申請(qǐng)日2016.05.13
公開(公告)日2016.10.12
IPC分類號(hào)C04B38/06; C04B33/132; C04B33/135; C04B33/138
摘要
本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒及其制備方法，所述的污泥陶粒包括以下重量份計(jì)的原料：鋸末10‑25份、粉煤灰20‑30份、硅灰5‑10分、污泥30‑40份、生石灰10‑15份、紅泥巖20‑30份、石膏1‑5份、菱鎂礦5‑10份和鐵粉1‑3份。本發(fā)明的污泥陶粒以城市污水廠產(chǎn)生的污泥為主要利用原料，以粉煤灰、紅泥巖、石膏為主要添加原料，以生石灰、鐵粉作為添加劑，以鋸末、硅灰、菱鎂礦為復(fù)合助劑，在保證污泥陶粒輕質(zhì)基礎(chǔ)上，還能保證污泥陶粒具有很好的空隙率、筒壓強(qiáng)度、軟化系數(shù)、吸水率和燒失量。本發(fā)明的污泥陶粒制備方法簡(jiǎn)單，原料來源廣泛，能夠變廢為寶，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)污水處理廠污泥資源的再利用，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書
1.一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒，其特征在于，包括以下重量份計(jì)的原料：鋸末10-25份、粉煤灰20-30份、硅灰5-10分、污泥30-40份、生石灰10-15份、紅泥巖20-30份、石膏1-5份、菱鎂礦5-10份和鐵粉1-3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒，其特征在于，所述的污泥包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分：SiO2 25.29%、Al2O3 7.13%、Fe2O3 8.55%、MgO 0.43%、CaO 3.15%、Na2O 0.61%、K2O 1.17%，燒失量38.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒，其特征在于，所述的紅泥巖包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分：SiO2 62.72%、Al2O3 15.7%、Fe2O3 4.81%、CaO 1.22%、MgO 0.83%、K2O 1.96%、Na2O 0.33%，燒失量9.6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒，其特征在于，所述的石膏為磷石膏或脫硫石膏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒，其特征在于，所述的菱鎂礦中MgO的含量47.06%，燒失量49.3%。
6.一種如權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)將菱鎂礦、紅泥巖和鋸末分別進(jìn)行粉碎處理，過200目篩;
(2)將污泥進(jìn)行脫水處理，使污泥的含水量降至25-30%;再加入粉煤灰、硅灰、生石灰、石膏、鐵粉和粉碎過篩的鋸末、菱鎂礦及紅泥巖，混合均勻，壓制成顆粒;
(3)將步驟(2)的顆粒在室溫下條件下陳化24-30h;
(4)以5-10℃/min的速率升溫至180-220℃，保溫30-60min，再以10-15℃的速率升溫至600-700℃，保溫30-60min，再以10-15℃的速率升溫至1000-1300℃，保溫10-20min，即得。
說明書
一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒及其制備方法，屬于固體廢棄物處理處置及資源化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
污泥是一種產(chǎn)生于污水處理過程的對(duì)人體和環(huán)境有很大危害的固體廢棄物。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，污泥產(chǎn)生量越來越大。其含水率高、體積大、力學(xué)性質(zhì)差等問題，給堆放和運(yùn)輸帶來困難，且污泥中含有大量的有毒物質(zhì)，如果不能妥善地處理處置，將會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題。目前成熟的污泥處理方法有：衛(wèi)生填埋、土地利用、干化和焚燒等，但這幾種方法各有缺點(diǎn)，因此研究一種新的污泥處理方法具有重大的意義。
陶粒是一種陶質(zhì)的顆粒，因其密度低、筒壓強(qiáng)度高、孔隙率高，軟化系數(shù)高、抗凍性良好、抗堿集料反應(yīng)性優(yōu)異等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等領(lǐng)域，并且其應(yīng)用領(lǐng)域還在繼續(xù)擴(kuò)大。陶粒按照原料分類，主要分為鋁礬土陶粒、黏土陶粒、頁(yè)巖陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、污泥陶粒、河底泥陶粒、粉煤灰陶粒等。其中，污泥陶粒就是一種以污水處理廠所產(chǎn)生的污泥為主要原料的陶粒，但是目前的污泥陶粒還存在很難同時(shí)兼顧輕質(zhì)和強(qiáng)度的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒及制備方法，該污泥陶粒具有質(zhì)輕、空隙率高、筒壓強(qiáng)度高、軟化系數(shù)高、燒失量低等優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒，包括以下重量份計(jì)的原料：鋸末10-25份、粉煤灰20-30份、硅灰5-10分、污泥30-40份、生石灰10-15份、紅泥巖20-30份、石膏1-5份、菱鎂礦5-10份和鐵粉1-3粉。
所述的污泥包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分：SiO2 25.29%、Al2O3 7.13%、Fe2O3 8.55%、MgO 0.43%、CaO 3.15%、Na2O 0.61%、K2O 1.17%，燒失量38.2%。
所述的紅泥巖包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分：SiO2 62.72%、Al2O3 15.7%、Fe2O3 4.81%、CaO 1.22%、MgO 0.83%、K2O 1.96%、Na2O 0.33%，燒失量9.6%。
所述的石膏為磷石膏或脫硫石膏。
所述的菱鎂礦中MgO的含量47.06%，燒失量49.3%。
一種輕質(zhì)高強(qiáng)度的污泥陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將菱鎂礦、紅泥巖和鋸末分別進(jìn)行粉碎處理，過200目篩;
(2)將污泥進(jìn)行脫水處理，使污泥的含水量降至25-30%;再加入粉煤灰、硅灰、生石灰、石膏、鐵粉和粉碎過篩的鋸末、菱鎂礦及紅泥巖，混合均勻，壓制成顆粒;
(3)將步驟(2)的顆粒在室溫下條件下陳化24-30h;
(4)以5-10℃/min的速率升溫至180-220℃，保溫30-60min，再以10-15℃的速率升溫至600-700℃，保溫30-60min，再以10-15℃的速率升溫至1000-1300℃，保溫10-20min，即得。
有益效果
1、本發(fā)明的污泥陶粒以城市污水廠產(chǎn)生的污泥為主要利用原料，以粉煤灰、紅泥巖、石膏為主要添加原料，以生石灰、鐵粉作為添加劑，以鋸末、硅灰、菱鎂礦為復(fù)合助劑，并優(yōu)化各原料的配比，在保證污泥陶粒輕質(zhì)基礎(chǔ)上，還能保證污泥陶粒具有很好的空隙率、筒壓強(qiáng)度、軟化系數(shù)、吸水率和燒失量。
2、本發(fā)明通過控制污泥陶粒制備過程中的溫度和時(shí)間，先對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理，使污泥含水量下降至25-30%，再與其余原料混合，分為三步進(jìn)行升溫，使陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，能夠進(jìn)一步提高陶粒的各項(xiàng)性能。
3、本發(fā)明的污泥陶粒制備方法簡(jiǎn)單，原料來源廣泛，能夠變廢為寶，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)污水處理廠污泥資源的再利用，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
