CN104909816A - 一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法，其特征在于它采用淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏、农作物秸秆、木质素纤维、碳酸钠、硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、二氧化锰、硫酸亚铁、硫酸镁和水为原料，用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒经干燥后，采用双筒回转窑进行焙烧，焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；该产品具有轻质、保温、隔热、吸声隔音，为固体废弃物资源综合利用，变废为宝，无污染，成本低，效益好的优点及效果，符合国家节能减排保护环境发展低碳经济要求。

Description

一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，具体地说它是以淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏、农作物秸秆，经过破碎、分选、粉碎、再经干燥磨粉筛分后的粉料为主要原料生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，属废物处理领域。

本发明还涉及该烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法。

背景技术

陶粒是一种陶质的轻型颗粒；其外观呈园形或椭园形球体，但也有一些仿碎石陶粒呈不规则碎石状；陶粒的形状因工艺不同而各异，它的表面是一层坚硬的外壳，外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度；陶粒的粒径一般为5～20mm，最大粒径为25mm；由于内部多孔，具有良好的保温隔热性能；由于我国全面推进建筑节能减排，保护环境，改善建筑功能，提高人们群众的生活和工作水平；陶粒一般用来取代混凝土中的碎石和卵石；传统陶粒和陶砂均是以黏土作为原料经烧结而制成的，需要大量开采优质黏土和破坏耕地及自然环境，大大加重了环境负担，违背可持续发展的原则；本发明利用淤泥等固体废弃物为原料替代黏土生产膨胀型超轻质陶粒和陶砂是一种新型生态环保产品。

淤泥是经水运动漂流他处淤积起来的一种物体，是由大雨、暴雨引起的洪水冲洗存入江河湖泊中的碎屑沉积形成的粘土泥和砂及生物沉积物；湖沼中的有机物体死亡沉于底部形成生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；根据国务院关于印发《水污染防治行动计划》的通知，国发﹙2015﹚17号文件；水环境保护事关人民群众切身利益，事关全面建成小康社会，实现中华民族伟大复兴中国梦；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，逐步增强对被污染的湖泊、河道、沟渠、河港、水库等水体中的淤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；我国已实施污染河道淤泥的疏挖工程，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、航道水体中的淤泥，并为湖泊水生生态系统的环境恢复创造了优良条件；经疏浚清理被污染的湖泊、河道、水库、沟渠、河港将产生大量的淤泥，通常被作为固体废物堆放在外面的堆场，日积月累堆积如山，恶化、毒化自然环境；大量积累的淤泥，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；成为影响我国城乡环境卫生的一大公害；目前我国对淤泥的处理方法，主要是采用填埋方式进行处理，以减少对环境污染的压力；但是，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，并将产生新的二次污染，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淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏和农作物秸秆为原料生产的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒，从而解决了淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏和农作物秸秆对环境产生的污染，又解决了淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏和农作物秸秆的资源化再生利用，变废为宝，化害为益，实现了固体废弃物的资源良性循环利用。

本发明还提供淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实現的；

一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它由下述重量配比的原料制成：

       淤泥                                   52～68份

       垃圾焚烧余渣粉料                       25～38份

电石废渣粉料                            8～18份

       磷石膏粉料                              5～12份

       农作物秸秆粉料                         10～20份

       木质素纤维                          0.03～0.06份

       碳酸钠                                0.6～1.0份

       硫酸铝                                0.3～0.8份

       十二烷基苯磺酸钠                      0.4～0.8份

       聚丙烯酰胺                            0.3～0.6份

       二氧化锰                            0.02～0.06份

水                                      13～22份  

所述的淤泥，是经水运动漂流他处淤积起来的一种物体，由大雨、暴雨引起的洪水冲洗存入江河湖泊中的碎屑沉积形成的粘土泥和砂及生物沉积物；湖沼中有机物体死亡沉于底部形成的生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；是在清理河道、沟渠、鱼塘、山塘、湖泊、海港码头的过程中产生的一种废弃物，其含水率极高，经过机械脱水至含水率55%以下的淤泥；

所述的垃圾焚烧余渣，是居民日常的生活垃圾和办公场所、大型商场、农贸市场、园林绿化、环卫系统对道路、街道、广场、公园及其他公共场所清扫的各种垃圾，经过焚烧、发电后排出的废渣，经过分选、破碎、磁选去除废金属、再经粉碎、干燥、磨粉、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的粉料；

所述的电石废渣，是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；

所述的磷石膏，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P₂0₅)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；

所述的农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的粉料。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法，其特征在于它按下述步骤进行：

将52～68重量份的淤泥、8～18重量份的电石废渣、2～8重量份的硫酸亚铁和8～16重量份的硫酸镁混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料；再与25～38重量份的垃圾焚烧余渣粉料、5～12重量份的磷石膏粉料、10～20重量份的农作物秸秆粉料、0.03～0.06重量份的木质素纤维、0.6～1.0重量份的碳酸钠、0.3～0.8重量份的硫酸铝、0.4～0.8重量份的十二烷基苯磺酸钠、0.3～0.6重量份的聚丙烯酰胺、0.02～0.06重量份的二氧化锰和13～22重量份水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的圆盘造球机的制球方法，采用全自动的工艺流程，在生料储仓出口下设置螺旋计量设备或调速皮带秤进行计量，将计量的生料送入盘式制球机，同时采用流量计，计算用水量，由管道自动泵把水喷入盘式制球机内，在制球机的旋转过程中制成各种规格粒径的生料球输出转盘后，由自动皮带机送入筛分机过筛，将合格的送入回转窑焙烧，不合格过大的返回到原料磨粉机，根据不同窑的产量，配比不同数量的盘式制球机。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的陶粒的烧结方法，采用自动输送带将生料球送入带有一定斜度的回转窑进行焙烧，随着回转窑的旋转，使料球从窑尾向窑头滚动，同时将燃料从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被焙烧成强度较高的陶粒；燃烧器采用多风道燃烧器，一次风量可降低为燃烧所需风量的10%，能提高入窑二次风量，节能效果显著，多风道燃烧器分为外轴流风和内轴流风，火焰形状可以调节。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的冷却方法，采用回转式冷却机，工作简单可靠，冷却机的二次风量能完全入窑，配合多风道燃烧器使用，更可以节约大量的能耗，输出冷却机的陶粒温度较低，可用手抓。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的筛分方法，采用多级振动筛进行筛分，将从冷却机输出的陶粒直接输送到多级振动筛，按照要求进行多个粒径的产品分级。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的包装方法，按照要求将多个粒径的产品分别送入不同的筒仓，在筒仓出口下设置自动电子计量器，使重量合格的袋装成品，由缝包机自动封口后，堆放在成品仓库，以备发货。

所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的陶粒的烧结回转窑，采用双筒回转窑，即窑体的预热段和干燥段可单独控制其转速，以便根据料球的状态控制其预热时间；圆筒形的主窑体与水平呈3^°左右的倾角放置在托滚上，生料球从高的一端窑尾进入窑内，在窑体做回转运动的作用下，料球从高处窑尾滚落至低处窑头，同时，在窑头处，用高压风机将燃料喷入窑内，并使其充分燃烧，产生的热量使料球发生物理和化学变化，产生膨胀，经冷却后既为陶粒。

 本发明采用淤泥为烧结膨胀型超轻质陶粒的主要原料，是由于淤泥是经水运动漂流他处淤积起来的一种物体，是由大雨、暴雨引起的洪水冲洗存入江河湖泊中的碎屑沉积形成的粘土泥和砂及生物沉积物；湖沼中的有机物体死亡沉于底部形成的生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；其颗粒粒度小，一般小于5mm的颗粒含量达60%以上，具有良好的可塑性；其中化学成分为：SiO₂ 含量为57.35%～58.89%，Al₂O₃含量为18.38%～21.66%，Fe₂O₃含量为6.05%～7.15%，CaO含量为0.53%～0.85%，MgO含量为2.08%～2.26%，K₂O含量为4.03%～4.15%，P₂O₅含量为0.16%～0.18%，烧失量为13.58%～16.53%；这些化学成分能够提高淤泥的塑性，有利于膨胀型超轻质陶粒的造粒成型；结合化学成分、矿物成分特征的研究，根据烧结膨胀型超轻质陶粒的理论化学—高分子材料传质—强度理论—破坏机理，对其淤泥进行研究分析论证；其矿物组成基本以CaCO₃为主，淤泥中还含有一定量的硅、铝、镁、钡、钙、锌、铁等化学成分，不论其存在形式是碳酸盐、硫酸盐还是氧化物，都属于烧结膨胀型超轻质陶粒配合剂范围内，是膨胀型超轻质陶粒的主要来源；由于SiO₂、Al₂O₃本身就是制造膨胀型超轻质陶粒的一种良好的辅助材料，俗称白炭黑，由于Al₂O₃与SiO₂的结合可形成硅铝酸盐，则属于陶土的主要组成，而陶土是以粘土矿物质为主，而且，有些物质需在膨胀型轻质陶粒的生产时加入，如ZnO、MgO具有硫化活性作用；淤泥中的硫酸盐主要是硫酸钙，可当硫化剂，在膨胀型超轻质陶粒的生产中更有利于混炼，提高膨胀型超轻质陶粒产品的质量；淤泥中所含的氧化铁成分在膨胀型超轻质陶粒的生产焙烧中起到发气剂的作用，可在高温下产生气体，形成一定的气体压力，使陶粒发生膨胀；氧化铁还可降低烧结温度，起到一定的助熔作用，使陶粒易于焙烧，减少外加燃料，降低烧结成本，增加液相的粘度，使陶粒的烧成度更好。  

本发明选用垃圾焚烧余渣粉料作为淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的活性激发材料，是因为生活垃圾经过焚烧后的余渣中含有大量的化学成分，化学性能好，其中含有SiO₂：55.67%，Al₂O₃：15.18%，Fe₂O₃：6.32%，CaO：8.67%，MgO：2.83%，SO₃：0.33%，TiO₂：0.82%，K₂O：2.53%，Na₂O：1.68%等化学成分；在淤泥陶粒的烧结膨胀过程中具有潜在的水化活性，它能与氢氧化钙在膨胀过程起化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙；在垃圾焚烧余渣粉料及其他掺料表面形成的一层水化产物将垃圾焚烧余渣和其他掺料胶结起来，形成具有一定物理力学性能的材料。

本发明选用电石废渣粉料作为淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的胶凝剂，电石废渣是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；电石经水解获取乙炔气后的废渣是以氢氧化钙为主要成分，是基本有机合成工业的重要原料之一，干电石废渣中主要含Ca﹙OH﹚2，可以作为消石灰的代用品，广泛用于建筑、化工、冶金、农业等行业；本研究发明利用它作为淤泥陶粒的胶凝材料来提高淤泥粉的塑性，以利于膨胀型超轻质陶粒的造粒成型和提高陶粒的成品率。

本发明选用磷石膏粉料作为淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的固化剂，磷石膏呈粉末状，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P₂0₅)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；其物理形态为粒球状，强度适中，颗粒直径为5～25mm，磷石膏与天然石膏有一定的区别，磷石膏中的SO₃含量较天然石膏高，使用量较天然石膏少，价格比天然石膏低，从根本上讲，由于它们的主要成分相同，并且磷石膏主要成分含量更高，故磷石膏是一种比天然石膏更好的胶凝材料；用于生产淤泥陶粒能够相应降低陶粒的生产成本。

本发明选用农作物秸秆作为淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的助燃剂，所述的农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的粉料；农作物秸秆由细胞壁和胞间的化学成分组成，一般含有纤维素、半纤维素、木质素等有机高分子化合物，能够燃烧，有一定的助燃作用；是淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的有效助燃剂。  

本发明选用电石废渣为淤泥的杀菌消毒剂、硫酸亚铁和硫酸镁为除臭剂、硫酸铝为淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的促凝剂、木质素纤维为增稠剂、碳酸钠为助熔剂、十二烷基苯磺酸钠为发气剂、聚丙烯酰胺为稳泡剂、二氧化锰为降温染色剂，在烧结过程中利用Mn元素以降低烧结温度并将陶粒染成深色。

本发明的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒是以膨胀为主要技术特征，它的形成原理实际就是发泡，膨胀的物质基础是气体，造成淤泥陶粒膨胀的气体是由原料中含有碳酸盐类、硫化物类、氧化铁类和碳类物质材料的分解化合反应及碳酸钙和硫化铁在高温下释放出气体，产生气体压力，能够使淤泥陶粒形成膨胀；一般碳酸钙和硫化铁的发气温度在850～900℃，当温度超过1000℃时，CO的逸出量将增多，但是，如没有熔体产生，它就无法得以保存，所以还必须有能束缚住气体的熔体，通过高温加热产生的熔体对气体进行包围并防止气体外逸，膨胀才能成功；而淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的烧结温度为1050～1100℃，淤泥陶粒在高温焙烧过程中，使坯体在膨胀温度范围内的高温作用下，将产生两个方面的重大变化，坯体变化和坯体内气体的产生，有了这两方面的共同作用，才能使淤泥陶粒发生理想的膨胀率；

a、淤泥陶粒坯体的变化，淤泥陶粒坯体在高温焙烧作用下将逐渐产生液相，液相具有一定的粘度，在外力的作用下，使变软的坯体产生塑性变形，为淤泥陶粒在内部产生的气体压力下的膨胀奠定了基础；

    b、淤泥陶粒坯体内气体的产生，淤泥陶粒坯体在高温焙烧下，由内部的发气成分开始产生气体，当气体的量达到一定程度时，将产生气体压力，使淤泥陶粒坯体塑性变形而产生膨胀，生成大量的气体所形成的膨胀气压，使气体向外强烈逸出；另一方面是大量生成的液相达到适宜的粘度及数量对逸出的气体进行抑制，由气体的逸出过程与液相对气体逸出的抑制过程，共同组成了淤泥陶粒坯体膨胀的全过程；气体的产生与逸出使淤泥陶粒坯体有了基本的膨胀能力，液相的产生与其抑制气体的逸出，又使淤泥陶粒坯体有了稳定的膨胀率和保证膨胀顺利进行的能力，在二者的相互作用下，才能形成超轻质陶粒的优良的膨胀性能。

本发明对淤泥进行消化处理过程中利用电石废渣对淤泥进行消毒杀菌处理，以硫酸亚铁为还原剂，硫酸镁为二价铁保持剂对淤泥进行除臭处理，使淤泥能够充分分解，达到迅速除臭的目的，从而解决了淤泥处理难的问题，实现了淤泥的资源化循环利用，以减少对自然环境的污染，降低了淤泥的处理成本。

本发明的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法，a、是先将淤泥送入无轴螺旋砂水分离机，将粒径在60um以上的砂从淤泥浆中分离出来，获得含水率较低的细砂，一般比较干净，可以作为施工用料；再将从无轴螺旋砂水分离机中分离出来的淤泥水采用垃圾分离机进行垃圾分拣，将石块、生活垃圾、建筑垃圾及直径在3mm以上的颗粒分离出来，防止淤泥水中固状悬浮物进入系统中影响后续的处理流程，造成其它机械设备的损坏；b、采用全自动泥水一体化污泥脱水机将分离出来的淤泥水一次性脱水至含水率55%以下的淤泥；c、用电石废渣、硫酸亚铁和硫酸镁与脱水后的淤泥混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分处理后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料；再与垃圾焚烧余渣粉料、磷石膏粉料、农作物秸秆粉料、木质素纤维、碳酸钠、硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、二氧化锰和水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。

按照本发明技术生产的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒，经广东省技术监督局产品质量检测部门检验，各项技术指标均达到GB/T17431.1—2010中华人民共和国《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》标准要求。

经广东省技术监督局产品质量检验中心检测结果如下：

淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒检测：依据GB/T17431.1—2010中华人民共和国国家标准《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》标准；检测结果：

a）粒径为：                      ≤10mm；

b）密度为：                     468kg/m³；

C）筒压强度为：                 3.85MPa；

d）吸水率为：                    11.85%；

e）软化系数为：                   0.52%；

f）含泥量为：                      1.2%；

g）煮沸质量损失率为：              3.03%；

h）氯化物含量为：                 0.003%；

i）烧失量为：                       2.2%；

j）放射性为：内照射：0.2、外照射：0.3，检验依据：GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》优于国家标准，检测结果均达到国家标准要求。

由于采取上述技术方案使本发明技术具有如下优点及效果：

a）本发明的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒，是以淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏和农作物秸秆为原料，为固体废弃物的资源综合利用，实现了淤泥的无害化和资源化，有利于节能减排和保护环境；

b）保温隔热，淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒与粘土烧结陶粒的不同之处在于粘土烧结陶粒在焙烧过程中，不发生大的体积膨胀，而淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒在焙烧过程中将发生较大的体积膨胀变化，这一变化就导致二者的结构性不同，膨胀型超轻质陶粒的内部将产生大量的气孔，这些气孔多是密闭的互不连通，属于封闭微孔结构，气孔率非常高，一般要占陶粒总体积的49～68%；体积密度小，具有更加优异的保温性能，它的热导率一般只有0.08～0.15W/（m·K），其保温隔热性能十分优异，适合生产保温隔热型墙体材料；

c）具有更加显著的轻质性能和较低的堆积密度，一般堆积密度为300～500kg/m³，只有粘土烧结陶粒的50～60%，属于超轻型陶粒，非常适合对密度要求更低的各种新型墙体材料及高性能轻集料混凝土结构的材料，适用于高层楼房，为绿色、环保、节能材料，有广泛的发展前景；

d）具有优异的吸声隔音性能，在陶粒中，淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的吸声隔音性能最为突出，这也是由于它的多孔性所形成的，当声音穿越陶粒时，大量的声波被它的气孔所吸收，有一定的吸声隔音性能；

e）解决了淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏、农作物秸秆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，使淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏、农作物秸秆的资源综合利用率达到98%以上；

f）生产工艺简单，无三废排放，符合国家节能减排、发展低碳经济和循环经济政策要求精神，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

将淤泥，是由湖泊中的碎屑沉积物粘土泥和砂及生物沉积物，湖沼中有机物体死亡沉于底部形成的生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；是在清理河道、沟渠、鱼塘、山塘、湖泊、海港码头的过程中产生的一种废弃物，其含水率极高，经过机械脱水至含水率55%以下的淤泥备用；

将垃圾焚烧余渣，是居民日常的生活垃圾和办公场所、大型商场、农贸市场、园林绿化、环卫系统对道路、街道、广场、公园及其他公共场所清扫的各种垃圾，经过焚烧、发电后排出的废渣，经过分选、破碎、磁选去除废金属、再经粉碎、干燥、磨粉、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的垃圾焚烧余渣粉料备用；

将电石废渣，是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的电石废渣粉料备用；

将磷石膏，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P₂0₅)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的磷石膏粉料备用；

将农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的农作物秸秆粉料备用；

取上述制备的淤泥52kg、电石废渣8kg、硫酸亚铁2kg和硫酸镁8kg混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料25kg、磷石膏粉料5kg、农作物秸秆粉料10kg、木质素纤维0.03kg、碳酸钠0.6kg、硫酸铝0.3kg、十二烷基苯磺酸钠0.4kg、聚丙烯酰胺0.3kg、二氧化锰0.02kg和水13kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃，时间应控制在12min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；经检验：

a）粒径为：           ≤10mm；       b）密度为：486kg/m³；

C）筒压强度为：      3.85MPa；       d）吸水率为：11.85%；

e）软化系数为：        0.52%；       f）含泥量为：1.2%；

g）煮沸质量损失率为：  3.03%；       h）氯化物含量为：0.003%；

i）烧失量为：2.2%；

j）放射性为：内照射：0.2、外照射：0.3，检验依据：GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》优于国家标准，检测结果均达到国家标准要求。

实施例2

取实施例1的淤泥68kg、电石废渣18kg、硫酸亚铁8kg和硫酸镁16kg混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料38kg、磷石膏粉料12kg、农作物秸秆粉料20kg、木质素纤维0.06kg、碳酸钠1.0kg、硫酸铝0.8kg、十二烷基苯磺酸钠0.8kg、聚丙烯酰胺0.6kg、二氧化锰0.06kg和水22kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1100℃，时间应控制在15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；经检验产品达到GB/T17431.1—2010中华人民共和国《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的国家标准要求。

实施例3

取实施例1的淤泥55kg、电石废渣12kg、硫酸亚铁6kg和硫酸镁10kg混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料30kg、磷石膏粉料9kg、农作物秸秆粉料14kg、木质素纤维0.05kg、碳酸钠0.9kg、硫酸铝0.5kg、十二烷基苯磺酸钠0.6kg、聚丙烯酰胺0.5kg、二氧化锰0.04kg和水15kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为360℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1060℃，时间应控制在13min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；经检验产品达到GB/T17431.1—2010中华人民共和国《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的国家标准要求。

实施例4

取实施例1的淤泥60kg、电石废渣14kg、硫酸亚铁3kg和硫酸镁12kg混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料34kg、磷石膏粉料10kg、农作物秸秆粉料16kg、木质素纤维0.04kg、碳酸钠0.7kg、硫酸铝0.6kg、十二烷基苯磺酸钠0.5kg、聚丙烯酰胺0.4kg、二氧化锰0.05kg和水18kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1070℃，时间应控制在15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；经检验产品达到GB/T17431.1—2010中华人民共和国《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的国家标准要求。

实施例5

取实施例1的淤泥66kg、电石废渣16kg、硫酸亚铁5kg和硫酸镁14kg混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料36kg、磷石膏粉料11kg、农作物秸秆粉料18kg、木质素纤维0.06kg、碳酸钠0.8kg、硫酸铝0.8kg、十二烷基苯磺酸钠0.7kg、聚丙烯酰胺0.6kg、二氧化锰0.06kg和水20kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为380℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1080℃，时间应控制在14min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；经检验产品达到GB/T17431.1—2010中华人民共和国《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的国家标准要求。

Claims (8)

1.一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它由下述重量配比的原料制成：

       淤泥                                   52～68份

       垃圾焚烧余渣粉料                       25～38份

电石废渣粉料                            8～18份

       磷石膏粉料                              5～12份

       农作物秸秆粉料                         10～20份

       木质素纤维                          0.03～0.06份

       碳酸钠                                0.6～1.0份

       硫酸铝                                0.3～0.8份

       十二烷基苯磺酸钠                      0.4～0.8份

       聚丙烯酰胺                            0.3～0.6份

       二氧化锰                            0.02～0.06份

水                                      13～22份

所述的淤泥，是经水运动漂流他处淤积起来的一种物体，由大雨、暴雨引起的洪水冲洗存入江河湖泊中的碎屑沉积形成的粘土泥和砂及生物沉积物；湖沼中有机物体死亡沉于底部形成的生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；是在清理河道、沟渠、鱼塘、山塘、湖泊、海港码头的过程中产生的一种废弃物，其含水率极高，经过机械脱水至含水率55%以下的淤泥；

所述的垃圾焚烧余渣，是居民日常的生活垃圾和办公场所、大型商场、农贸市场、园林绿化、环卫系统对道路、街道、广场、公园及其他公共场所清扫的各种垃圾，经过焚烧、发电后排出的废渣，经过分选、破碎、磁选去除废金属、再经粉碎、干燥、磨粉、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的粉料；

所述的电石废渣，是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；

所述的磷石膏，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P₂0₅)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；

所述的农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的粉料；

所述的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法，a、先将淤泥送入无轴螺旋砂水分离机，将粒径在60um以上的砂从淤泥浆中分离出来，获得含水率较低的细砂，一般比较干净，可以作为施工用料；再将从无轴螺旋砂水分离机中分离出来的淤泥水采用垃圾分离机进行垃圾分拣，将石块、生活垃圾、建筑垃圾及直径在3mm以上的颗粒分离出来，防止淤泥水中固状悬浮物进入系统中影响后续的处理流程，造成其它机械设备的损坏；b、采用全自动泥水一体化污泥脱水机将分离出来的淤泥水一次性脱水至含水率55%以下的淤泥；c、用电石废渣、硫酸亚铁和硫酸镁与脱水后的淤泥混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分处理后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料；再与垃圾焚烧余渣粉料、磷石膏粉料、农作物秸秆粉料、木质素纤维、碳酸钠、硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、二氧化锰和水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。

2. 根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的圆盘造球机的制球方法，采用全自动的工艺流程，在生料储仓出口下设置螺旋计量设备或调速皮带秤进行计量，将计量的生料送入盘式制球机，同时采用流量计，计算用水量，由管道自动泵把水喷入盘式制球机内，在制球机的旋转过程中制成各种规格粒径的生料球输出转盘后，由自动皮带机送入筛分机过筛，将合格的送入回转窑焙烧，不合格过大的返回到原料磨粉机，根据不同窑的产量，配比不同数量的盘式制球机。

3.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的陶粒的烧结方法，采用自动输送带将生料球送入带有一定斜度的回转窑进行焙烧，随着回转窑的旋转，使料球从窑尾向窑头滚动，同时将燃料从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被焙烧成强度较高的陶粒；燃烧器采用多风道燃烧器，一次风量可降低为燃烧所需风量的10%，能提高入窑二次风量，节能效果显著，多风道燃烧器分为外轴流风和内轴流风，火焰形状可以调节。

4.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的冷却方法，采用回转式冷却机，工作简单可靠，冷却机的二次风量能完全入窑，配合多风道燃烧器使用，更可以节约大量的能耗，输出冷却机的陶粒温度较低，可用手抓。

5.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的筛分方法，采用多级振动筛进行筛分，将从冷却机输出的陶粒直接输送到多级振动筛，按照要求进行多个粒径的产品分级。

6.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的包装方法，按照要求将多个粒径的产品分别送入不同的筒仓，在筒仓出口下设置自动电子计量器，使重量合格的袋装成品，由缝包机自动封口后，堆放在成品仓库，以备发货。

7.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的陶粒的烧结回转窑，采用双筒回转窑，即窑体的预热段和干燥段可单独控制其转速，以便根据料球的状态控制其预热时间；圆筒形的主窑体与水平呈3^°左右的倾角放置在托滚上，生料球从高的一端窑尾进入窑内，在窑体做回转运动的作用下，料球从高处窑尾滚落至低处窑头，同时，在窑头处，用高压风机将燃料喷入窑内，并使其充分燃烧，产生的热量使料球发生物理和化学变化，产生膨胀，经冷却后既为陶粒。

8.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法，其特征在于它按下述步骤进行：

将52～68重量份的淤泥、8～18重量份的电石废渣、2～8重量份的硫酸亚铁和8～16重量份的硫酸镁混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料；再与25～38重量份的垃圾焚烧余渣粉料、5～12重量份的磷石膏粉料、10～20重量份的农作物秸秆粉料、0.03～0.06重量份的木质素纤维、0.6～1.0重量份的碳酸钠、0.3～0.8重量份的硫酸铝、0.4～0.8重量份的十二烷基苯磺酸钠、0.3～0.6重量份的聚丙烯酰胺、0.02～0.06重量份的二氧化锰和13～22重量份水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。