CN104803656B - 一种改性污泥制造烧结砖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性污泥制造烧结砖的方法，其工艺步骤如下：1)将由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁反应而成的污泥改性剂与含水率70％～90％的污泥进行充分混合、反应，形成含水率40％的沙质粘土；2)将沙质粘土、粉碎的建筑废料、粉煤灰按质量比例50％～80％、10％～30％、10％～20％进行混合并通过搅拌装置搅拌均匀，形成混合料；3)将混合料挤出成型并切块，形成砖坯，将砖坯自然晾干至含水率10％～15％，将晾干的砖坯推入隧道窑余热干燥段进行干燥，使砖坯含水率进一步下降为5％，再将所述砖坯送入培烧窑进行烧结，形成烧结砖。本发明所制备的烧结砖的各项性能指标均达到烧结普通砖MU20等级的质量标准，完全可作为普通砖使用，并且本发明工艺简单，原料易得成本低廉。

Description

一种改性污泥制造烧结砖的方法

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，更为具体的是涉及一种污泥改性处理制造烧结砖的方法。

背景技术

目前，城市污泥的处理是城市垃圾处理的最大难题，由于污泥含水率高，并且其中含有对环境造成污染的有害物质，处理不当将会造成二次污染。而目前对城市污泥的处理方式主要有以填埋和焚烧为主，其中，填埋处理的方式需经过前期处理，如处理不当有害物质容易渗透进土壤或地下水，造成土壤污染和地下水污染，而焚烧能耗高，并且由于焚烧的过程中有害物质容易排入大气中，造成空气污染。

添加污泥制砖是目前处理污泥的新方式，也是能最大程度的减少二次污染的处理方式，我国的制造烧结砖的原料一直都是采用粘土，但由于粘土的使用严重破坏土地，国家严令禁止采用粘土制造烧结砖。而国内利用污泥制造烧结砖均不成熟，利用含水率达到80％的污泥直接制砖，添加比不能超过10％，超过10％则会由于污泥的成分中有机质挥发成分较大，大量添加污泥将导致成品砖定型不稳定，与较少添加污泥和普通烧制的砖相比，其质量也没有优势，不能作为普通烧结砖使用，并且目前利用污泥作为烧结砖的原料往往需要对污泥进行预处理，先将污泥作脱水处理，或将降解、厌氧处理的污泥再作脱水处理，然后搅拌混合，成型切砖，进入干燥窑，焙烧成品。这一类工艺中早期的污泥需做降解、厌氧，干燥处理，污泥暴露时间较长，环境控制保障难以达到预期目标，并且整体程序较为繁琐，不利于工业化应用。

因此，亟需一种工艺简单，污泥添加比例大并且质量稳定，能满足烧砖标准的污泥制造烧结砖的方法

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种工艺简单，污泥添加比例大并且质量稳定，能满足烧砖标准的污泥制造烧结砖的方法。

本发明的技术方案为：

一种改性污泥制造烧结砖的方法，其工艺步骤如下：

1)将由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁反应而成的污泥改性剂与含水率70％～90％的污泥进行充分混合、反应，形成含水率40％的沙质粘土；

2)将沙质粘土、粉碎的建筑废料、粉煤灰按质量比例50％～80％、10％～30％、10％～20％进行混合并通过搅拌装置搅拌均匀，形成混合料；

3)将混合料挤出成型并切块，形成湿砖坯，将湿砖坯自然晾干至含水率10％～15％，将晾干的砖坯推入隧道窑余热干燥段进行干燥，使砖坯含水率进一步下降为5％，再将所述砖坯送入培烧窑进行烧结，形成烧结砖。

所述的污泥改性剂中各组分的质量比为：

所述的污泥改性剂由上述比例的组分在1200℃高温条件下反应而成。

所述的污泥与污泥改性剂按质量比4:1～5:1进行混合。

所述的搅拌装置为卧式双轴搅拌机。

所述的隧道窑余热干燥段的干燥温度为200～300℃，干燥时间为2小时。

所述的烧结温度为1000℃，烧结时间为1小时。

本发明的有益效果：

1、本发明所制备的烧结砖的各项性能指标均达到烧结普通砖MU20等级的质量标准，完全可作为普通砖使用。

2、本发明工艺简单，原料易得，同时由于采用污泥与建筑废料作为原料，有效地解决了污泥的出路与建筑废料填埋的问题。

3、本发明充分地利用了污泥中有机质所含有的热能，从而可降低烧结能耗，减少生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的改性污泥制造烧结砖的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明主要采用改性污泥、建筑废料、粉煤灰作为烧结砖的原料，而改性污泥则主要在污泥中添加污泥改性剂，具体原料的准备如下：

污泥改性剂：将含有质量比为30％：15％：15％：35％：5％的二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁混合成为混合氧化物，再在1200℃高温条件下反应形成硅铁铝酸盐无机复合材料，其具有高的反应活性，与污泥反应形成骨架结构，从而改变污泥的胶体状态，形成晶体结构；

改性污泥：将污泥改性剂与含水率70％～90％的污泥在卧式双轴搅拌机中混合均匀，再堆置反应10天，使其进行充分的反应，最终污泥含水率降为40％，此时含水污泥转变为沙质粘土，可作烧结砖用料。

污泥转变成沙质粘土具有如下特点：提供了制砖成形的塑性；②提供烧结砖中主要有效成分如：SiO₂、Al₂O₃、CaO等，具有可烧结性。

此处塑性指数是反映原料成型性能的重要指标，以原料呈塑化状态时的含水率变化范围表示。塑性指数高，反映原料的成型性能较好。通常原料塑性指数在7～17，则原料适宜于制砖。若原料塑性过低，可适当加强物料的磨细工艺或加入一定量的高塑性粘土等材料；若原料塑性过高，可适当加入低塑性的脊性材料。

建筑废料：建筑废料主要是指建筑垃圾中的渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆，通过粉碎机粉碎成粒度为50-100目的粉体。

粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等，粉煤灰一般为细灰或超微粉，如果是粗灰则需将其再进一步研磨，成为接近100目的粉煤灰。

下面通过实施例作进一步说明。

由于污泥改性剂与含水污泥的混合比决定着改性后污泥的性能，污泥改性剂在本发明中按照污泥改性剂：污泥为1:4～1:5比例范围内添加越多，则改性后的污泥越适合制成烧结砖，此次仅以添加最小比例的污泥添加剂作为例子进行说明，即下述实施例中所采用的改性污泥均按照污泥改性剂：污泥为1：5的比例进行混合。

实施例1

如图1所示，分别称取质量比为50％：30％：20％的改性污泥(沙质粘土)、建筑废料、粉煤灰原料，并将其倒进卧式双轴搅拌机，启动搅拌机进行搅拌，使原料充分混合，形成混合料，将混合料输送到制砖挤出机中，通过制砖挤出机挤出成型并切块，形成湿砖坯，再将湿砖坯放置进行自然晾干，使其含水率降低为10％～15％，进所述砖坯进一步干燥，将其推入隧道窑的余热干燥段，隧道窑中余热干燥段的温度200～300℃，砖坯在其中干燥2小时，使其含水率进一步降低为5％，此时即可将砖坯送入培烧窑中进行烧结，将砖坯在温度为1000℃的高温下烧结1小时，即形成烧结砖。

所述的烧结砖的各项参数均达到表1中的GB5101-2003的烧结普通砖的指标。

表1

实施例2

本实施例中改性污泥、建筑废料、粉煤灰的质量比更改为60％：25％：15％，而其他均与实施例相同。

所述的烧结砖的各项参数均达到表1中的GB5101-2003的烧结普通砖的指标。

实施例3

本实施例中改性污泥、建筑废料、粉煤灰的质量比更改为80％：10％：10％，而其他均与实施例相同。

所述的烧结砖的各项参数均达到表1中的GB5101-2003的烧结普通砖的指标。

由上述的实施例可知，在改性污泥、建筑废料、粉煤灰比例改变的情况下，所制成的烧结砖均达到国家标准GB5101-2003，因此，在将污泥制成烧结砖的过程中可根据改性污泥、建筑废料、粉煤灰三种原料的供应量进行适时调整，从而提高了本发明的制造烧结砖方法的适用范围。

Claims (5)

1.一种改性污泥制造烧结砖的方法，其特征在于，工艺步骤如下：

1)将由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁反应而成的污泥改性剂与含水率70％～90％的污泥进行充分混合、反应，形成含水率40％的沙质粘土，所述的污泥改性剂中各组分的质量比为：

所述的污泥改性剂由上述比例的组分在1200℃高温条件下反应而成；

2)将沙质粘土、粉碎的建筑废料、粉煤灰按质量比例50％～80％、10％～30％、10％～20％进行混合并通过搅拌装置搅拌均匀，形成混合料；

3)将混合料挤出成型并切块，形成湿砖坯，将湿砖坯自然晾干至含水率10％～15％，将晾干的砖坯推入隧道窑余热干燥段进行干燥，使砖坯含水率进一步下降为5％，再将所述砖坯送入焙烧窑进行烧结，形成烧结砖。

2.根据权利要求1所述的改性污泥制造烧结砖的方法，其特征在于，所述的污泥与污泥改性剂按质量比4:1～5:1进行混合。

3.根据权利要求2所述的改性污泥制造烧结砖的方法，其特征在于，所述的搅拌装置为卧式双轴搅拌机。

4.根据权利要求3所述的改性污泥制造烧结砖的方法，其特征在于，所述的隧道窑余热干燥段的干燥温度为200～300℃，干燥时间为2小时。

5.根据权利要求3所述的改性污泥制造烧结砖的方法，其特征在于，所述的烧结温度为1000℃，烧结时间为1小时。