CN102367203B - 一种淤泥砖的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种淤泥砖的制作工艺，所述的制作工艺首先将淤泥进行脱水处理，然后加入添加剂搅拌均匀输送至陈化库中进行陈化，再将陈化好的物料输送至挤出机挤出成型，再经切条机、切坯机切割成砖坯，最后进入干燥室进行干燥得到淤泥砖成品。本发明技术方案简单、可操作性强，实现了淤泥无害化、资源化，成品淤泥砖抗压抗折性能优异，使用寿命长。

Description

一种淤泥砖的制作工艺

技术领域

本发明属于建筑用砖技术领域，具体地说，涉及一种利用天然沉积的淤泥或清淤疏浚过程中产生的疏浚泥来制作免烧免蒸淤泥砖的工艺。

背景技术

淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然空隙比大于或等于1.5的粘性土。对河流、湖泊进行清淤疏浚，由此会产生大量的疏浚泥。同时，随着中国工业化、城市化进程的加快，水污染问题越来越严重，在修复、治理污染河流湖泊时，也会产生大量的疏浚泥。

目前处理河道湖底淤泥或疏浚泥的方法主要有以下几种：海洋倾倒处理法、排水处理法、固化处理法、加热处理法、真空电渗及动力挤密联合处理法。其中，海洋倾倒处理法简单方便，但给海洋生态环境造成二次污染。固化处理法在固化淤泥的同时减缓了污染物的溶出速率，可减小对周围环境的二次污染，加热处理法将淤泥脱水，转化成建筑材料，可以实现淤泥的再生资源化，但处理大规模淤泥的能力不足。真空电渗及动力挤密联合处理法可快速、高效地排出淤泥中的大量水分和污染物，且造价低廉，具有广阔的应用前景和较大的推广价值。

以太湖为例。太湖是我国第三大淡水湖，是江南的一颗璀璨明珠。但20世纪80年代以来，大量的污染物排入河网与湖泊水体，致使太湖水体严重污染。太湖底泥作为外部污染物质的蓄积库，是主要的污染内源，对污染底泥进行治理是太湖水环境综合治理的重要组成部分。目前，对太湖底泥的处置均采用传统排泥场堆放方式。排泥场占地类型主要为疏浚湖区周边的鱼塘和环湖大堤陆域一侧的低洼地等。但是，这种处置方式长时间占用宝贵的土地资源，造成土地资源的闲置浪费，与此同时，土地的成本持续提高，对传统排泥场处置方式造成严重制约。在上海苏州河开展了利用底泥烧结多孔砖、烧制陶粒及陶瓷工艺品和疏浚底泥用作填埋场封场覆盖防水材料的试验研究；大运河(杭州段)疏浚底泥进行了土地利用可行性及其生态影响试验研究，这虽给太湖疏浚底泥处置提供了有益启示，但从技术经济性分析，尚不能直接照搬应用到太湖大规模疏浚底泥处置工程。

淤泥固化技术涉及到生态修复、资源再生利用、环境保护等众多领域，是一项环保型新技术。它按照“以废治废”的创新思路，通过向淤泥中加入固化材料来固结疏浚淤泥，并将固化处理后的淤泥作为市政工程、堤坊加固工程、道路工程、填方工程的良好原料，使其变废为宝。这样既保护了环境又节约了大量的土石资源，可以产生巨大的经济效益与社会效益。传统的淤泥处理方式占用了大量土地，极易造成二次污染，淤泥固化技术可以形成资源的循环利用，更加彻底地解决淤泥的处理问题，也可为今后长期进行河道清淤创造有利条件。

另一方面，在当前社会发展情况下，墙面砖、地面砖等仍然是土木建筑工程中最通用的原材料之一。砖的传统生产工艺大多都采用制坯和烧结，并且需要取用大量的土石资源。因此，传统工艺不但复杂可操作性差，并且浪费能源，污染环境，破坏自然资源，尤其是还需要窑烧，成本也比较高。

CN 101439949A公开了一种环保免烧淤泥砖及其生产方法，淤泥砖的主要成分是淤泥、砂和水泥，辅助化工原料是高锰酸钾等钾质盐类饱和溶剂作为氧化剂，采用水浸、氧化、固化、凝结、上模和脱模生产工艺，充分有效地利用了各种淤泥，保护了自然资源，也不会产生二次污染。该发明的工艺过程还是比较复杂，需要用到专用的砖模，而且生产出的最终产品抗压抗折性能差，质量得不到保证。

CN 101769037A涉及一种黄河淤泥烧结砖及其制造方法。该发明的黄河淤泥烧结砖由以下质量百分比的原料复配而成：黄河淤泥30％～85％、炉渣0％～25％、煤矸石0～60％、粘土5～50％；制造方法为：通过将上述原料破碎筛分、配料、搅拌、陈化、成型、切割、干燥、焙烧的工艺步骤制作而成。该发明一方面大量利用黄河淤泥，可为黄河流域清淤，另一方面用炉渣、煤矸石废渣为配料，具有节能利废、资源合理化配置的特点。该发明生产的是一种烧结砖，需要浪费大量燃料，不符合节能减排的国家政策。

综上，现有的一些利用淤泥生产建筑用砖的技术都不够完善，不但工艺复杂难以操作，而且很难保证成品砖的质量，因此，目前非常需要研究一种既容易操作，符合国家环保政策，又能够保证产品质量的制作淤泥砖的方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的一系列问题，提出了一种制作工艺简单合理、可操作性强、不会产生二次污染、生产出的成品砖抗压抗折强度高、抗裂性能强、使用寿命更长的利用天然底泥或疏浚泥制作非烧结砖的技术。

本发明的技术方案如下：

一种淤泥砖的制作工艺，包括以下步骤：1)淤泥脱水；2)陈化；3)挤出成型；4)干燥。

本发明所述的淤泥脱水与湖泊、河道清淤工程相配套，将含水量为150％左右的流动状淤泥，除去其中的垃圾、杂物后，进入高压薄层脱水机进行脱水，经过脱水后含水量降低为55-80％，更优选60～70％，泥饼贯入强度为180～300kPa，优选为195～230kPa。

脱水后的淤泥可以大量堆放(堆高可达到5m以上)，并可单独作为制砖粘土进行利用。

本发明所述的淤泥脱水后可以任选进行：将脱水后的淤泥输送至破碎机进行破碎处理，使其粒径小于4mm。淤泥经过破碎处理后，颗粒变得更加细小，在后续步骤中可以更好的与其他添加物混合均匀，有效保证淤泥砖的质量。

本发明所述的陈化方法为，首先对淤泥进行有机物含量测试，根据有机物含量选择添加生石灰，经预处理后的物料通过胶带输送机运送到陈化库再搅拌均匀。生石灰的使用量根据有机物的含量不同而改变，作用是为了蒸发去除淤泥中的有机物，还可以将淤泥的含水量调节至合理范围。本发明的陈化阶段时间为60～90小时，陈化处理后物料的塑性指数为6～18。陈化工序可以增加物料的可塑性，对整个生产过程起到调节、缓冲的作用。

经过陈化的混合料通过胶带输送机输送到成型车间的箱式给料机处定量向强力搅拌挤出机给料。原料通过再次搅拌，其水份控制在16～19％，挤出后的物料进入多级真空挤砖机；挤出成型采用高挤出压力、高真空度的真空挤出设备，挤出压力≥3.6MPa，优选3.8MPa～5.2MPa，进一步优选4.0MPa；真空度≤-0.090MPa，优选-0.253MPa～-0.092MPa，进一步优选-0.105MPa。挤出的泥条经自动切条机、自动切坯机切割成需要规格的砖坯，经砖坯输送机输送到机械码坯处，自动化码坯机将砖坯码放到托盘上。

干燥室属生产线设备。干燥是不烧结砖工业非常重要的生产环节，干燥环境，直接关系到整条生产线的产品产量和质量，关系到企业的生产经营成本和经济效益。本发明所述的干燥热介质主要来源于自然风，冬季再配备其它的供热设备，如供热风机等。

如果本发明所述的干燥热源采用供热风机等供热设备时，可能会产生一定量的粉尘气体，最好能够安装尾气处理设备，对产生的尾气进行较彻底的清洁，保证不对周边环境产生影响。

与已有技术方案相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明技术方案简单、可操作性强，操作人员经过短时间系统培训即可上岗，人员成本低，生产效率高。

2、本发明利用大量淤泥作为制作建筑用砖的材料，在很大程度上解决了如今河道湖底天然底泥或疏浚泥难以妥善处理，传统处置方式占用大量土地资源，极易造成二次污染的问题，实现了淤泥无害化、资源化。

3、淤泥中普遍有机物含量较高，本发明在陈化工序中加入生石灰，可以根据有机物的含量而添加不同量的生石灰添加剂，不但能够蒸发去除淤泥中的有机物，还可以将淤泥的含水量调节至合理范围，保证淤泥砖的质量。

4、本发明的工艺设计使得成品砖各方面性能大大提升，淤泥的可塑性、成型性好，制成的淤泥砖抗压抗折强度大、抗磨性能好，即使在寒冷的冬季也很难冻裂，使用寿命长。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例一：一种淤泥砖的制作工艺，包括以下步骤：

1)淤泥脱水

本发明所述的淤泥脱水与湖泊、河道清淤工程相配套，将含水量为150％左右的流动状淤泥，除去其中的垃圾、杂物后，进入高压薄层脱水机进行脱水，经过脱水后含水量降低为80％，泥饼贯入强度为180kPa。

脱水后的淤泥可以大量堆放(堆高可达到5m以上)，并可单独作为制砖粘土进行利用。

2)破碎

将脱水后的淤泥输送至破碎机进行破碎处理，使其粒径为4mm。淤泥经过破碎处理后，颗粒变得更加细小，在后续步骤中可以更好的与其他添加物混合均匀，有效保证淤泥砖的质量。

3)陈化

本发明所述的陈化方法为，首先对淤泥进行有机物含量测试，根据有机物含量添加生石灰，经预处理后的物料通过胶带输送机运送到陈化库再搅拌均匀，物料的成型性能得到提高。本发明的陈化阶段时间为60小时，陈化处理后物料的塑性指数为18。

4)挤出成型

经过陈化的混合料通过胶带输送机上输送到成型车间的箱式给料机处定量向强力搅拌挤出机给料。原料通过再次搅拌，其水份控制在16～19％，挤出后的物料进入多级真空挤砖机；挤出成型采用高挤出压力、高真空度的真空挤出设备，挤出压力3.6MPa；真空度-0.090MPa。挤出的泥条经自动切条机、自动切坯机切割成需要规格的砖坯，经砖坯输送机输送到机械码坯处，自动化码坯机将砖坯码放到托盘上。

5)干燥

干燥室属生产线设备。干燥是不烧结砖工业非常重要的生产环节，干燥环境，直接关系到整条生产线的产品产量和质量，关系到企业的生产经营成本和经济效益。本发明所述的干燥热介质主要来源于自然风，冬季再配备其它的供热设备，如供热风机等。

如果本发明所述的干燥热源采用供热风机等供热设备时，可能会产生一定量的粉尘气体，最好能够安装尾气处理设备，对产生的尾气进行较彻底的清洁，保证不对周边环境产生影响。

实施例二：一种淤泥砖的制作工艺，淤泥经过脱水后含水量降低为55％，泥饼贯入强度为300kPa；破碎工序使淤泥粒径为2mm；陈化阶段时间为90小时，陈化处理后物料的塑性指数为6；真空挤出设备的挤出压力5.2MPa；真空度-0.253MPa。其余步骤同实施例一。

实施例三：一种淤泥砖的制作工艺，淤泥经过脱水后含水量降低为60％，泥饼贯入强度为230kPa；破碎工序使淤泥粒径为2.5mm；陈化阶段时间为75小时，陈化处理后物料的塑性指数为15；真空挤出设备的挤出压力4.0MPa；真空度-0.105MPa。其余步骤同实施例一。

实施例四：一种淤泥砖的制作工艺，淤泥经过脱水后含水量降低为65％，泥饼贯入强度为195kPa；破碎工序使淤泥粒径为3mm；陈化阶段时间为82小时，陈化处理后物料的塑性指数为12；真空挤出设备的挤出压力3.8MPa；真空度-0.092MPa。其余步骤同实施例一。

实施例五：一种淤泥砖的制作工艺，淤泥经过脱水后含水量降低为70％，泥饼贯入强度为210kPa；破碎工序使淤泥粒径为3mm；陈化阶段时间为65小时，陈化处理后物料的塑性指数为16；真空挤出设备的挤出压力5.0MPa；真空度-0.173MPa。其余步骤同实施例一。

申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某参数的具体点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制作工艺，但本发明并不局限于上述制作工艺，即不意味着本发明必须依赖上述工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用的具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

申请人将通过本发明所述的制作工艺制得的淤泥砖与普通建筑用砖做性能对比试验表明，淤泥砖的各方面性能明显优于普通砖。

Claims (1)

1.一种淤泥砖的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)淤泥脱水，所述的淤泥脱水是指将淤泥中含有的杂物去除后，进行脱水，脱水后淤泥的含水量为55-80％；泥饼贯入强度为180～300kPa；将脱水后的淤泥进行破碎处理，使其粒径小于4mm；

2)陈化，所述的陈化是在脱水后的淤泥中加入生石灰并搅拌均匀，陈化时间为60～90小时；陈化处理后物料的塑性指数为6～18；

3)挤出成型，所述的挤出成型过程为将陈化好的物料输送至挤出机挤出成型，再经切条机、切坯机切割成砖坯；所述的挤出机采用真空挤出设备，挤出压力≥3.6MPa，真空度≤-0.090MPa；

4)干燥，所述的干燥工序热源采用自然风或供热风机；所述的干燥热源采用供热风机时，还包括尾气处理设备。