CN107935468B - 一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法 - Google Patents

一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生态砖的制造方法，尤其是涉及一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法。其主要是解决现有技术所存在的污泥生产出来的砖块吸水率耐久性和抗蚀能力较差，砖块的养护期较长，制品的放射性核素和浸出毒素指标都较易超出范围，其强度，抗折，吸水率等物理指标和重金属参数不符合相关标准等的技术问题。本发明将含水量为70‑90%的河道淤泥投入到挤压式搅拌机中，再加入生石灰进行搅拌，得到污泥骨料，再将污泥骨料与石粉或建筑垃圾颗粒、水泥、纳米固化剂进行混合，将各组分进行加压式强力搅拌后送入到制砖机中压制成砖坯，再将砖坯进行码垛自然养护即可出成品免烧环保生态砖。

Description

一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法
技术领域
本发明涉及一种生态砖的制造方法，尤其是涉及一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法。
背景技术
城市污泥成分复杂，含有大量微生物、病原体、重金属及有机污染物等。随着全球经济的发展和改造地球地理环境活动的增加，城市水道的清淤作业的工作量越来越大。由于这些污泥或淤泥颗粒小、不易脱水、承载力低、有机物含量高、流动性大等缘故，无法直接用作填海工程、堤防工程、道路工程中的工程填土。将污泥通过固化处理技术进行资源利用成为土工材料能够解决污泥处理中的一系列难题。中国专利公开了一种污泥固化剂及其制备方法和使用方法（公开号：CN106396316A），包括液态组合物和固态组合物，组合物的投加量占污泥投加量的1～6％，固态组合物的投加量占污泥投加量的1～6％；液态组合物包括以下重量份的组分：硅酸钠2～8份，氯化镁20～40份，硫酸亚铁20～40份，有机絮凝剂1～2份，减水剂2～8份，水90～392份；固态组合物包括氧化钙、骨架剂，骨架剂与氧化钙的重量比为(0.1～3):1，骨架剂由草木灰、粉煤灰和硅藻土中的一种或多种组成；有机絮凝剂为十八烷基三甲基氯化铵；减水剂由木质磺酸盐和萘磺酸盐甲醛聚合物组成，木质磺酸盐和所述萘磺酸盐甲醛聚合物的重量比为1:(2～3)；制备污泥固化剂的方法包括以下步骤：1)干燥：采用以下A1或B1方式进行：A1、取氧化钙于105-110℃条件下进行加热烘干，将含水率降至2％以下；B1、取氧化钙和所述骨架剂分别于105-110℃条件下进行加热烘干，将含水率降至2％以下；2)制备固态组合物：采用以下A2或B2方式进行：A2、采用粉碎机将氧化钙分别逐级破碎至1mm以下，采用球磨机分别进行球磨、破碎、球磨后将氧化钙的粒径控制在200～500目，形成固态组合物；B2、采用粉碎机将钙和骨架剂分别逐级破碎至1mm以下，采用球磨机分别进行球磨、破碎、球磨后将氧化钙和骨架剂的粒径控制在200～500目；将经过处理的氧化钙和骨架剂按照重量配比混合均匀，形成固态组合物；3)制备液态组合物：采用A3方式进行：A3、将硅酸钠、氯化镁、硫酸亚铁、有机絮凝剂和减水剂按照重量配比溶解至水中，混合均匀，形成液态组合物；使用污泥固化剂的方法包括如下步骤：1)将污泥与液态组合物加入至混合装置中，在常温下搅拌30-120s，得到混合物；其中，液态组合物与污泥的重量比为(1～6):100；2)向混合物中加入固态组合物，在常温下搅拌2-5min，然后机械脱水，实现污泥的固化减量化；其中，固态组合物与污泥的重量比为(1～6):100。但是这种污泥生产出来的砖块吸水率耐久性和抗蚀能力较差，砖块的养护期较长，制品的放射性核素和浸出毒素指标都较易超出范围，其强度，抗折，吸水率等物理指标和重金属参数不符合相关标准。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法，其主要是解决现有技术所存在的污泥生产出来的砖块吸水率耐久性和抗蚀能力较差，砖块的养护期较长，制品的放射性核素和浸出毒素指标都较易超出范围，其强度，抗折，吸水率等物理指标和重金属参数不符合相关标准等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法，其特征在于所述的方法包括：将含水量为70-90%的河道淤泥投入到挤压式搅拌机中，再加入生石灰进行搅拌，得到污泥骨料，再将污泥骨料与石粉或建筑垃圾颗粒、水泥、纳米固化剂进行混合，其中各组成的重量份为：河道淤泥450-550份，生石灰300-350份，石粉或建筑垃圾颗粒350-450份，水泥60-100份，纳米固化剂60-100份，将各组分进行加压式强力搅拌后送入到制砖机中压制成砖坯，再将砖坯进行码垛自然养护即可出成品免烧环保生态砖。本发明把大分子水特制成小分子水，进行混合料搅拌，使其渗透性更好，减少水泥用量15%。本发明的纳米固化剂与淤泥混合后，在淤泥中能够大量形成富含结晶水的针状结晶体，穿插在淤泥颗粒空隙间形成强度骨架。硅酸盐类水化合物填充在强度骨架之中，使固化体系进一步密实。固化剂和部分淤泥颗粒参加化学反应，使固化材料具有不可逆的、良好的耐久性。纳米固化剂还能锁定污泥中的重金属。其作用机理是通过固化剂使有害重金属转变为不溶出态重金属，固化剂中的硫化物系统、磷酸盐系统、硅氧化合物混合作用于淤泥，无机磷可以先稳定大部分重金属，残留的重金属可以由有机硫系化合物进行稳定，硅氧化合物为它们的稳定反应提供精细架构，这样能够大幅度提高固化剂锁定重金属的效率。
作为优选，所述的纳米固化剂的组成及百分比为：水泥46-62％，丙烯酰胺1-6％，过硫酸铵0.01-0.12％，石膏14.5-30.5％，电石渣5-10％，偏铝酸钠2-12％，磷矿石3-8％。利用偏铝酸钠能够填充整个纳米固化剂中产生的空隙，这样在应用于淤泥中时，能够修复生态砖中间产生的较大间隙，增加堵漏的效果。因为偏铝酸钠有迅速凝结的效果，因此其用量既要能保证填充较大间隙，又不能使各组分在充分混合之前迅速凝结，凝结时间能够控制刚刚好。利用电石渣可以对石膏、水泥进行补充，同时能够减少生产成本。
作为优选，所述的挤压式搅拌机包括有底座，底座上设有缸体，缸体内设有转轴，转轴上连接有扇轮，缸体上连接有加压泵，缸体内设有调整板，调整板通过连杆连接有曲柄，曲柄通过弯轴连接在底座上，曲柄连接加压梁，加压梁连接有压杆。加压泵为液压泵，其可以对缸体进行加压，扇轮旋转后即可对物料进行搅拌处理。通过调整板、曲柄可以平衡缸体内的压力。
作为优选，所述的扇轮的顶部固定有调整勾。通过调整勾可以将扇轮的顶部与别的部件连接，拉动或推动调整勾，这样可以在缸体内即可调整扇轮的搅拌角度。
作为优选，所述的扇轮的外表面设有若干凸棱，凸棱上设有若干搅拌棒。通过凸棱与搅拌棒可以增加扇轮与物料之间的接触面积。
作为优选，所述的挤压式搅拌机的底部设有夹层，夹层内通入有热交换介质。夹层中通入热交换介质后可以控制整个缸体的温度，从而可以大幅提高搅拌效率。
作为优选，所述的加入石粉或建筑垃圾颗粒、水泥、纳米固化剂进行混合后，加热至30-40℃，保温5-10分钟，再降温至0-10℃，保温20-30分钟，然后升温至70-80℃，保温5-10分钟，再降温至20-30℃，保温20-30分钟，最后升温至50-60℃，保温20-30分钟，再降温至室温。 本发明通过三次升温、三次降温，可以使得各组分在每次加热混合完全后能够迅速沉淀下来，纳米固化剂能够更好地融入到组分中去，吸水率、耐久性大大增强。
因此，本发明通过纳米高效固化剂添加，使生态砖的吸水率耐久性和抗蚀能力大大增加，并缩短了生态砖的养护期。由湿态自然养护常规的28天减少为7天，制备出来的生态砖的放射性核素和浸出毒素指标都在检测的合理范围内，其强度，抗折，吸水率等物理指标和重金属参数均符合标准要求。
附图说明
附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是本发明扇轮的一种结构示意图。
图中零部件、部位及编号：底座1、缸体2、转轴3、扇轮4、加压泵5、调整板6、连杆7、曲柄8、弯轴9、加压梁10、压杆11、调整勾12、凸棱13、搅拌棒14、夹层15。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本例的一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法，其步骤为：将含水量为80%的河道淤泥500kg投入到挤压式搅拌机中，再加入生石灰335kg进行搅拌，得到污泥骨料600kg，再将污泥骨料与建筑垃圾颗粒600kg、水泥80kg、纳米固化剂80kg进行混合，将各组分进行加压式强力搅拌后送入到制砖机中压制成砖坯，再将砖坯进行码垛自然养护即可出成品免烧环保生态砖。加入石粉或建筑垃圾颗粒、水泥、纳米固化剂进行混合后，加热至35℃，保温10分钟，再降温至5℃，保温30分钟，然后升温至70℃，保温10分钟，再降温至30℃，保温30分钟，最后升温至50℃，保温30分钟，再降温至室温。其中纳米固化剂的组成为：水泥40kg，丙烯酰胺4.8kg，过硫酸铵9.6 kg，石膏50 kg，电石渣5.6 kg，偏铝酸钠4.7 kg，磷矿石4.8 kg。挤压式搅拌机包括有底座1，底座上设有缸体2，缸体内设有转轴3，转轴上连接有扇轮4，缸体上连接有加压泵5，缸体内设有调整板6，调整板通过连杆7连接有曲柄8，曲柄通过弯轴9连接在底座上，曲柄连接加压梁10，加压梁连接有压杆11。扇轮的顶部固定有调整勾12。扇轮的外表面设有若干凸棱13，凸棱上设有若干搅拌棒14。挤压式搅拌机的底部设有夹层15，夹层内通入有热交换介质。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (1)

1.一种用淤泥生产免烧环保生态砖的方法，其特征在于所述的方法包括：将含水量为70-90%的河道淤泥投入到挤压式搅拌机中，再加入生石灰进行搅拌，得到污泥骨料，再将污泥骨料与石粉或建筑垃圾颗粒、水泥、纳米固化剂进行混合，先加热至30-40℃，保温5-10分钟，再降温至0-10℃，保温20-30分钟，然后升温至70-80℃，保温5-10分钟，再降温至20-30℃，保温20-30分钟，最后升温至50-60℃，保温20-30分钟，再降温至室温；其中各组成的重量份为：河道淤泥450-550份，生石灰300-350份，石粉或建筑垃圾颗粒350-450份，水泥60-100份，纳米固化剂60-100份，其中纳米固化剂的组成及百分比为：水泥46-62％，丙烯酰胺1-6％，过硫酸铵0.01-0.12％，石膏14.5-30.5％，电石渣5-10％，偏铝酸钠2-12％，磷矿石3-8％，将各组分进行加压式强力搅拌后送入到制砖机中压制成砖坯，再将砖坯进行码垛自然养护即可出成品免烧环保生态砖；其中，挤压式搅拌机包括有底座（1），底座上设有缸体（2），缸体内设有转轴（3），转轴上连接有扇轮（4），缸体上连接有加压泵（5），缸体内设有调整板（6），调整板通过连杆（7）连接有曲柄（8），曲柄通过弯轴（9）连接在底座上，曲柄连接加压梁（10），加压梁连接有压杆（11），扇轮（4）的顶部固定有调整勾（12），所述的扇轮（4）的外表面设有若干凸棱（13），凸棱上设有若干搅拌棒（14），挤压式搅拌机的底部设有夹层（15），夹层内通入有热交换介质。
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