CN107382113A - 一种高强再生骨料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强再生骨料及其生产方法。采用的主要原料为黄河泥沙、水处理污泥，以水处理污泥为粘结剂，各原料按比例混合，经过造粒、干燥、焙烧、冷却、粉碎制得高强再生骨料。本发明利用黄河泥沙、水处理污泥制备高强再生骨料，不仅解决当地的固废处理问题，而且获得的物理强度高的高强再生骨料可取代天然砂石骨料，减少对矿山开采，保护环境，节约自然资源，具有良好的市场前景。

Description

一种高强再生骨料及其生产方法

技术领域

本发明属于材料领域，具体设计了一种高强再生骨料及其生产方法。

技术背景

高强再生骨料是以无机材料为主要原料经过造粒、焙烧、破碎等工艺生产的一种再生骨料。根据高强再生骨料的粒径不同可以应用于各种基础建设材料。

目前市场上对砂石骨料的需求越来越大，而且现有的砂石骨料主要是通过矿山开采、破碎、筛分等工序得来，属于不可再生自然资源。基于上述原因，开发一种可再生的砂石骨料显得尤为重要。

发明内容

为解决以上问题，节约资源、保护环境，本发明提供了一种高强再生骨料及其生产方法。主要以黄河泥沙、水处理污泥为原料，通过特定工艺制备而成，利用固体废弃物生产高强再生骨料，降低对自然资源的开采，同时提高高强再生骨料的产品品质，也增加了以上废弃物的处理途径。

本发明生产出的高强再生骨料，表面粗糙程度适中，粒径在3mm-30mm，堆积密度1000-1400kg/m³，压碎值≤10％。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高强再生骨料，按重量份计，其原料配比如下：黄河泥沙70-90份，水处理污泥10-30份；

所述的黄河泥沙其粒度在180-250目；本发明中使用的黄河泥沙来源于黄河下游流域，为泥沙混合物，含有丰富的硅、铝、钙、镁、铁、钛、锰等元素，黄河泥沙中的这些元素是以金属氧化物的形式存在，在焙烧过程中有很强的助熔效果，有利于降低焙烧温度，同时黄河泥沙中的硅铝盐在焙烧过程中容易形成釉质，在强度、外观上起到较好的效果。本发明中使用黄河泥沙70-90份，黄河泥沙使用量高于此范围，会造成成球困难，成球工艺运行不稳定，同时会导致熔融现象严重，影响产品性能；使用量低于此范围，产品性能较差，不利于推广应用。

所述的水处理污泥其粒度在180-250目；水处理污泥是污水处理厂在净化污水时得到的水处理污泥沉淀物质，含有混入生活污水或工业废水中的泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物，是各种胶体、有机质及吸附的重金属(Cr、Pb、Cd、Hg)、微生物、病菌、虫卵等物质的综合体。水处理污泥中的污染物多数为有机质，化学成分上多数为碳的化合物，经过高温焙烧之后形成二氧化碳，水处理污泥在存放过程中不得混入树枝、砖瓦、垃圾等杂物，水处理污泥粒径过大造成原料成球困难，一般控制在180-250目。本发明中使用水处理污泥10-30份，使用量高于此范围，会造成焙烧温度波动较大，不利于焙烧温度制度的控制，并且产品吸水率过高；使用量低于此范围，达不到较好处理水处理污泥废弃物的目的。

所述的高强再生骨料的制备方法，具体步骤如下：

1)原料预处理：

黄河泥沙：利用窑炉余热进行预烘干，黄河泥沙含水量低于2％后经过斗提存入黄河泥沙储罐备用；

水处理污泥：利用窑炉余热进行预烘干，水处理污泥含水量低于2％后，进入干式球磨机进行粉磨，粉磨后水处理污泥细度在180-250目，再经过斗提存入水处理污泥储罐备用；

2)混合搅拌：

按照配比分别称取步骤1)预处理的黄河泥沙、水处理污泥，并将其置于搅拌机内，开始计时，搅拌120s-150s后，混合好的原料卸出，由皮带输送至成球机；

3)造粒成球：

混合料经皮带送入成球机，通过调整皮带控制进料速度，外加水经过雾化后喷入成球机，外加水的用量是物料总重的15％-25％，采用常规技术调整成球机的倾斜角度和转速来调整生料球的粒径，生料球达到粒径5mm-30mm后自动溢出成球机，由链式烘干机进行低温烘干，烘干温度为120-150℃，烘干时间30min；

4)高温焙烧：

烘干后的生料球再由皮带送入窑炉进行焙烧，窑炉由控制器设定升温速度、恒温温度、恒温时间、降温速度，所述的升温速度、降温速度均以10℃/min进行，焙烧制度具体为生料球在350℃-1000℃的温度区间滚动40min-45min，然后进入1000℃-1200℃的高温度段滚动20min-25min，经过高温煅烧后的高强再生骨料从回转窑出来之后进入三回程冷却机进行冷却。

6)破碎筛分

冷却后的高强再生骨料进入砂石破碎机进行破碎，破碎成多种粒径，不同粒径的高强再生骨料进入筛分设备进行筛分，筛分出满足不同建筑材料需求的不同粒径的高强再生骨料。

本申请利用黄河泥沙和水处理污泥烧制高强再生骨料，实现了黄河泥沙、水处理污泥两种物质的有机组合，烧制出质量优于现有砂石骨料的高强再生骨料。该高强再生骨料将重金属进行固化，对其进行放射性检测，符合GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的要求。与传统的砂石骨料相比高强再生骨料不仅强度上有很大的提高，而且高强再生骨料可通过破碎、筛分生产不同粒径的骨料，既能够满足商砼等建材对大粒径粗骨料的需求，又能够实现建筑用砂浆等建材对小粒径细骨料的需求。不但实现了固体废弃物的资源化，而且可以减少对自然资源的开采，保护环境。

具体实施方式

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。

实施例1

一种高强再生骨料，其原料为黄河泥沙、水处理污泥，以重量份计，其原料配比为：黄河泥沙70份，水处理污泥30份。

具体生产方法，步骤如下：

原料预处理：黄河泥沙，利用窑炉余热进行预烘干，黄河泥沙含水量低于2％后经过斗提存入黄河泥沙储罐备用；水处理污泥，利用窑炉余热进行预烘干，水处理污泥含水量低于2％后，进入干式球磨机进行粉磨，粉磨后水处理污泥细度在250目，再经过斗提存入水处理污泥储罐备用；

混合搅拌：按照计量分别称取预处理的黄河泥沙、水处理污泥，并将其置于搅拌机；原料全部进入搅拌机后，开始计时，搅拌120s后，混合好的原料卸出，由皮带输送至成球机；

造粒成球：混合料经皮带送入成球机，通过调整皮带控制进料速度，外加水经过雾化后喷入成球机，外加水的用量是物料总重的15％，通过调整成球机的倾斜角度和转速来调整生料球的粒径，生料球到达粒径9±2mm后自动溢出成球机，由链式烘干机进行140℃低温烘干30min；

高温焙烧：将烘干后的生料球输送至高温回转窑中进行焙烧，采用的焙烧制度为：料球在800℃低温段内滚动40min，然后滚入1150℃高温段，在高温段滚动25min，经过高温煅烧后的高强再生骨料从回转窑出来后进入冷却机，最后从冷却机出来进行破碎、筛分即得成品。

由以上方法得到的高强再生骨料，可以经过破碎筛分之后制备建筑材料用细骨料，用做各种建筑砂浆、混凝土等填充细骨料，其堆积密度1400kg/m³，表观密度为2700kg/m³，压碎指标9.5％，吸水率2.1％，表面较光滑，可替代石子、砂子等骨料生产基础建筑材料。

实施例2

一种高强再生骨料，其原料为黄河泥沙、水处理污泥。以重量份计，其原料配比为：黄河泥沙80份，水处理污泥20份。

具体生产方法，步骤如下：

原料预处理：黄河泥沙，利用窑炉余热进行预烘干，黄河泥沙含水量低于2％后经过斗提存入黄河泥沙储罐备用；水处理污泥，利用窑炉余热进行预烘干，水处理污泥含水量低于2％后，进入干式球磨机进行粉磨，粉磨后水处理污泥细度250目，再经过斗提存入水处理污泥储罐备用；

混合搅拌：按照计量分别称取预处理的黄河泥沙、水处理污泥，并将其置于搅拌机；原料全部进入搅拌机后，开始计时，搅拌130s后，混合好的原料卸出，由皮带输送至成球机；

造粒成球：混合料经皮带送入成球机，通过调整皮带控制进料速度，外加水经过雾化后喷入成球机，外加水的用量是物料总重的18％，通过调整成球机的倾斜角度和转速来调整生料球的粒径，生料球达到粒径20±2mm后自动溢出成球机，由链式烘干机进行140℃低温烘干30min；

高温焙烧：将烘干后的生料球输送至高温回转窑中进行焙烧，采用的焙烧制度为：料球在800℃温度区间内滚动40min，然后滚入1170℃高温段，在高温段滚动25min，经过高温煅烧后的高强再生骨料从回转窑出来后进入冷却机，最后从冷却机出来进行破碎、筛分。

由以上方法得到的高强再生骨料，可以经过破碎筛分之后制备建筑材料用粗骨料，用作各种混凝土包括普通混凝土、路基混凝土以及各种铺路材料，其堆积密度1300kg/m³，表观密度为2650kg/m³，压碎指标7.5％，吸水率1.8％，表面较光滑，可替代石子、砂子等骨料生产基础建筑材料。

实施例3

一种高强再生骨料，其原料为黄河泥沙、水处理污泥。以重量份计，其原料配比为：黄河泥沙90份，水处理污泥10份。

具体生产方法，步骤如下：

原料预处理：黄河泥沙，利用窑炉余热进行预烘干，黄河泥沙含水量低于2％后经过斗提存入黄河泥沙储罐备用；水处理污泥，利用窑炉余热进行预烘干，水处理污泥含水量低于2％后，进入干式球磨机进行粉磨，粉磨后水处理污泥细度250目，再经过斗提存入水处理污泥储罐备用；

混合搅拌：按照计量分别称取预处理的黄河泥沙、水处理污泥，并将其置于搅拌机；原料全部进入搅拌机后，开始计时，搅拌150s后，混合好的原料卸出，由皮带输送至成球机；

造粒成球：混合料经皮带送入成球机，通过调整皮带控制进料速度，外加水经过雾化后喷入成球机，外加水的用量是物料总重的20％，通过调整成球机的倾斜角度和转速来调整生料球的粒径，生料球达到粒径30±2mm后自动溢出成球机，由链式烘干机进行140℃低温烘干30min；

高温焙烧：将烘干后的生料球输送至高温回转窑中进行焙烧，采用的焙烧制度为：料球在800℃温度区间内滚动40min，然后滚入1190℃高温段，在高温段滚动25min，经过高温煅烧后的高强再生骨料从回转窑出来后进入冷却机，最后从冷却机出来进行破碎、筛分即得成品。

由以上方法得到的高强再生骨料，可以经过破碎筛分之后制备建筑材料用粗骨料，用于各种混凝土及铺路材料等建筑材料中粗骨料，其堆积密度1200kg/m³，表观密度2650kg/m^3，压碎指标3.0％，吸水率1.2％，表面较光滑，可替代石子、砂子等骨料生产基础建筑材料。

Claims (4)

1.一种高强再生骨料，其特征在于：该再生骨料表面粗糙程度适中，粒径在3mm-30mm，堆积密度1000-1400kg/m³，压碎值≤10％。

2.根据权利要求1所述的一种高强再生骨料，其特征在于，按重量份计，其原料配比如下：黄河泥沙70-90份，水处理污泥10-30份。

3.根据权利要求2所述的一种高强再生骨料，其特征在于，所述的黄河泥沙其粒度在180-250目，经干燥后使用；所述的水处理污泥经干燥、粉碎后其粒度在180-250目。

4.如权利要求1所述的一种高强再生骨料的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)原料预处理：

黄河泥沙：利用窑炉余热进行预烘干，黄河泥沙含水量低于2％后经过斗提存入黄河泥沙储罐备用；

水处理污泥：利用窑炉余热进行预烘干，水处理污泥含水量低于2％后，进入干式球磨机进行粉磨，粉磨后水处理污泥细度在180-250目，再经过斗提存入水处理污泥储罐备用；

2)混合搅拌：

按照配比分别称取步骤1)预处理的黄河泥沙、水处理污泥，并将其置于搅拌机内，开始计时，搅拌120s-150s后，混合好的原料卸出，由皮带输送至成球机；

3)造粒成球：

混合料经皮带送入成球机，通过调整皮带控制进料速度，外加水经过雾化后喷入成球机，外加水的用量是物料总重的15％-25％，采用常规技术调整成球机的倾斜角度和转速来调整生料球的粒径，生料球达到粒径5mm-30mm后自动溢出成球机，由链式烘干机进行低温烘干，烘干温度为120-150℃，烘干时间30min；

4)高温焙烧：

烘干后的生料球再由皮带送入窑炉进行焙烧，窑炉由控制器设定升温速度、恒温温度、恒温时间、降温速度，所述的升温速度、降温速度均以10℃/min进行，焙烧制度具体为生料球在350℃-1000℃的温度区间滚动40min-45min，然后进入1000℃-1200℃的高温度段滚动20min-25min，经过高温煅烧后的高强再生骨料从回转窑出来之后进入三回程冷却机进行冷却；

5)破碎筛分

冷却后的高强再生骨料进入砂石破碎机进行破碎，破碎成多种粒径，不同粒径的高强再生骨料进入筛分设备进行筛分，筛分出满足不同建筑材料需求的不同粒径的高强再生骨料。