CN102180698A

CN102180698A - 一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法

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Publication number: CN102180698A
Application number: CN2011100359078A
Authority: CN
Inventors: 李桓宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明涉及一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法，其特征在于它采用河道底泥、炉渣、垃圾灰渣、污泥、氧化钙、硫酸钙、硼酸钠、碳酸钠、硝酸钾、硫酸亚铁、硫酸镁、Li高分子重金属捕集剂和水为原料混合经对辊机挤压用双轴搅拌机搅拌呈潮湿状后利用真空挤泥机挤压经切坯机切割成型，在20-30Mpa的压力下制造成河道底泥轻质环保砖坯，再将成型经自然干燥后的轻质环保砖坯用电瓶车送进轮窑或隧道窑进行焙烧，温度控制在1000～1100℃范围内烧制成河道底泥轻质环保砖产品，用本发明原料还可制成不同规格的空心砌块和人行道路砖，该产品具有重量轻，強度高，无污染，成本低，效益好的优点及效果。

Description

一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖，具体地说它是以清理河道、沟渠、湖泊、海港码头时产生的底泥，经过脱水后的干粉料为主要原料生产的烧结轻质环保砖，属废物资源利用处理领域。

本发明还涉及该烧结轻质环保砖的制造方法。

背景技术

当前，党中央、国务院及各级政府为了加强环境保护，提高人们的生活用水质量，采用环保疏浚技术，逐步增强对被污水污染的湖泊、河道、沟渠、河港等水体中的污染底泥进行环保疏浚清理整治工程，为湖泊水生生态系统的恢复创造条件。如我国在1998-1999年实施的滇池草海污染河道底泥的疏挖及处理工程，是我国首例大型湖泊环保疏浚工程，当时清除产生的河底淤泥约400万m³。随后又在太湖、星云湖、巢湖、南湖、洞庭湖等大型湖泊、航道、河港进行了环保疏浚工程。旨在清除湖泊、航道水体中的污染底泥，并为湖泊水生生态系统的环境恢复创造了优良条件。随着我国工农业生产的迅速发展以及城市化进程的加快，生活污水、工业废水和农田地表水径流汇入湖泊、水库、河流和海湾水域，使这些水域受到污染，经疏浚清理被污染的湖泊、河道、水库、沟渠、河港后将产生大量的河底淤泥，通常被作为固体废物堆放在贮泥场，日积月累堆积如山，恶化、毒化自然环境。大量积累的河底淤泥，不仅将占用更多的土地，而且其中的有害成分如重金属；铜、铬、砷、汞、镉等，病原菌、寄生虫卵、有机污染物及臭气，严重危害生物繁衍后代和人们的身体健康。成为影响我国城市环境卫生的一大公害。各级政府及有关部门都在积极寻找有效的处理技术，目前我国对河底淤泥的处理方法，主要是采用填埋方法进行处理，以减少对环境污染的压力。但是，河底淤泥的成分比较复杂，特别是重金属，若未经处理直接填埋，受雨水冲刷、淋滤将会污染土壤和地下水资源，容易产生二次污染，对环境造成危害。长期填埋需要占用大量的土地资源，如何妥善科学地对河底淤泥进行处理处置，使其达到减量化、稳定化、无害化和资源化。已成为环保领域的一项重要研究课题。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述存在的问题而提供一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖，从而解决了河道底泥、炉渣对环境所造成的污染，还解决了河道底泥、炉渣的资源化再生利用，并变废为宝，化害为益，实现了节约资源及废弃物的资源良性循环利用。

本发明还提供该烧结轻质环保砖的制造方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的；

一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖，它由下述重量配比的原料制成；

河道底泥粉料 45～60份

炉渣粉料 25～35份

垃圾灰渣粉料 15～25份

污泥粉料 10～20份

氧化钙 10～18份

硫酸钙 5～8份

硼酸钠 0.5～1份

碳酸钠 1～2份

硝酸钾 1～2份

硫酸亚铁 2～3份

硫酸镁 4～8份

Li高分子重金属捕集剂 0.1～0.5份

水 12～20份，

所述的河道底泥是清理河道、沟渠、湖泊、海港码头时产生的底泥，经过脱水、除臭、消毒杀菌、鳌合陈化等处理后，再经干燥、磨粉、分选后制成粒径为-2mm的粉料；

所述的炉渣粉料是各种煤炭经过锅炉燃烧后排放的废渣，经过破碎、分选、磁选去除废金属后，再经粉碎、分选后制成粒径为-2mm的粉料；

所述的垃圾灰渣粉料是生活垃圾经过焚烧发电后排放的一种固体废弃物，经过分选、粉碎、磁选去除废金属后制成粒径为-2mm的粉料；

所述的污泥粉料是城镇污水处理厂采用化学、物理等处理污水后排放的污泥，经过脱水、除臭、消毒杀菌、鳌合陈化等处理后，再经干燥、磨粉、分选后制成粒径为-2mm的粉料。

所述的一种用清理河道底泥生产的烧结轻质环保砖的制造方法，它按照下述步骤进行：

(a)将45～60重量份的河道底泥粉料、25～35重量份的炉渣粉料、15～25重量份的垃圾灰渣粉料、10～20重量份的污泥粉料、10～18重量份的氧化钙粉料、5～8重量份的硫酸钙、0.5～1重量份的硼酸钠、1～2重量份的碳酸钠、1～2重量份的硝酸钾、2～3重量份的硫酸亚铁、4～8重量份的硫酸鎂、0.1～0.5重量份的Li高分子重金属捕集剂和12～20重量份的水混合经对辊机挤压搅拌呈潮湿状后用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在20～30Mpa的压力下制造成型的河道底泥烧结轻质环保砖坯，进行自然干燥；

(b)再将成型经自然干燥后的河道底泥轻质环保砖坯在轮窑或隧道窑进行焙烧，温度控制在1000～1100℃范围内烧制成河道底泥轻质环保砖产品。

所述的河道底泥烧结轻质环保砖，其特征在于所述的氧化钙和硫酸钙其粉碎粒径为-0.2mm的粉料。

本发明采用河道底泥、炉渣、垃圾灰渣、污泥为烧结轻质环保砖的主要原料，利用硫酸钙作为固化剂，氧化钙为消毒杀菌固化剂，碳酸钠、硝酸钾为助熔剂，硼酸钠为消毒防冻剂，硫酸亚铁、硫酸镁为除臭剂，Li高分子为重金属捕集剂等化学原料混合制造成河道底泥轻质环保砖坯，利用轮窑或隧道窑进行焙烧。用硫酸亚铁为还原剂，硫酸镁为硫酸亚铁的保持剂，可使河道底泥中的臭气充分分解，达到迅速除臭的目的。

本发明选用炉渣和垃圾灰渣为烧结轻质环保砖的内燃原料，是因为炉渣和垃圾灰渣本身含有一定量的固定炭和挥发分，一般为20％～30％，其发热量在1100～2500KJ/kg；其中河道底泥本身和污泥也含有大量的有机物质均能够燃烧，在焙烧过程中将产生大量的微小气孔，能够降低河道底泥烧结环保砖的体积密度。即节约能源，又保护环境，符合国家节能减排、发展低碳经济的技术要求。垃圾灰渣是生活垃圾经过焚烧发电后排出的废渣，其中含有一定量的固定炭和挥发分具有一定的热值，一般在1100-1300kj/kg，可以作为河道底泥烧结环保砖的内燃原料，它还含有大量的二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙等化学成分，在河道底泥环保砖的成型过程中具有潜在的水化活性，它能与氢氧化钙在常温下起化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。在垃圾灰渣及其他掺料表面形成的一层水化产物，将垃圾灰渣粉料和其他掺料胶结起来，形成具有一定物理力学性能强度的材料。有利于河道底泥烧结环保砖坯的成型。所述的炉渣粉料是各种类型的煤炭经过锅炉燃烧后排出的废渣，其中含有一定量的固定炭和挥发分，具有一定的热值，其发热量为1500～2500KJ/kg；可作为河道底泥烧结轻质环保砖的内燃原料。

本发明的河道底泥烧结轻质环保砖的制造方法，是将河道底泥、污泥采用Li高分子重金属捕集剂和氧化钙、硼酸钠为消毒防冻剂对其进行消化鳌合处理，添加碳酸钠、硝酸钾助熔剂与矿物中的杂质结合成渣将重金属等污染物包裹在烧结砖的玻璃基质中。与金属分离等离子过程后转化为聚合玻璃态物质，使河道底泥、污泥达到消毒杀菌防冻强化化学稳定化，使重金属元素被捕集固定，生成交联网状结构的鳌合物，实现了河道底泥污泥的高效稳定化，消除了河道底泥对环境造成的二次污染危害。与炉渣粉料、垃圾灰渣粉料、硫酸钙、硫酸亚铁、硫酸镁和水混合经对辊机挤压，采用双轴搅拌机搅拌呈潮湿状后利用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在20～30Mpa的压力下制造成河道底泥轻质环保砖坯，进行自然干燥7天后。再将成型后经自然干燥的河道底泥轻质环保砖坯用电瓶车送进轮窑或隧道窑进行焙烧。温度控制在1000～1100℃范围内烧制成河道底泥轻质环保砖产品。从而解决了河道底泥处理难的问题，实现了河道底泥的资源化循环利用，以减少对自然环境的污染。

用本发明的原料还可制成不同规格的空心砌块、多孔砖和人行道砖。

按照本发明技术生产的河道底泥烧结轻质环保砖，经國家规定的有关建筑材料质量检测部门检验，各项技术指标均达到國家规定的建筑墙体材料标准要求。

经广东省建材科学研究院建材产品质量检验中心检测结果如下：

河道底泥烧结轻质环保实心砖检测：依据广州市建委文件：穗建筑(2002)15号文和GB5101-2003标准。规格：240x115x53mm。

a)抗压强度：10块平均值：13Mpa，单块最小值：9.8Mpa。

b)抗折強度：平均值：3.0Mpa，单块最小值：2.8Mpa。

C)吸水率15.6％。

d)体积密度为：1465Kg/m³。

e)放射性：内照射：0.5、外照射：0.7，优于国家标准。检验依据：GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》

河道底泥空心砌块的检验依据：GB/13545-2003，规格为：390x190x190mm，抗压强度平均值为：7.5Mpa，单块最小值为：6.9Mpa，干燥表观密度为：998kg/m³，干缩率为：0.023％，均优于國家规定的5.0级的标准。

由于采取上述技术方案本发明技术与已有技术相比较具有如下优点及效果：

a)本发明的河道底泥烧结轻质环保砖，是在1000～1100℃的高温焙烧过程中使底泥中的无机硅酸盐矿物熔融，将河道底泥、污泥中的有毒重金属全部固化包裹在烧结砖的产品中，还杀死了所有有害细菌和病菌，消除了河道底泥对环境造成的二次污染危害，而且砖没有异味，孔隙多，具有一定的隔声、隔热效果等，由于河道底泥含有大量的有机物质在焙烧过程中烧失产生大量微孔降低了产品的体积密度，炉渣、垃圾灰渣的相对密度比粘土小，因此，每一块轻质环保砖比粘土实心砖要轻0.7kg以上，而制成空心砌块比石粉水泥砌块要轻30％以上。因此能够减轻建筑物的自重和延长高层楼房的使用寿命；

b)利用河道底泥泥、炉渣、垃圾灰渣和污泥制砖替代传统的实心粘土砖，节约制砖用土，属于废物利用，为绿色环保建材，有广泛的发展前景；

c)采用炉渣和垃圾灰渣作为轻质环保砖的内燃焙烧原料，可充分利用炉渣和垃圾灰渣等可燃性工业废料，节约能源降低成本，又减少环境污染，还可加快轮窑的焙烧速度，加速轮窑周转，提高成品的质量和产量。缩短坯体干燥周期，减轻成品砖的表观密度。减少导热系数和热损失，提高隔热保温能力；提高效益。

d)解决了河道底泥、炉渣、污泥和垃圾灰渣在填埋过程中需要占用大量的土地资源和容易造成二次污染的难题，既保护了环境，又节约了土地；

e)生产工艺简单，无三废排放，符合国家循环经济和节能减排政策及國务院66号文“关于大力发展节能、节地、节水、节材、利废、保温、隔热等新型建筑墙体材料”要求精神，且投资少、見效快、成本低、效益好，适合各级办厂。

具体实施方式

实施例1

将清理河道、沟渠、湖泊、海港码头时产生的底泥，经过脱水、除臭、消毒杀菌、鳌合陈化等处理后，再经干燥、磨粉、分选后制成粒径为-2mm的河道底泥粉料待用；

将各种煤炭经过锅炉燃烧后排放的废渣，经过破碎、分选、磁选去除废金属后，再经粉碎、分选后制成粒径为-2mm的炉渣粉料待用；

将生活垃圾经过焚烧发电后排放的一种固体废弃物，经过分选、粉碎、磁选去除废金属后制成粒径为-2mm的垃圾灰渣粉料待用；

将城镇污水处理厂采用化学、物理等方法处理污水后排放的污泥，经过脱水、除臭、消毒杀菌、鳌合陈化等处理后，再经干燥、磨粉、分选后制成粒径为-2mm的污泥粉料；

取上述制备的河道底泥粉料45kg、炉渣粉料25kg、垃圾灰渣粉料15kg、污泥粉料10kg、粒径为-0.2mm的氧化钙粉料10kg、硫酸钙5kg、硼酸钠0.5kg、碳酸钠1kg、硝酸钾1kg、硫酸亚铁2kg、硫酸镁4kg、Li高分子重金属捕集剂0.1kg和水12kg，将上述原料混合经对辊机挤压搅拌呈潮湿状后用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在22Mpa的压力下制成河道底泥轻质环保砖坯，进行自然干燥7天后，再将成型后经自然干燥的轻质环保砖坯用电瓶车送进轮窑进行焙烧，温度控制在1100℃范围内烧制成河道底泥烧结轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：13Mpa，抗折强度为：3.0Mpa。吸水率15.6％，体积密度1465kg/m³，放射性：内照射0.5，外照射0.7，均达到国家标准要求。

实施例2

取实施例1的河道底泥粉料50kg、炉渣粉料28kg、垃圾灰渣粉料18kg、污泥粉料13kg、粒径为-0.2mm的氧化钙粉料12kg、硫酸钙6kg、硼酸钠0.6kg、碳酸钠1.3kg、硝酸钾1.3kg、硫酸亚铁2.3kg、硫酸镁5kg、Li高分子重金属捕集剂0.2kg和水13kg，将上述原料混合经对辊机挤压搅拌呈潮湿状后用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在23Mpa的压力下制成河道底泥轻质环保砖坯，进行自然干燥7天后，再将成型后经自然干燥的河道底泥轻质环保砖坯用电瓶车送进轮窑进行焙烧，温度控制在1050℃范围内烧制成河道底泥烧结轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：11Mpa，抗折强度为：2.9Mpa。吸水率18.8％，体积密度1500kg/m³，放射性：内照射0.5，外照射0.7，均达到国家标准要求。

实施例3

取实施例1的河道底泥粉料60kg、炉渣粉料35kg、垃圾灰渣粉料25kg、污泥粉料20kg、粒径为-0.2mm的氧化钙粉料18kg、硫酸钙8kg、硼酸钠1kg、碳酸钠2kg、硝酸钾2kg、硫酸亚铁3kg、硫酸镁8kg、Li高分子重金属捕集剂0.5kg和水20kg，将上述原料采用混合双轴搅拌机搅拌呈潮湿状后用机械振动挤压成型，在30Mpa的压力下制成河道底泥轻质空心砌块，进行自然干燥7天后，再将成型后经自然干燥的河道底泥轻质空心砌块用电瓶车送进轮窑进行焙烧，温度控制在1000℃范围内烧制成河道底泥轻质空心砌块产品。经检测平均抗压强度为：7.5Mpa，单块最小值为：6.9Mpa，干燥表观密度为：998kg/m³，干缩率为：0.023％，均优于国家规定的5.0级的标准。

实施例4

取实施例1的河道底泥粉料55kg、炉渣粉料30kg、垃圾灰渣粉料20kg、污泥粉料15kg、粒径为-0.2mm的氧化钙粉料14kg、硫酸钙7kg、硼酸钠0.8kg、碳酸钠1.5kg、硝酸钾1.5kg、硫酸亚铁2.5kg、硫酸镁6kg、Li高分子重金属捕集剂0.3kg和水15kg，将上述原料混合经对辊机挤压搅拌呈潮湿状后用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在25Mpa的压力下制成河道底泥轻质环保砖坯，进行自然干燥7天后，再将成型后经自然干燥的河道底泥轻质环保砖坯用电瓶车送进轮窑进行焙烧，温度控制在1080℃范围内烧制成河道底泥烧结轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：12Mpa，抗折強度为：2.8Mpa。符合国家标准要求。

实施例5

取实施例1的河道底泥粉料58kg、炉渣粉料33kg、垃圾灰渣粉料22kg、污泥粉料18kg、粒径为-0.2mm的氧化钙粉料16kg、硫酸钙8kg、硼酸钠1kg、碳酸钠1.8kg、硝酸钾1.8kg、硫酸亚铁2.8kg、硫酸镁7kg、Li高分子重金属捕集剂0.4kg和水18kg，将上述原料混合经对辊机挤压搅拌呈潮湿状后用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在20Mpa的压力下制成河道底泥轻质环保砖坯，进行自然干燥7天后，再将成型后经自然干燥的河道底泥轻质环保砖坯用电瓶车送进轮窑进行焙烧，温度控制在1060℃范围内烧制成河道底泥烧结轻质环保砖产品。经检测平均抗压強度为：10Mpa，抗折強度为：2.5Mpa。符合国家标准要求。

Claims

1.一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖，其特征在于它由下述重量配比的原料制成；

河道底泥粉料 45～60份

炉渣粉料 25～35份

垃圾灰渣粉料 15～25份

污泥粉料 10～20份

氧化钙 10～18份

硫酸钙 5～8份

硼酸钠 0.5～1份

碳酸钠 1～2份

硝酸钾 1～2份

硫酸亚铁 2～3份

硫酸镁 4～8份

Li高分子重金属捕集剂 0.1～0.5份

水 12～20份，

所述的河道底泥是清理河道、沟渠、湖泊、海港码头时产生的底泥经过脱水、除臭、消毒杀菌、鳌合陈化等处理后，再经干燥、磨粉、分选后制成粒径为-2mm的粉料；

所述的污泥粉料是城镇污水处理厂采用化学、物理等处理污水后排放的污泥，经过脱水、除臭、消毒、鳌合陈化等处理后，再经干燥、磨粉、分选后制成粒径为-2mm的粉料。

2.如根据权利要求1所述的一种用河道底泥生产的烧结轻质环保砖的制造方法，其特征在于它按照下述步骤进行：

(a)将45～60重量份的河道底泥粉料、25～35重量份的炉渣粉料、15～25重量份的垃圾灰渣粉料、10～20重量份的污泥粉料、10～18重量份的氧化钙粉料、5～8重量份的硫酸钙、0.5～1重量份的硼酸钠、1～2重量份的碳酸钠、1～2重量份的硝酸钾、2～3重量份的硫酸亚铁、4～8重量份的硫酸鎂、0.1～0.5重量份的Li高分子重金属捕集剂和12～20重量份的水混合经对辊机挤压搅拌呈潮湿状后用真空挤泥机挤压成长方型，经切坯机切割成型，在20～30Mpa的压力下制造成型的河道底泥轻质环保砖坯，进行自然干燥；

(b)再将成型经自然干燥后的河道底泥轻质环保砖坯在轮窑或隧道窑进行焙烧，温度控制在1000～1100℃范围内烧制成河道底泥烧结轻质环保砖产品。

3.根据权利要求1或2所述的河道底泥烧结轻质环保砖，其特征在于所述的氧化钙和硫酸钙其粉碎粒径为-0.2mm的粉料。