CN105541380B - 一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105541380B
CN105541380B CN201510964934.1A CN201510964934A CN105541380B CN 105541380 B CN105541380 B CN 105541380B CN 201510964934 A CN201510964934 A CN 201510964934A CN 105541380 B CN105541380 B CN 105541380B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
flyash
cladding
sludge ceramsite
ceramsite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510964934.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105541380A (zh
Inventor
曹建尉
赵庆朝
王志
严明明
马连涛
温鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Hengyuanli Waste Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Shandong Hengyuanli Waste Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Hengyuanli Waste Technology Co ltd, Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Shandong Hengyuanli Waste Technology Co ltd
Priority to CN201510964934.1A priority Critical patent/CN105541380B/zh
Publication of CN105541380A publication Critical patent/CN105541380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105541380B publication Critical patent/CN105541380B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/027—Lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0016—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B20/002—Hollow or porous granular materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明涉及一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法，以污泥为主要原料，以页岩、长石粉、发泡剂为辅助原料，其中干基污泥在陶粒原材料中的掺量是35.0‑58.0wt.％。首先按照设计成分配比准确称量干基污泥或具有一定水分的湿污泥、页岩、长石粉及发泡剂后混合均匀，将混合料造粒，在污泥陶粒生坯表面包覆一层粉煤灰，同时在回转窑内加入一定量的粉煤灰粉，之后对粉煤灰包覆污泥陶粒生坯进行发泡烧成，退火冷却后即可得到污泥陶粒。本发明以污泥为主要原料制备陶粒，采用粉煤灰包覆污泥陶粒可有效防止动态烧成过程中陶粒之间的相互粘连，提高陶粒成品率，同时使污水厂污泥的利用朝着无害化、减量化和资源化的方向发展，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

Description

一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种污泥陶粒及其制备方法，尤指一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法，目的在于实现污泥的资源化综合利用，同时提供一种性能优良的人造轻骨料建筑用材料。
背景技术
城市污水处理厂污泥是污水处理的伴生产物，组成极其复杂，体积大、易腐败、有恶臭。随着社会经济的快速发展和城市化水平的不断提高，我国工业污水和城市生活污水的排放量日益增多，污水收集处理率和处理深度不断提高，污泥产量也正以每年10％的速度急剧增加。由于我国污水厂建设普遍存在“重水轻泥”现象，导致污泥的处理仍处于机械脱水后外运堆存或简易填埋阶段，不仅侵占了大量土地，对土壤、地下水、地表水及空气也造成了严重的二次污染。污泥处理处置问题已经成为城市污水厂的沉重负担，甚至成为某些污水厂正常运营的巨大障碍。我国2009年实施的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》特别强调“污泥处理设施必须与污水处理设施同时投入运行”，因此，污泥的处理处置成为亟待解决的重大难题。
污泥的处置方法主要有卫生填埋、焚烧和资源化利用。卫生填埋成本低、操作简单，曾经是发达国家普遍采用的污泥处置方式。但是，污泥含水率高，遇雨季更加难以压实，加之填埋场占地大、有恶臭，其选址越来越困难，最近几年，德国、美国等发达国家己经开始禁止污泥填埋。污泥焚烧是最彻底的污泥减量化和无害化方式，在土地稀缺的日本等发达国家被广泛采用。但污泥的高含水量使得焚烧能耗巨大，焚烧设备投资和运行费用都很高，发展中国家难以承受。国内只有上海市石洞口污水处理厂采用厂内直接焚烧，而利用附近电厂的余热干化焚烧可大大降低成本。
污泥中除了有机物外往往还含有20-30％的无机物，主要是硅、铝、铁、钙等，与许多建筑材料常用的原料成分相近，利用污泥中的有机和无机成分，高温烧胀污泥陶粒、污泥砖、生态水泥等建筑材料，可同时实现污泥的减量化、无害化和资源化利用，渐渐成为近年来污泥处理处置领域的研究热点和发展方向。研究普遍认为，由于有机质含量高以及污泥中氧化物组成配比偏离陶粒烧成膨胀判据区间较大，污泥不能单独烧制陶粒，必须添加硅、铝含量高的粉煤灰、粘土、页岩等辅助材料，来提高陶粒强度。粉煤灰作为我国产量极大的典型工业固体废物，颗粒松散，疏松多孔，机械强度较高，价廉易得，具有作为物理调理剂的显著优势。粉煤灰对污泥陶粒的制备而言，是一种重要的辅助材料。
污泥陶粒具有优异的理化性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小，内部多孔，形态、成分较均匀，且具一定强度和硬度，因而具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点，可广泛应用于建材、园艺、耐火保温材料、化工、石油等部门，应用领域越来越广。
以城市污水厂污泥为主要原料制取陶粒，不仅可以解决污水厂污泥出路压力的问题，使城市污水厂污泥的利用朝着无害化、减量化和资源化的方向发展。另一方面，提供了一种性能优良的人造轻骨料建筑用材料，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
采用回转窑制备污泥陶粒，进行动态烧成时(尤其是在高温烧成过程)，陶粒生坯颗粒表面易生成熔融态粘性物质，陶粒颗粒在回转窑中滚动烧成时颗粒之间极易发生粘连，无法获得表面质硬规整的单一陶粒，严重影响了陶粒的成品率，增加了发泡陶粒生产成本，极大的制约了发泡陶粒的生产规模化。因此，发泡陶粒烧成过程中的粘连问题是我们亟待解决的难题。
发明内容
针对背景技术中目前存在的问题，本发明提供了一种以污泥为主要原料并辅以粉煤灰、页岩、长石粉以及发泡剂制备粉煤灰包覆污泥陶粒的方法，根据本发明中所述的污泥陶粒高温发泡过程中发生的粘连行为以及粉煤灰特性提出了粉煤灰包覆污泥陶粒制备新工艺，通过在污泥颗粒表面包覆一层粉煤灰层，一举攻克了污泥陶粒发泡烧成过程中的颗粒间的粘连难题。本发明制备的粉煤灰包覆污泥陶粒具有优异的理化性能，可广泛应用于建材、园艺、耐火保温材料、化工、石油等部门。
另外，本发明不仅提供一种资源化综合利用城市污水厂污泥以及粉煤灰制备粉煤灰包覆污泥陶粒的方法，最主要的是可以解决污水厂污泥出路压力的问题，使城市污水厂污泥的利用朝着无害化、减量化和资源化的方向发展。另一方面，提供了一种性能优良的人造轻骨料建筑用材料，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
为了达到上述目的，本发明通过以下具体的方案来实现：
(1)原料：将污泥置于100-150℃干燥箱烘干、粉碎或直接采用含有一定水分的湿污泥做原料，本发明中采用的污泥含水率为78.12％，烧失量为48.86％。烧失之后污泥无机成分为(按质量分数)：24.35％SiO2、5.72％Fe2O3、8.39％Al2O3、2.44％MgO、43.72％CaO、1.37％Na2O、1.26％K2O、0.82％TiO2、4.55％P2O5、0.14％MnO、7.04％SO3、0.04％CuO、0.05％ZnO、0.01％ZrO2、0.05％SrO、0.03％Cr2O3、0.01％NiO、0.01％Rb2O。
本发明中采用的其他辅助原料的成分如下：
页岩成分为(按质量分数)：0.34％Na2O、1.27％MgO、27.73％Al2O3、44.40％SiO2、0.32％P2O5、6.21％SO3、1.24％K2O、10.86％CaO、1.21％TiO2、0.09％Cr2O3、0.07％MnO、5.56％Fe2O3、0.02％NiO、0.01％CuO、0.05％ZnO、0.06％Ga2O3、0.01％SeO2、0.09％SrO、0.06％ZrO2、0.03％La2O3、0.02％PbO、0.35％F；
长石粉成分为(按质量分数)：4.19％Na2O、0.43％MgO、19.53％Al2O3、66.53％SiO2、0.04％P2O5、0.02％SO3、6.19％K2O、1.49％CaO、0.15％TiO2、0.03％MnO、1.32％Fe2O3、0.05％SrO、0.03％BaO；
粉煤灰成分为(按质量分数)：0.49％Na2O、0.87％MgO、27.80％Al2O3、43.99％SiO2、0.25％P2O5、2.19％SO3、0.57％K2O、16.02％CaO、1.10％TiO2、0.19％MnO、6.14％Fe2O3、0.01％NiO、0.01％CuO、0.02％ZnO、0.01％Ga2O3、0.24％SrO、0.06％ZrO2、0.03％BaO、0.01％PbO；
本发明采用碳化硅(SiC)、碳粉(C)中的一种或两种作为污泥陶粒的发泡剂。
(2)配料：按照成分配比精确称量占原材料总重量35.0-58.0wt％的干基污泥或一定含水率的湿污泥，占原材料总重量30.0-38.0wt％的页岩，占原材料总重量15.0-23.0wt.％的长石粉，占原材料总重量0.1-10.0wt％的发泡剂，碳化硅(SiC)作为单一发泡剂时的添加比例为0.1-3.0％；碳粉(C)作为单一发泡剂时的添加比例为2.0％-10.0％；碳化硅(SiC)和碳粉(C)复合作为发泡剂时，添加的比例为：0.1-2.3％、2.0-8.5％。
(3)混料：将精确称量的污泥、页岩、长石粉及发泡剂放入混料机混合均匀，得到污泥陶粒基础混合料，调整其含水率范围为25.0-40％；
(4)造粒：采用对辊成型机或平模成型机对步骤(3)中的基础混合料进行造粒处理，制成直径为5-20mm的污泥颗粒。
(5)粉煤灰包覆：采用粉煤灰对步骤(4)中的污泥颗粒进行包覆，主要包括静态包覆和动态包覆两个方面。静态包覆主要指：(1)将污泥颗粒放入干基粉煤灰粉中过滤，使污泥颗粒表层自然粘附一层粉煤灰；(2)将污泥颗粒放入粉煤灰浆料中进行浸润，在污泥颗粒表层粘附一层粉煤灰浆料。动态包覆指：污泥颗粒在回转窑内烧成时，在回转窑内加入一定量的粉煤灰粉，使污泥颗粒处于粉煤灰粉包覆中，加入粉煤灰粉的比例为污泥颗粒堆积体积的10.0-50.0％。
(6)干燥：将步骤(5)中的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯置于100-150℃烘箱中烘干；
(7)烧成：在回转窑内加入一定量的粉煤灰粉，使步骤(6)中的粉煤灰静态包覆的污泥陶粒处于粉煤灰粉包覆中，加入粉煤灰粉的比例为污泥颗粒堆积体积的10.0-50.0％。之后对粉煤灰静态包覆污泥陶粒生坯进行烧成，烧成制度为：以10.0-15.0℃/min的速率升温至600-650℃，保温5.0-10.0min；以20.0-25.0℃/min的速率升温至800-1150℃，保温15.0-60.0min；自然冷却至50℃以下，得到粉煤灰包覆污泥陶粒；
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明针对污泥陶粒在回转窑中烧成时颗粒间极易发生粘连行为，提出在污泥陶粒表面包覆一层粉煤灰的方法，污泥陶粒在高温烧成时粉煤灰层的存在避免了陶粒间的粘连。另一方面，粉煤灰促进陶粒表层粘性物质粘度增大，有效抑制发泡气体从坯体中逸出，减少在陶粒表面形成的微孔，使得污泥陶粒获得一个外观规整质硬的外表面，而未逸出的气体使得污泥颗粒内部形成均匀多孔结构。
(2)本发明以污泥为主要原料生产轻质高强多用途陶粒，实现了污泥的资源化综合利用，干基污泥在陶粒原材料中的掺量高达58.0wt.％，降低了陶粒生产成本，避免了污泥任意堆放对大气、水体、土壤产生二次污染。
(3)根据本制备方法制得的粉煤灰包覆污泥陶粒外表坚硬，内部有许许多多的微孔，筒压强度高达6.0MPa，堆积密度最低可达到554kg/m3，可广泛应用于建材、园艺、耐火保温材料、化工、石油等部门。
附图说明
图1为本发明中粉煤灰包覆污泥陶粒制备工艺流程；
图2粉煤灰包覆污泥陶粒生坯示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释
本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。而且本发明通过下面实施例，本领域技术人员是能够完全实现本发明权利要求记载的所有内容的。
实施例1
一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将污泥置于110℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精确称量45.0g脱水污泥，30.8g页岩，22.0g长石粉，2.2g碳化硅。将精确称量的脱水污泥、页岩、长石粉及碳化硅放入混料机混合均匀，得到污泥陶粒基础混合料；
(2)对污泥陶粒基础混合料进行造粒处理，制成直径为5-20mm的球状颗粒，之后在球状颗粒表面包覆一层粉煤灰层，即得到粉煤灰包覆污泥陶粒生坯；
(3)将得到的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯置于110℃烘箱中烘干；
(4)对所述步骤(3)中的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯进行烧成处理，烧成制度为：以10.0℃/min的速率升温至600℃，保温10.0min；以20.0℃/min的速率升温至1130℃，保温25.0min；自然冷却至50℃以下，得到粉煤灰包覆污泥陶粒；
(5)所述步骤(4)得到的粉煤灰包覆污泥陶粒筒压强度为5.65MPa，堆积密度为785kg/m3。
实施例2
一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将污泥置于110℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精确称量46.0g脱水污泥，32.8g页岩，18.7g长石粉，2.5g碳化硅。将精确称量的脱水污泥、页岩、长石粉及碳化硅放入混料机混合均匀，得到污泥陶粒基础混合料；
(2)对污泥陶粒基础混合料进行造粒处理，制成直径为5-20mm的球状颗粒，之后在球状颗粒表面包覆一层粉煤灰层，即得到粉煤灰包覆污泥陶粒生坯；
(3)将得到的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯置于120℃烘箱中烘干；
(4)对所述步骤(3)中的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯进行烧成处理，烧成制度为：以12.0℃/min的速率升温至620℃，保温8.0min；以22.0℃/min的速率升温至1135℃，保温22.0min；自然冷却至50℃以下，得到粉煤灰包覆污泥陶粒；
(5)所述步骤(4)得到的粉煤灰包覆污泥陶粒筒压强度为4.12MPa，堆积密度为695kg/m3。
实施例3
一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将污泥置于110℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精确称量50.0g脱水污泥，31.2g页岩，16.1g长石粉，2.7g碳化硅。将精确称量的脱水污泥、页岩、长石粉及碳化硅放入混料机混合均匀，得到污泥陶粒基础混合料；
(2)对污泥陶粒基础混合料进行造粒处理，制成直径为5-20mm的球状颗粒，之后在球状颗粒表面包覆一层粉煤灰层，即得到粉煤灰包覆污泥陶粒生坯；
(3)将得到的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯置于130℃烘箱中烘干；
(4)对所述步骤(3)中的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯进行烧成处理，烧成制度为：以14.0℃/min的速率升温至630℃，保温6.0min；以23.0℃/min的速率升温至1145℃，保温20.0min；自然冷却至50℃以下，得到粉煤灰包覆污泥陶粒；
(5)所述步骤(4)得到的粉煤灰包覆污泥陶粒筒压强度为3.94MPa，堆积密度为666kg/m3。
实施例4
一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法，包括以下步骤：
(1)，按照成分配比精确称量123g含水率为52.8％的湿污泥，30.0g页岩，15.0g长石粉，0.5g碳化硅以及3.0g碳粉。将精确称量的含水率为52.8％的湿污泥、页岩、长石粉、碳化硅及碳粉放入混料机混合均匀，得到污泥陶粒基础混合料；
(2)对污泥陶粒基础混合料进行造粒处理，制成直径为5-20mm的球状颗粒，之后在球状颗粒表面包覆一层粉煤灰层，即得到粉煤灰包覆污泥陶粒生坯；
(3)将得到的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯置于140℃烘箱中烘干；
(4)对所述步骤(3)中的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯进行烧成处理，烧成制度为：以15.0℃/min的速率升温至650℃，保温5.0min；以25.0℃/min的速率升温至1150℃，保温15.0min；自然冷却至50℃以下，得到粉煤灰包覆污泥陶粒；
(5)所述步骤(4)得到的粉煤灰包覆污泥陶粒筒压强度为3.28MPa，堆积密度为554kg/m3。
需要说明的是，按照本发明上述各实施例，本领域技术人员是完全可以实现本发明独立权利要求及从属权利的全部范围的，实现过程及方法同上述各实施例；且本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种粉煤灰包覆污泥陶粒，其特征在于：所述粉煤灰包覆污泥陶粒由污泥、页岩、长石粉、发泡剂及粉煤灰制备，其中干基污泥或湿污泥折算成干污泥在原材料中的掺量是35.0-58.0wt.％，页岩占原材料总重量的30.0-38.0wt.％，长石粉占原材料总重量的15.0-23.0wt.％，发泡剂占原材料总重量的0.1-10.0wt.％，加入粉煤灰粉的比例为污泥颗粒堆积体积的10.0-50.0％。
2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰包覆污泥陶粒，其特征在于：所用污泥的含水率为78.12％，烧失量为48.86％，污泥烧失之后成分按质量分数计为：24.35％SiO2、5.72％Fe2O3、8.39％Al2O3、2.44％MgO、43.72％CaO、1.37％Na2O、1.26％K2O、0.82％TiO2、4.55％P2O5、0.14％MnO、7.04％SO3、0.04％CuO、0.05％ZnO、0.01％ZrO2、0.05％SrO、0.03％Cr2O3、0.01％NiO、0.01％Rb2O。
3.根据权利要求1所述的一种粉煤灰包覆污泥陶粒，其特征在于：所用页岩成分按质量分数计为：0.34％Na2O、1.27％MgO、27.73％Al2O3、44.40％SiO2、0.32％P2O5、6.21％SO3、1.24％K2O、10.86％CaO、1.21％TiO2、0.09％Cr2O3、0.07％MnO、5.56％Fe2O3、0.02％NiO、0.01％CuO、0.05％ZnO、0.06％Ga2O3、0.01％SeO2、0.09％SrO、0.06％ZrO2、0.03％La2O3、0.02％PbO、0.35％F；所用长石粉成分按质量分数计为：4.19％Na2O、0.43％MgO、19.53％Al2O3、66.53％SiO2、0.04％P2O5、0.02％SO3、6.19％K2O、1.49％CaO、0.15％TiO2、0.03％MnO、1.32％Fe2O3、0.05％SrO、0.03％BaO；所用粉煤灰成分按质量分数计 为：0.49％Na2O、0.87％MgO、27.80％Al2O3、43.99％SiO2、0.25％P2O5、2.19％SO3、0.57％K2O、16.02％CaO、1.10％TiO2、0.19％MnO、6.14％Fe2O3、0.01％NiO、0.01％CuO、0.02％ZnO、0.01％Ga2O3、0.24％SrO、0.06％ZrO2、0.03％BaO、0.01％PbO。
4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰包覆污泥陶粒，其特征在于：所用发泡剂为：碳化硅、碳粉中的一种或两种；碳化硅作为单一发泡剂时的添加比例为0.1-3.0％；碳粉作为单一发泡剂时的添加比例为2.0％-10.0％；碳化硅和碳粉复合作为发泡剂时，添加的比例为：0.1-2.3％、2.0-8.5％。
5.根据权利要求1所述的一种粉煤灰包覆污泥陶粒，其特征在于：采用干基粉煤灰粉或粉煤灰浆料对造粒成型之后的污泥陶粒生坯进行包覆，污泥陶粒的烧成温度范围为800-1150℃，在回转窑中进行动态烧成时，陶粒生坯颗粒表面易生成熔融态粘性物质，陶粒颗粒在回转窑中滚动烧成时颗粒之间极易发生粘连，因此提出在污泥陶粒生坯表面包覆一层粉煤灰层，粉煤灰层的存在抑制了陶粒表面熔融态粘性物质的形成，有效阻止陶粒颗粒之间的粘连，同时粉煤灰包覆层的存在可使污泥陶粒获得质好坚硬的外表面。
6.一种粉煤灰包覆污泥陶粒的制备方法，其特征在于：首先，将污泥烘干或直接采用含有一定水分的湿污泥，按照权利要求1所述的成分配比，将污泥、页岩、长石粉和发泡剂混合均匀，形成污泥陶粒基础混合料，将混合料进行造粒处理，之后在污泥颗粒表面包覆一层粉煤灰，形成粉煤灰包覆污泥陶粒生坯，对粉煤灰包覆污泥陶粒生 坯进行烧成处理，退火冷却后即可得到粉煤灰包覆污泥陶粒，具体步骤如下：
(1)原料：将污泥置于100-150℃干燥箱烘干、粉碎或直接采用含有一定水分的湿污泥做原料；
(2)配料：按照成分配比精确称量占原材料总重量35.0-58.0wt％的干基污泥或含有一定水分的湿污泥，占原材料总重量30.0-38.0wt％的页岩，占原材料总重量15.0-23.0wt.％的长石粉，占原材料总重量0.1-10.0wt％的发泡剂；
(3)混料：将精确称量的干基污泥或含有一定水分的湿污泥、页岩、长石粉及发泡剂放入混料机混合均匀，得到污泥陶粒基础混合料；
(4)造粒：对步骤(3)中的基础混合料进行造粒处理，制成直径为5-20mm的污泥陶粒颗粒；
(5)粉煤灰包覆：采用粉煤灰对污泥颗粒进行包覆，主要包括静态包覆和动态包覆两个方面，静态包覆主要指：(a)将污泥颗粒放入干基粉煤灰粉中过滤，使污泥颗粒表层自然粘附一层粉煤灰；(b)将污泥颗粒放入粉煤灰浆料中进行浸润，在污泥颗粒表层粘附一层粉煤灰浆料；动态包覆指：污泥颗粒在回转窑内烧成时，在回转窑内加入一定量的粉煤灰粉，使污泥颗粒处于粉煤灰粉包覆中，加入粉煤灰粉的比例为污泥颗粒堆积体积的10.0-50.0％；
(6)干燥：将步骤(5)中的通过静态包覆的污泥陶粒生坯置于100-150℃烘箱中烘干；
(7)烧成：对步骤(6)中的粉煤灰包覆污泥陶粒生坯进行烧成处理，烧成制度为：以10.0-15.0℃/min的速率升温至600-650℃，保温5.0-10.0min；以20.0-25.0℃/min的速率升温至800-1150℃，保温15.0-60.0min；自然冷却至50℃以下，得到粉煤灰包覆污泥陶粒。
CN201510964934.1A 2015-12-21 2015-12-21 一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法 Active CN105541380B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510964934.1A CN105541380B (zh) 2015-12-21 2015-12-21 一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510964934.1A CN105541380B (zh) 2015-12-21 2015-12-21 一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105541380A CN105541380A (zh) 2016-05-04
CN105541380B true CN105541380B (zh) 2018-03-23

Family

ID=55821002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510964934.1A Active CN105541380B (zh) 2015-12-21 2015-12-21 一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105541380B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106242514A (zh) * 2016-08-05 2016-12-21 中国科学院过程工程研究所 一种复合固废轻质高强陶粒及其制备方法
CN106635238B (zh) * 2016-12-28 2020-05-29 深圳市桃洲园林环保科技有限公司 用市政污泥制备轻质颗粒的方法和应用
CN108863432B (zh) * 2018-07-10 2022-06-03 山东京泰再生资源有限公司 一种固废空心陶粒及其制备方法
CN109400128B (zh) * 2018-11-08 2021-11-30 浙江皓翔矿业有限公司 一种含叶腊石粉体的铝碳质耐火材料及其制备方法
CN109384405A (zh) * 2018-11-19 2019-02-26 西安建筑科技大学 一种高强陶粒及利用城市污泥制备其的方法与系统
CN109336640B (zh) * 2018-12-10 2021-12-14 青岛海通鑫瑞实业有限公司 一种炭基材料在建筑保温行业的应用
CN111410541A (zh) * 2019-01-07 2020-07-14 陕西中宇工贸有限公司 一种环保型多用途城市污泥建筑材料及其制备方法
CN109694234A (zh) * 2019-02-26 2019-04-30 北京建筑大学 利用给水厂污泥制备透水砖的方法
CN109824378A (zh) * 2019-03-05 2019-05-31 辽宁罕王绿色建材有限公司 一种通孔发泡陶瓷的制造方法
CN111689786A (zh) * 2019-03-15 2020-09-22 中国石油化工股份有限公司 利用石化剩余污泥制备陶粒的方法
CN110229014A (zh) * 2019-06-27 2019-09-13 上海大学 一种利用钢厂污泥制备而得的轻骨料及其制备方法
CN110550936A (zh) * 2019-09-20 2019-12-10 沈阳航空航天大学 一种利用污泥浆料提高陶粒外釉质层厚度的方法
CN111732357A (zh) * 2020-08-11 2020-10-02 华电电力科学研究院有限公司 一种利用粉煤灰和城市污泥制备轻骨料的系统和方法
CN113292355A (zh) * 2021-04-20 2021-08-24 广西壮族自治区环境保护科学研究院 一种利用污水处理厂污泥制备陶粒的方法
CN113735475B (zh) * 2021-09-03 2023-01-31 天津水泥工业设计研究院有限公司 一种轻质陶粒及其制备方法
CN115745651B (zh) * 2022-11-22 2023-11-14 苏州市宏宇环境科技股份有限公司 一种轻质多孔污泥陶粒的制备方法
CN116283349B (zh) * 2023-03-23 2024-05-24 湖南华信陶粒科技有限公司 一种页岩陶粒混凝土及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1442378A (zh) * 2002-03-04 2003-09-17 天津市市政工程研究院 污水处理厂污泥无害化烧结处理的方法
CN1468827A (zh) * 2002-06-28 2004-01-21 张传镁 瓷渣陶粒及其制备方法
CN101576262A (zh) * 2008-05-05 2009-11-11 王永清 一种污水厂污泥的处理方法及所用的装置
CN102249584A (zh) * 2011-05-17 2011-11-23 惠州绿润环保科技有限公司 一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒
CN102505059A (zh) * 2011-11-21 2012-06-20 北京科技大学 一种污泥基绿色还原剂及使用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1442378A (zh) * 2002-03-04 2003-09-17 天津市市政工程研究院 污水处理厂污泥无害化烧结处理的方法
CN1468827A (zh) * 2002-06-28 2004-01-21 张传镁 瓷渣陶粒及其制备方法
CN101576262A (zh) * 2008-05-05 2009-11-11 王永清 一种污水厂污泥的处理方法及所用的装置
CN102249584A (zh) * 2011-05-17 2011-11-23 惠州绿润环保科技有限公司 一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒
CN102505059A (zh) * 2011-11-21 2012-06-20 北京科技大学 一种污泥基绿色还原剂及使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105541380A (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105541380B (zh) 一种粉煤灰包覆污泥陶粒及其制备方法
CN103172347B (zh) 一种用陶瓷废泥生产的烧结多孔轻质保温砖及其制造方法
CN106242514A (zh) 一种复合固废轻质高强陶粒及其制备方法
CN106007776B (zh) 一种污泥热解生物炭制备陶粒的方法与装置
CN107721455A (zh) 一种由固体废弃物制备的陶粒、其制备方法及应用
Lynn et al. Sewage sludge ash characteristics and potential for use in bricks, tiles and glass ceramics
CN109704725B (zh) 城镇污水处理污泥陶瓷抛光渣陶粒及其制备方法
CN108840710A (zh) 利用锂尾矿及钢渣尾矿生产发泡陶瓷建筑保温材料的方法
CN103553556B (zh) 一种利用煤泥、城市污泥和脱硫灰生产建筑陶粒的方法
JP2002003248A (ja) ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法
CN109734418A (zh) 一种粉煤灰与污泥混合制作陶粒的方法及系统
CN109384405A (zh) 一种高强陶粒及利用城市污泥制备其的方法与系统
KR20050021036A (ko) 도시/산업 쓰레기 소각재를 이용한 경량골재 제조방법
CN106938895A (zh) 一种红土镍矿酸浸废渣生产建筑陶粒的方法
JP2001163647A (ja) ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法およびこの方法によって得られた人工骨材
CN102051943B (zh) 一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法
KR100450898B1 (ko) 하수슬러지를 이용한 소성 건자재 제조방법
CN107903034A (zh) 一种海绵体陶瓷砖及其生产方法
CN106082736A (zh) 钡渣陶瓷骨料及其制造方法
KR20000072111A (ko) 경량 골재용 조성물 및 그 제조방법
KR100769954B1 (ko) 유·무기성 폐기물을 복합적으로 이용한 경량골재 제조방법
KR100392933B1 (ko) 경량 골재용 조성물
KR20020044899A (ko) 경량 골재용 조성물 및 그 제조방법
JPH11292611A (ja) 下水汚泥・都市ゴミを有効利用した煉瓦製造方法
KR20030083497A (ko) 건축용 저온소결 벽돌의 조성물 및 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant