固体废弃物制备蒸压墙体材料关键技术与装备开发及产业化应用

2014 年度国家科技奖推荐项目简介拟推荐奖种：科技进步奖项目名称：固体废弃物制备蒸压墙体材料关键技术与装备开发及产业化应用 主要完成单位：福建海源自动化机械股份有限公司、武汉理工大学 主要完成人：马保国、李良光、王琳、蹇守卫、陈忠霖、廖永辉、李相国、吴维 萍、林希平、陈远、黄健、李林峰、刘芳文、孙杰辉、谭洪波项目简介：墙体材料是建筑业重要的基础材料，其产值接近建材工业总产值的 1/3，耗 能占建材工业总能耗的 50%左右。以粘土实心砖为主的城镇建筑承重墙体材料约 60%，资源消耗约 12 亿吨。同时，我国采矿、冶金、化工及电力等行业固体废 弃物年排放量达33.9亿吨，其主要成分是SiO2和CaO，适合采用蒸压 工艺制 备承重墙体材料，蒸压墙体材料因制备能耗低、可利用废弃物等特点已成为墙体 材料主流的发展方向。因此，利用固体废弃物制备蒸压墙体材料替代粘土实心砖 具有资源节约和环境友好的双重意义。然而，该技术仍存在一系列重大技术瓶颈，主要表现在：1 来自不同行业的 固体废弃物品种多且化学成分复杂，采用现有钙-硅反应工艺技术体系，导致废 弃物利用率低（40%）、制品强度低（vlOMpa）、抗冻性差（25次循环）；2 电石渣、尾矿、粉煤灰等废弃物中高细粉料的平均颗粒度小于lOOum若大幅提 高利废率，传统以转盘式为主流的瞬时加压成型工艺与装备易导致排气困难、坯 体开裂和密度不均等缺陷，且干燥收缩大（0.8mm/m）； 3在消纳大宗固体废 弃物制备蒸压墙材方面，国内相关成套技术与装备（3000万标砖/年）尚属空 白，且相关国际主流企业（德国LASCO、LAEIS等）主要针对灰砂砖体系，无 法适用于多品种高粉料的废弃物体系。本项目瞄准国家可持续发展的重大需求，提出系统且全面的创新性方案，进 行如下具有完全自主知识产权的创新性研究：提出适于废弃物的多元体系结构 强度形成理论，首创适应复杂固废特性的多重活性激发工艺技术体系，研发适应 极端环境的蒸压墙材新工艺，形成了涵盖电力、冶金等五大行业的蒸压墙材制备 工艺技术体系，实现传统利废率由40%跃升至80%100%。发明高细粉料的厚 坯双向随动的分级渐压成型新技术与新装备，攻克高细粉料优质压制的世界难 题，使制品的密实度提升5%、抗压强度提升10%12%、细粉厚坯料成品率提升 14%23%。首次实现国产化并全面超越国际先进水平，相对于国际著名LASCO 装备单机产能提高60%。突破蒸压墙材的配套装备及整线集成技术，研发出年 产 5000 万 8000 万块标砖的成套技术与设备，填补了国内大规模利用固体废弃 物制备蒸压墙体材料技术与装备的空白。本项目获得国家发明专利 25 项，主、参编国家和行业标准 9项，同时获得 了福建省科技进步一等奖、建筑材料科学技术一等奖等省部级奖励 6 项，并建成 全球最大（年产 11 亿标砖）的废弃物制备蒸压墙材生产线。当前已在全国 30 多个省、区建成超过 600 多条生产线，每年可生产标砖超过 300 亿块，消纳固体废弃物 5000万余吨（占全国年排放总量的 1.48%）。此外， 相关整线已批量销售至俄罗斯等多个国家，取得了明显的辐射效益。与烧结工艺 对比，折合年减少毁田 4.1 万亩，节约标煤 265 万吨，减少 CO2 排放 700 万 吨，产生经济效益约 90亿元，具有显著的经济、社会效益。主要知识产权证明目录：知识 产权类别知识产权具 体名称一家地2_ 国区授权号授权日期权利人发明人发明专 利自动制砖机 的布料夹砖 机构中国CN 1834726 B2010.05.12福建海源自 动化机械有 限公司李良光发明专 利压机液压系 统充液阀中国CN 101251194 B2011.7.20福建海源自 动化机械有 限公司李良光 王琳发明专 利一种赤泥蒸 压砖及其制 备方法中国CN 110363296C2008.01.23武汉理工大 学马保国发明专 利压砖机的双 向压制机构中国CN 101195273B2011.06.08福建海源自 动化机械有 限公司李良光 王琳发明专 利卸砖机中国CN1101195253B2010.05.09福建海源自 动化机械有 限公司李良光 王琳发明专 利砖的自动生 产线中国CN 1834734B2010.05.12福建海源自 动化机械有 限公司李良光发明专 利中国101195252B2011.03.09福建海源自 动化机械有 限公司李良光 王琳