复相互冲击与摩擦作用，有效地打掉较为突出的棱角和除去颗粒表面所附着的砂浆和水泥石的技术，有效地解决了再生骨料的强化问题）制备的再生骨料完全符合《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010)、《混凝土和砂浆用再生细骨料》（GB/T25176-2010)标准中规定的Ⅰ类和Ⅱ类指标，同时基本性能指标与简单破碎方法有很大改善，基本性能指标比较见表1。\n[0076] 表1基本性能指标比较\n[0077] \n[0078] 在达到上述指标后，再根据混合再生骨料中的砖与混凝土的密度不同进行分选后，可以分别获得：废砖再生骨料和废混凝土再生骨料。其中，废砖再生骨料的堆积密度\n3 3\n750～950kg／m，废混凝土再生骨料的堆积密度1500～1700kg／m，从而实现对废砖、废混凝土进行分类再生，可以充分发挥废砖再生骨料和废混凝土再生骨料不同的材性作用，分别制造建筑隔声墙板、建筑保温墙板、建筑防水墙板、建筑防火墙板等建筑功能墙板。\n[0079] 因此，本发明通过利用这种处理建筑垃圾的方法，可以使废弃的建筑垃圾再回收利用，所有的建筑垃圾经分类处理，包括泥土回收的增肥处理，用于植草砖的生产，全部可以充分利用，过程中不产生粉尘等二次污染。从而，实现了建筑废弃物资源化高附加值利用技术，在建筑废弃物资源化产业上取得重大突破。\n[0080] 上文中描述了本发明的具体实施方式。但是，在本领域中的普通技术人员能够理解，不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书限定的范围内。