CN104030585B - 用污泥制成水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的用污泥制成水泥熟料的方法,主要包括备料、配料、成球、烘干焙烧等步骤,其中的关键是选用硅灰渣和沸石膏作辅助原料,与污水处理厂排出污泥一起混合,使其中的化学成分起到互为作用,并使SiO2﹒Al2O3与SO3相互结合,使硫酸根离子团取代了部分硅酸根的离子团,从而能较好的使溶解速度变慢,解决了以前的污泥式水泥中用水量偏大的问题。用本发明的方法将污泥制成的水泥熟料与现有的生产高温水泥熟料相比可节约80%能源,减少CO2排放量85%。更加符合国家污泥等废渣资源化循环发展和有利于环保政策的变废为宝的新技术和新材料。

Description

用污泥制成水泥熟料的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用污泥为主要原料而制成水泥熟料的方法,是直接将污泥和其他 废渣进行无害化处理的一种新方法,属于环保式水泥领域。
背景技术
[0002] 在我国随着大规模工业项目的发展,城镇污水处理厂大规模的建设,城乡居民生 活污水处理得到了改善,但所产生大量的污泥也随之不断增长。过去对污泥采取填埋,焚烧 等处理方法简单化,但对环境质量仍存在一定的影响,因此,无害化处理污泥工作迫在眉 睫。
[0003] 从国内外情况看,近来研究用污泥制成产品材料生产水泥的等技术,包括“污水泥 渣式水泥及其制作方法”,或多或少存在以下缺陷,其关键就是污泥中含有大量的无淀形钙 的浓度。并形成碱的物质,制成的污泥产品生成部分水化产物,使产品在结构内部有高度分 散的SiO2和Al2O3,在经过焙烧脱水,就形成吸水能力很强,水化速度加快的高活性产物。用 污泥产品生产的水泥用于工程建设时,提高了水泥水化反应速度,使得水泥浆体的标准稠 度需水量有较大的提高,随着产品用量的增加需水量也随即增加,而后形成极快的水化速 度,很快使水泥浆体就凝固起来,造成工程来不及施工,这就是凝结时间过快的原因,这样 用污泥产品生产出来的水泥就受到一定的限制。并在制作商品混凝土水泥中,当水量过多 时,就会影响浆体工作度的使用。为此,水泥厂为避免水泥对浆体工作度不产生必要的影 响,把用此技术生产的污泥产品,停止用在生产商品混凝土水泥中。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了克服上述现有的用污泥生产水泥产品的技术缺陷,提供一种 能解决标准稠度需水量多的技术问题,使凝结时间也得到了改善,进一步满足水泥混凝土 的工作度使用要求的用污泥制成水泥熟料的方法。
[0005] 本发明的用污泥制成水泥熟料的方法,主要是选用了更合适的硅灰渣和沸石膏作 为辅助原料,具体方法包括以下步骤:
[0006] A)备料:主要原料为污水处理厂排出的按规定除去含有自由水后的污泥,辅助原 料为化工企业排出的硅灰渣和沸石膏;
[0007] B)配料:将污泥按重量百分数计算为70〜80%、硅灰渣按重量百分数计算为15〜 20%、沸石膏按重量百分数计算为5〜10%的比例之和为100%的原料初步混合成混合料;
[0008] C)成球:将混合料加入搅拌成型机,边搅拌边加入适量的水充分搅拌混合均匀后 将混合料加工成分散均勾、不出现结块起团和无粉尘现象的直径为5〜I Omm的物料球,堆放 凉干备用;
[0009] D)烘干焙烧:将物料球送入烘干旋转窑中,经300—500°C旋转烘干焙烧30〜50分 钟出窑,即得用污泥制成的水泥熟料。
[0010] 上述烘干旋转窑中的最佳焙烧温度为400 ± 40度。
[0011] 本发明的用污泥制成水泥熟料的方法,主要是选用了更合适的硅灰渣和沸石膏作 为辅助原料,其中,硅灰渣是化工企业生产稀土排除的废渣称为硅灰渣,含SiO2成分在60% 左右;沸石膏是化工厂生产沸酸排出的废渣称为沸石膏,SO3含量在40 %左右,与污水处理 厂排出污泥一起混合,使其中的化学成分起到互为作用,并使SiO2 .Al 2〇3与SO3相互结合, 使硫酸根离子团取代了部分硅酸根的离子团,从而能较好的使溶解速度变慢,解决了以前 的污泥式水泥中用水量偏大的问题。用该方法生产的水泥熟料粉磨成的水泥,其性能能与 高温水泥熟料水泥的性能相媲美,具有收浆快、强度高、水化热低、抗冻、抗渗透、耐磨、抗化 学腐蚀等特点。还可根据实际需要,用5-10%的高温水泥熟料和本方法生产的水泥熟料混合 起来粉磨成一种高活性性能水泥。又可以用部分本方法生产的水泥熟料掺入其它品种水泥 中粉磨成水泥,其水泥强度性能在原有基础上经一步得到改善,而且水泥强度远远高于未 掺入本产品水泥熟料的水泥强度。用该方法生产的水泥熟料同时可以降低水泥的生产成本 和有利于环保等优点,本发明工艺与高温水泥熟料比可节约80%能源,减少CO2排放量85%。 更加符合国家污泥等废渣资源化循环发展和有利于环保政策的变废为宝的新技术和新材 料。
具体实施方式
[0012] 本发明的用污泥制成水泥熟料的方法,主要是选用了更合适的硅灰渣和沸石膏作 为辅助原料,具体方法包括以下步骤:
[0013] A)备料:主要原料为污水处理厂排出的按规定除去含有自由水后的污泥,辅助原 料为化工企业排出的硅灰渣和沸石膏;
[0014] B)配料:将污泥按重量百分数计算为70〜80%、硅灰渣按重量百分数计算为15〜 20%、沸石膏按重量百分数计算为5〜10%的比例之和为100%的原料初步混合成混合料;
[0015] 如例1:取污泥按重量百分数计算为70%、硅灰渣按重量百分数计算为20%、沸石膏 按重量百分数计算为10%:
[0016] 例2:取污泥按重量百分数计算为80%、硅灰渣按重量百分数计算为15%、沸石膏按 重量百分数计算为5%;
[0017] 例3:取污泥按重量百分数计算为75%、硅灰渣按重量百分数计算为15%、沸石膏按 重量百分数计算为10%:
[0018] 例4:取污泥按重量百分数计算为75%、硅灰渣按重量百分数计算为20%、沸石膏按 重量百分数计算为5%:
[0019] 例5:取污泥按重量百分数计算为80%、硅灰渣按重量百分数计算为10%、沸石膏按 重量百分数计算为10%:
[0020] 具体配比时,可根据污泥来源和具体化学成分的特点,适量辅以工业废渣硅灰渣 和沸石膏来进行配比调节,并控制所配材料中的钙硅比在1.1左右即可。
[0021] C)成球:将混合料加入搅拌成型机,边搅拌边加入适量的水充分搅拌混合均匀后 将混合料加工成分散均勾、不出现结块起团和无粉尘现象的直径为5〜I Omm的物料球,堆放 凉干备用;
[0022] D)烘干焙烧:将物料球送入烘干旋转窑中,经300—500°C旋转烘干焙烧30〜50分 钟出窑,即得用污泥制成的水泥熟料。
[0023] 上述烘干旋转窑中的最佳焙烧温度为400 ±50°C。
[0024] 上述的窑体,如选用烘干回转窑,可在窑体中部加热焙烧,焙烧后的温度热气自动 向上从高位的进料端出窑,可使物料球进窑后,从高位进料端自动向中部翻滚下行的过程 中逐步加热干燥,在经过中部的加热焙烧后再向下翻滚行进到低位的出料端而逐步降温出 窑。
[0025] 如选用隧道窑,可在窑体中部设置约5米长的焙烧高温带,窑体两头分别有约10米 长的烘干带和冷却带,冷空气从出料端将物料焙烧温度变成逐步使产品降温冷却,在进料 端与出料端之间设有循环运转的用耐火板连接而成的输送带,物料球从进料端均匀的置于 输送带上,输送带以每分钟〇. 5〜1.0米的速度向出料端连续运行,在烘干焙烧温度热烟气 逐步加热干燥,使焙烧温度逐步加热焙烧到400度左右,使产品逐步被冷空气降温冷却后从 出料端出窑。
[0026] 用本发明的方法生产的水泥熟料粉磨成的水泥,经检测,其性能能与高温水泥熟 料水泥的性能相媲美,具有收浆快、强度高、水化热低、抗冻、抗渗透、耐磨、抗化学腐蚀等特 点。还可根据实际需要,用5-10%的高温水泥熟料和本方法生产的水泥熟料混合起来粉磨成 一种高活性性能水泥,其性能如表1所示。又可以用部分的本方法生产的水泥熟料掺入其它 品种水泥中粉磨成水泥,其水泥强度性能在原有基础上经一步得到改善,而且水泥强度远 远高于未掺入本产品水泥熟料的水泥强度,其性能如表2〜6所示。所述表1〜6中的污泥制 成水泥熟料的水泥1号所用材料以及配比为:取污泥按重量百分数计算为70%、硅灰渣按重 量百分数计算为20%、沸石膏按重量百分数计算为10%。所述表1〜6中的污泥制成水泥熟料 的水泥2号所用材料以及配比为:取污泥按重量百分数计算为80%、硅灰渣按重量百分数计 算为15%、沸石膏按重量百分数计算为5%。
[0027] 通过表1〜6来看,用污泥、硅灰渣和沸石膏制成的水泥熟料产品,直接生产水泥和 用于水泥中表现是:在相同的用量情况下,标准稠度的加水量相同或降低,流动度相同或提 高,使水泥质量可提高一个等级,并可生产特种水泥,同时可降低水泥的生产成本和有利于 环保等优点,本发明工艺与高温水泥熟料相比可节约80%能源,减少CO2排放量85%。更加符 合国家污泥等废渣资源化循环发展和有利于环保政策的变废为宝的新技术和新材料。
[0028] 表一是本产品水泥熟料生产的水泥与高温水泥熟料的水泥的物理性能对比表
Figure CN104030585BD00061
[0030] 表二是本产品水泥熟料生产的水泥与普通水泥的物理性能对比表
Figure CN104030585BD00062
[0032] 表三是本产品水泥熟料生产的水泥与复合水泥的物理性能对比表
Figure CN104030585BD00063
[0034] 表四是本产品水泥熟料生产的水泥与道路水泥的物理性能对比表
Figure CN104030585BD00071
[0036] 表五是本产品水泥熟料生产的水泥与矿渣水泥的物理性能对比表
Figure CN104030585BD00072
[0038] 表六是本产品水泥熟料生产的水泥与粉煤灰水泥的物理性能对比表
Figure CN104030585BD00073

Claims (2)

1. 一种用污泥制成水泥熟料的方法,其特征在于包括以下步骤: A) 备料:主要原料为污水处理厂排出的按规定除去含有自由水后的污泥,辅助原料为 化工企业排出的硅灰渣和沸石膏; B) 配料:将污泥按重量百分数计算为70〜80%、硅灰渣按重量百分数计算为15〜20%、沸 石膏按重量百分数计算为5〜10%的比例之和为100%的原料初步混合成混合料; C) 成球:将混合料加入搅拌成型机,边搅拌边加入适量的水充分搅拌混合均匀后将混 合料加工成分散均匀、不出现结块起团和无粉尘现象的直径为5〜IOmm的物料球,堆放凉干 备用; D) 烘干焙烧:将物料球送入烘干旋转窑中,经300—500 °C旋转烘干焙烧30〜50分钟出 窑,即得用污泥制成的水泥熟料。
2. 如权利要求1所述的用污泥制成水泥熟料的方法,其特征在于所述烘干旋转窑中最 佳焙烧温度为400 ±50 °C。
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