CN108002859A - 一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，包括以下步骤：步骤一：在100‑140℃下，干燥污泥至含水量为30‑40％；步骤二：将污泥、高岭土、膨胀剂和CaF2研磨成混合粉末；步骤三：将混合粉末挤压造粒成陶粒生料；步骤四：以5‑10℃/min的速率升温，200‑500℃预热30‑40min，500‑1000℃烘焙50‑70min,1000‑1300℃煅烧50‑60min。其中，所述膨胀剂由20‑24份CaCO3、13‑17份MgCO3、7‑11份Na2O和30‑34份Fe2O3组成。本发明实现污泥的无害化、减量化、稳定化、资源化再生利用，生产出的陶粒稳定性强、抗压强度高、孔隙率高、密度低，具有良好的保温、隔音及防渗透作用，可与混凝土共掺作建筑材料。

Description

一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺
技术领域
本发明涉及污泥建材化技术领域，具体涉及一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺。
背景技术
目前，堆肥化技术、好氧发酵技术和厌氧消化技术是治理污泥的主要途径，但是污泥的有效利用率较低，无法完全发掘出污泥的潜在价值，造成资源的浪费，且污泥中重金属难以固定，造成二次污染。污泥的建材化技术利用污泥烧结制砖、水泥和陶粒等建筑材料，但是污泥陶粒的微孔较少、强度较低及密度相对较大，因此其稳定性和保温性较差。申请号为CN201710055896.7的专利，将30-70％的污泥、20-60％黏土和10-15％铝土矿混合均匀，再进行陈化、干燥、造粒和煅烧制得污泥陶粒，该专利简化了生产工艺，提高了污泥的处理效率，但是生产出的污泥陶粒孔隙结构较少，保温隔热效果欠佳。本发明生产出的陶粒质轻、强度高、孔隙率高，具有良好的保温、隔热、抗渗、抗震、抗冻及耐火性能，是优良的建筑材料，使污泥实现无害化、减量化、稳定化、资源化再生利用，变废为宝。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高强度污泥陶粒的制备方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，包括以下步骤：
步骤一：在100-140℃下，干燥污泥，使含水量降至30-40％；
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:(0.4-0.6)的重量比混合均匀，再加入15-25wt％的膨胀剂和2-6wt％CaF2,研磨成混合粉末；
其中，所述膨胀剂以重量份数计，包括以下组分：
步骤三：将步骤二中的混合粉末挤压造粒成陶粒生料；
步骤四：以5-10℃/min的速率升温，200-500℃预热30-40min，500-1000℃烘焙50-70min,1000-1300℃煅烧50-60min，再以3-7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
优选的是，步骤二中混合粉末粒径为0.02-0.04mm。
优选的是，步骤三中挤压压强为55-65MPa。
本发明的有益效果
(1)本发明中的高岭土含有46.54％的SiO2和39.5％的Al2O3，提高陶粒的硬度和抗压强度，此外，SiO2和Al2O3又是天然助熔剂，降低陶粒生胚软化系数，提高陶粒纯度；
(2)本发明中的膨胀剂使陶粒加热煅烧过程中，不断产生气泡，提高陶粒内部的微孔数量和微孔孔容，从而降低陶粒密度，有效减少室内外的热量传递，加强陶粒的保温、隔音及防渗透功能，Na2O在常温下能与污泥中的水反应生成O2，疏松陶粒内部结构，降低污泥含水量，MgCO3在400-500℃热分解生成MgO和CO2，CaCO3在850-1000℃热分解CaO和CO2，CaO和MgO又可作为助熔剂，脱除陶粒中的杂质成分，Fe2O3在高温条件下能与污泥中C发生氧化还原反应放出CO2；
(3)本发明中的CaF2在900-1100℃时，与SiO2反应生成Ca3O5Si，加强了陶粒分子间的作用力，提高陶粒的抗张强度和硬度，此外，CaF2可作为助熔剂和助色剂，能有效降低陶粒烧结温度，减少燃料消耗，提高陶粒的金属色泽，并能够脱去高岭土中硫、磷和氮，降低环境污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
步骤一：在100℃下，干燥污泥，使含水量降至30％；
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:0.4的重量比混合均匀，再加入15wt％的由20份CaCO3、13份MgCO3、7份Na2O和30份Fe2O3制备的膨胀剂和2wt％CaF2,研磨成0.02mm粒径的混合粉末；
步骤三：将步骤二中的混合粉末在55MPa下挤压造粒成陶粒生料；
步骤四：以5℃/min的速率升温，200℃预热30min，500℃烘焙50min,1000℃煅烧50min，再以3℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
实施例2
步骤一：在120℃下，干燥污泥，使含水量降至35％；
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:0.5的重量比混合均匀，再加入20wt％的由22份CaCO3、15份MgCO3、9份Na2O和32份Fe2O3制备的膨胀剂和4wt％CaF2,研磨成0.03mm粒径的混合粉末；
步骤三：将步骤二中的混合粉末在60MPa下挤压造粒成陶粒生料；
步骤四：以7.5℃/min的速率升温，350℃预热35min，750℃烘焙60min,1150℃煅烧55min，再以5℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
实施例3
步骤一：在140℃下，干燥污泥，使含水量降至40％；
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:0.6的重量比混合均匀，再加入25wt％的由24份CaCO3、17份MgCO3、11份Na2O和34份Fe2O3制备的膨胀剂和6wt％CaF2,研磨成0.04mm粒径的混合粉末；
步骤三：将步骤二中的混合粉末在65MPa下挤压造粒成陶粒生料；
步骤四：以10℃/min的速率升温，500℃预热40min，1000℃烘焙70min,1300℃煅烧60min，再以7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
对比例：密度为550kg/m3超轻密度陶粒。
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
堆积密度/kg/m3 382 378 394 550
抗压强度/MPa 28.3 32.6 33.2 18.4
孔隙率/％ 68 73 76 63
吸水率/％ 8.3 8.0 7.8 8.2
吸音系数/％ 69.3 72.5 74.2 63.7
导热系数W/(m·K) 0.16 0.14 0.13 0.43
软化系数 0.84 0.82 0.83 0.87
本发明生产的污泥陶粒抗压强度高，稳定性强，具有良好的隔音、保温及防潮作用，可作为建筑材料被广泛应用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (3)

1.一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在100-140℃下，干燥污泥，使含水量降至30-40％；
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:(0.4-0.6)的重量比混合均匀，再加入15-25wt％的膨胀剂和2-6wt％CaF2,研磨成混合粉末；
其中，所述膨胀剂以重量份数计，包括以下组分：
步骤三：将步骤二中的混合粉末挤压造粒成陶粒生料；
步骤四：以5-10℃/min的速率升温，200-500℃预热30-40min，500-1000℃烘焙50-70min,1000-1300℃煅烧50-60min，再以3-7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥制作轻质多孔陶粒，其特征在于，步骤二中混合粉末粒径为0.02-0.04mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用污泥制作轻质多孔陶粒，其特征在于，步骤三中挤压压强为55-65MPa。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113860908A (zh) * 2021-08-20 2021-12-31 科盛环保科技股份有限公司 一种曝气生物滤池用多孔生物滤料的制备方法
CN115073201A (zh) * 2021-12-16 2022-09-20 余光裕 一种陶粒膨胀助剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432276A (zh) * 2011-09-13 2012-05-02 苏州市亨文环保水业有限公司 CaF2污泥在陶瓷中的应用
CN102515713A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 大连理工大学 一种以玻璃废料为原料的轻质陶粒的制备方法
CN102807360A (zh) * 2012-08-28 2012-12-05 黄靖宇 采用氟化钙污泥制新型陶粒
CN104163617A (zh) * 2014-07-14 2014-11-26 深圳市环境科学研究院 一种陶粒生产方法及陶粒和陶粒的应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432276A (zh) * 2011-09-13 2012-05-02 苏州市亨文环保水业有限公司 CaF2污泥在陶瓷中的应用
CN102515713A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 大连理工大学 一种以玻璃废料为原料的轻质陶粒的制备方法
CN102807360A (zh) * 2012-08-28 2012-12-05 黄靖宇 采用氟化钙污泥制新型陶粒
CN104163617A (zh) * 2014-07-14 2014-11-26 深圳市环境科学研究院 一种陶粒生产方法及陶粒和陶粒的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张雪华: "非金属矿复合陶粒的制备及性能研究", 《中国硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
李凯琦等: "《风化型高岭土深加工技术》", 30 June 2017, 北京：中国建材工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113860908A (zh) * 2021-08-20 2021-12-31 科盛环保科技股份有限公司 一种曝气生物滤池用多孔生物滤料的制备方法
CN115073201A (zh) * 2021-12-16 2022-09-20 余光裕 一种陶粒膨胀助剂及其制备方法

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