申請日2015.11.09
公開(公告)日2016.01.27
IPC分類號C04B33/132; C04B33/32
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥燒結(jié)磚助劑及其應(yīng)用方法。針對現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)磚坯料中污泥摻加量增高時，存在燒結(jié)磚強(qiáng)度性能不足、成品率低的缺陷，本發(fā)明提供了一種污泥燒結(jié)磚助劑及其應(yīng)用方法。本發(fā)明助劑組分包括質(zhì)量百分比的B2O325%～35%、ZnO40%～60%、MnO215%～25%，該產(chǎn)品使燒結(jié)過程中磚坯中結(jié)晶體增大、孔隙減小、磚坯料高溫?zé)Y(jié)過程中收縮形變不均勻性降低，從而提高成品率，提高成品磚的強(qiáng)度性能。本發(fā)明還提供助劑在污泥燒結(jié)磚中的應(yīng)用，是將助劑加入磚坯料、混均。本發(fā)明提供的污泥燒結(jié)磚助劑組分簡單，化學(xué)反應(yīng)少，有利于焙燒過程化學(xué)反應(yīng)過程的穩(wěn)定性，產(chǎn)品應(yīng)用污泥燒結(jié)磚助劑實現(xiàn)的污泥燒結(jié)磚新工藝而制備得到的污泥燒結(jié)磚，品質(zhì)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.污泥燒結(jié)磚助劑，其特征在于：組分包括質(zhì)量百分比的B2O325%～ 35%、ZnO40%～60%、MnO215%～25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助劑，其特征在于：組分包括質(zhì)量百分比的 B2O335%、ZnO40%、MnO225%，或者B2O325%、ZnO55%、MnO220%，或者B2O325%、ZnO60%、MnO215%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的助劑在污泥燒結(jié)磚中的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用方法，其特征在于：是將污泥燒結(jié)磚助劑加入磚坯料，混勻;所述磚坯料包括污泥與燒結(jié)磚基料，所述燒結(jié)磚基料是煤矸石和/或頁巖和/或粘土。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用方法，其特征在于：將污泥燒結(jié)磚助劑與污泥混勻，得污泥助劑混合物，再將污泥助劑混合物與燒結(jié)磚基料混勻，作為磚坯料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的應(yīng)用方法，其特征在于：所述污泥是市政污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于：所述污泥含水率不高于40%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于：所述磚坯料中污泥質(zhì)量百分比含量不高于40%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、5、7、8任一所述的應(yīng)用方法，其特征在于：所述污泥燒結(jié)磚助劑加入量是污泥質(zhì)量的0.5%～1%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用方法，其特征在于：所述污泥燒結(jié)磚助劑加入量是污泥質(zhì)量的0.6%。
說明書
污泥燒結(jié)磚助劑及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種助劑，特別是涉及一種污泥燒結(jié)磚助劑及其應(yīng)用，以及一種污泥燒結(jié)磚，屬于環(huán)境化工、污泥處置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
市政污泥是市政污水處理與自來水生產(chǎn)的副產(chǎn)品。隨著我國城鎮(zhèn)污水處理率的不斷提高，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)量也急劇增加。市政污泥處理處置成為城市發(fā)展過程中急需解決的問題。市政污泥是由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體，并含有病原體、重金屬及持久性有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)。污泥組分的一大特點是其有機(jī)物含量超過50%。
市政污泥包括處理與處置兩個階段。處理主要是指對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、減量化和無害化處理的過程，處置是指對處理后污泥進(jìn)行消納的過程，是污泥處理處置的終極目標(biāo)，主要包括土地利用、焚燒、建材化利用、填埋等方式。污泥的建材化利用是市政污泥最終處置的理想方式之一，主要是指以污泥作為原料制造建筑材料，最終產(chǎn)物是可以用于工程的材料或制品。建材利用的主要方式有：污泥燒結(jié)制磚、污泥用于水泥熟料的燒制(即水泥窯協(xié)同處理處置)、污泥制陶粒等。
在污泥燒結(jié)磚技術(shù)中，污泥(一般是干化/半干化污泥)在磚坯中的摻加量一直是限制市政污泥高效建材化利用處置的重要因素。污泥摻加量對成品磚的質(zhì)量，特別是抗壓強(qiáng)度、孔隙度、外觀裂紋等，影響很大。為了保證成品磚質(zhì)量，含水率40%的污泥(一般稱干化/半干化污泥)的摻加量一般限定在5%～15%之間。如建筑部2008年《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T289-2008中，出于保證成品磚質(zhì)量的考慮，建議污泥混合比例不超過10%(污泥含水率不超過40%)。
現(xiàn)有的污泥燒結(jié)磚技術(shù)中，當(dāng)污泥摻加量增高時面臨的一個技術(shù)問題在于，污泥有機(jī)質(zhì)含量較一般燒結(jié)磚基料高，在高溫?zé)Y(jié)過程中，有機(jī)質(zhì)燒失產(chǎn)生孔隙，孔隙度的增加以及孔隙的不均勻分布都影響磚坯料的收縮率，使磚坯產(chǎn)生形變，降低了成品磚強(qiáng)度，從而使成品率或品質(zhì)降低或不能滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種污泥燒結(jié)磚助劑，用以在高污泥摻加量條件下提高污泥燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度，提高成品磚產(chǎn)出率。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種污泥燒結(jié)磚助劑，其技術(shù)方案如下：
一種污泥燒結(jié)磚助劑，其特征在于：組分包括質(zhì)量百分比的B2O325%～35%、ZnO40%～60%、MnO215%～25%。
在優(yōu)選條件下，上述污泥燒結(jié)磚助劑組分包括質(zhì)量百分比的B2O335%、ZnO40%、MnO225%，或者B2O325%、ZnO55%、MnO220%，或者B2O325%、ZnO60%、MnO215%。
污泥燒結(jié)磚技術(shù)中，磚坯料包括污泥與燒結(jié)磚基料(如根據(jù)適地性原則采用的煤矸石、頁巖、粘土等)兩類。由于污泥有機(jī)質(zhì)含量比燒結(jié)磚基料高出很多，因此當(dāng)磚坯料中污泥摻加量增大后，磚坯料中有機(jī)質(zhì)含量明顯增加。在高溫?zé)Y(jié)過程中，有機(jī)質(zhì)燒失產(chǎn)生孔隙，孔隙度的增加以及孔隙的不均勻分布都影響磚坯料的收縮率，使磚坯產(chǎn)生形變，降低成品率。同時成品磚的抗壓強(qiáng)度也受到影響，進(jìn)一步降低燒磚合格率。本發(fā)明污泥燒結(jié)磚助劑可在高溫?zé)Y(jié)過程中，破壞磚坯料中非有機(jī)質(zhì)晶格的穩(wěn)定性，使晶格產(chǎn)生缺陷而引起畸變，降低顆粒熔點，提早出現(xiàn)液相，產(chǎn)生共熔物。液相共熔物通過表面張力作用產(chǎn)生顆粒粘性并填充有機(jī)質(zhì)燒失產(chǎn)生的孔隙。同時，利用“溶解-沉淀”機(jī)理，使溶解的小晶粒在大晶粒表面沉積、粘結(jié)、排出氣體，使磚坯中的結(jié)晶體增大、孔隙減小，從而減小磚坯料高溫?zé)Y(jié)過程中收縮形變的不均勻性，提高成品率。同時也提高成品磚的強(qiáng)度性能、改善成品磚品質(zhì)。
基于本發(fā)明污泥燒結(jié)磚助劑產(chǎn)品的性能，本發(fā)明還提供上述污泥燒結(jié)磚助劑在污泥燒結(jié)磚中的應(yīng)用。應(yīng)用方法是將污泥燒結(jié)磚助劑加入磚坯料，混勻，其中磚坯料包括污泥與燒結(jié)磚基料，燒結(jié)磚基料是煤矸石和/或頁巖和/或粘土。
在優(yōu)選條件下，是首先將污泥燒結(jié)磚助劑與污泥混勻，得污泥助劑混合物，再將污泥助劑混合物與燒結(jié)磚基料混勻。
上述污泥燒結(jié)磚助劑產(chǎn)品應(yīng)用方法中，污泥燒結(jié)磚助劑摻加量是污泥質(zhì)量的0.5%～1%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明污泥燒結(jié)磚助劑加入磚坯料中，能夠使磚坯燒制過程中的結(jié)晶體增大、孔隙減小，從而提高在高污泥摻加量條件下的成品磚的強(qiáng)度，提高成品率以及合格率，有效提高污泥處置效率。(2)本發(fā)明提供的污泥燒結(jié)磚助劑組分簡單，化學(xué)反應(yīng)少，有利于焙燒過程化學(xué)反應(yīng)過程的穩(wěn)定性。(3)本發(fā)明污泥燒結(jié)磚助劑組分簡單、常見、加工成本低，其使用方法操作工藝流程短、工藝標(biāo)準(zhǔn)易實現(xiàn)，實施成本低，便于推廣。(4)應(yīng)用污泥燒結(jié)磚助劑實現(xiàn)的污泥燒結(jié)磚新工藝而制備得到的污泥燒結(jié)磚，品質(zhì)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
