CN108329013A - 一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法 - Google Patents

一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，包括如下步骤：首先，对废泥浆进行固液分离，抽出上清液，得到固相湿泥浆；其次，在固相湿泥浆内加入固化剂，固相湿泥浆固化形成泥饼；然后，将泥饼压制成型并形成湿砖坯，并进行干燥；最后将干燥后的砖坯烧制，制成烧结砖；通过脱水剂和絮凝剂对废弃水基泥浆进行固结处理，减少泥浆的碱性腐蚀，可对废泥浆的上清液和固相湿泥浆分离，并且分别进行回收利用，将液体进行循环利用不对外排放，在固相湿泥浆内添加固化剂可对固相湿泥浆的性质进行改变，成为具有水泥特征的烧砖材质，减少废泥浆的对外排放量，避免废泥浆中的有害物质对环境造成污染和破坏。

Description

一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法
技术领域
本发明涉及水基泥浆技术领域，具体为一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法。
背景技术
在油田的钻进过程中，钻井泥浆可对对地层压力起到平衡作用，对于岩屑的提升。钻井钻头的冷却、钻速的提高和钻具的润滑起到了非常有效的作用，因而钻井泥浆是钻井工作的顺利发展必不可少的物质，在科学技术不断发展的今天，为了使钻井的安全性及钻井的速度得到提升，构成钻井液的化学药品的种类和数量变得越来越多，对环境的影响就越来越大。
随着我国石油工业的快速发展，钻井作业所造成的污染问题也越来越严重，由于成本等多方面的因素，以前大多数的油田对钻井泥浆的处理方式大都选择填埋处理，即在钻井前先在合适的位置挖一个泥浆池，然后借助自然条件进行蒸发和干燥，最后在其表面填埋表土进行掩埋，这种处理方式在雨水少的地方取得较好的效果，但是在雨水较多或者水源较为丰富的地方，废弃钻井液容易泄露，对附近的土壤和水源造成严重的污染。
水基泥浆和油基泥浆是钻井泥浆中最重要的两大类泥浆，废泥浆由于所添加的化学成分多种多样，其特性比较复杂，钻井废泥浆一般呈粘稠或者半流体的状态，而且废泥浆的自然干结过程特别慢，干结后遇水浸湿又会呈现出废泥浆的相关特性。
目前对废泥浆的处理方法是使用废泥浆制作烧结砖，现有的泥浆烧结砖的工艺流程主要有：脱水、自燃晾晒或人工干燥后，加入粘土、干粉添加剂、改性剂、尾矿等进行配料，再经过干燥、烧制得到制品。因为污泥中脱水因其比阻较大，现有技术对污泥脱水效果不明显，脱水后污泥含水率仍高达80％，为达到砖坯成型含水率一般要控制在30％以下的要求，选用自然晾晒或人工干燥加速脱水的方式投入大、能耗高，成本高。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，通过脱水剂和絮凝剂对废弃水基泥浆进行固结处理，减少泥浆的碱性腐蚀，可对废泥浆的上清液和固相湿泥浆分离，并且分别进行回收利用，将液体进行循环利用不对外排放，在固相湿泥浆内添加固化剂可对固相湿泥浆的性质进行改变，成为具有水泥特征的烧砖材质，减少废泥浆的对外排放量，避免废泥浆中的有害物质对环境造成污染和破坏，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，包括如下步骤：
S100、对废泥浆进行固液分离，得到固相湿泥浆；
S200、在固相湿泥浆内加入固化剂形成泥饼；
S300、将泥饼压制成型并形成湿砖坯，并进行干燥；
S400、将砖坯烧制，制成烧结砖。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S100中，对废泥浆进行固液分离具体步骤如下：
S101、将脱稳剂溶液导入废泥浆池内，使用搅拌装置对废泥浆进行均匀搅拌；
S102、再将絮凝剂加入废泥浆内，同样使用搅拌装置对废泥浆进行均匀搅拌；
S103、静置8分钟至10分钟，将废泥浆分离的上清液取出，得到固相湿泥浆。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S101中，脱稳剂溶液的组分以及各组分之间的重量百分比为：
无水氯化钙40％～45％；
氯化镁40％～45％；
水10％～20％；
脱稳剂溶液的加入量为泥浆总重量的6％～10％。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S102中，絮凝剂的组分以及各组分之间的重量百分比为：
聚合氯化铝20％～25％；
聚合硫酸铝20％～25％；
聚合氯化铁15％～20％；
聚合硫酸铁10％～15％；
水与乙醇混合溶液15％～35％；
絮凝剂溶液的加入量为泥浆总重量的6％～10％。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S200中，固化剂的组分以及各组分之间的重量百分比为：
高铝水泥：10％～15％；
粉煤灰：10％～15％；
生石灰：10％～15％；
干化矿石微粉：20％～25％；
脱稳剂溶液的加入量为泥浆总重量的60％～70％。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S200中，固化剂加入固相湿泥浆制成泥饼的具体步骤如下：
S201、将干化矿石微粉依次加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S202、静置8分钟至10分钟，将粉煤灰加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S203、静置5分钟至8分钟，将生石灰加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S204、静置5分钟至8分钟，将高铝水泥加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S205、进行多次循环搅拌之后，直至固化剂与固相湿泥浆完全融合。
作为本发明一种优选的技术方案，干化矿石微粉为长石尾矿、石英岩尾矿、废弃红砖中的一种或多种，粒度为0.5mm～3mm、碳酸盐含量<10％。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S300中，将湿砖坯进行干燥的方式为室温干燥或者干燥室干燥，得到待烧制砖坯。
作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S400中、将砖坯烧制的具体条件为：将所述待烧制砖坯在950℃～1050℃温度下进行烧制，烧制180～300分钟，即可生产出烧结砖。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过脱水剂和絮凝剂对废弃水基泥浆进行固结处理，减少泥浆的碱性腐蚀，可对废泥浆的上清液和固相湿泥浆分离，并且分别进行回收利用，将液体进行循环利用不对外排放，在固相湿泥浆内添加固化剂可对固相湿泥浆的性质进行改变，成为具有水泥特征的烧砖材质，减少废泥浆的对外排放量，避免废泥浆中的有害物质对环境造成污染和破坏。
附图说明
图1为本发明的整体流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，包括如下步骤：
S100、对废泥浆进行固液分离，得到固相湿泥浆；
在步骤S100中，对废泥浆进行固液分离具体步骤如下：
S101、将脱稳剂溶液导入废泥浆池内，使用搅拌装置对废泥浆进行均匀搅拌；
S102、再将絮凝剂加入废泥浆内，同样使用搅拌装置对废泥浆进行均匀搅拌；
S103、静置8分钟至10分钟，将废泥浆分离的上清液取出，得到固相湿泥浆。
使用脱稳剂溶液和絮凝剂可将废泥浆内的水完全分离，得到固相湿泥浆，絮凝剂增加固液分离的速度，静置8分钟至10分钟可使固液完全分离。
在步骤S101中，脱稳剂溶液的组分以及各组分之间的重量百分比为：
无水氯化钙40％～45％；
氯化镁40％～45％；
水10％～20％；
脱稳剂溶液的加入量为泥浆总重量的6％～10％。
氯化钙是氯离子与钙离子形成的盐，无水氯化钙有强吸湿性，用于各种物质的干燥剂，此外还用作马路防尘，土质改良剂，冷冻剂，净水剂，上桨剂。
氯化镁和无水氯化钙的通性为易吸潮，易溶入水，从而可对废泥浆进行脱水作用，实现固液分离。
在步骤S102中，絮凝剂的组分以及各组分之间的重量百分比为：
聚合氯化铝20％～25％；
聚合硫酸铝20％～25％；
聚合氯化铁15％～20％；
聚合硫酸铁10％～15％；
水与乙醇混合溶液15％～35％；
絮凝剂溶液的加入量为泥浆总重量的6％～10％。
聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁为无机聚合物絮凝剂的主要代表，无机聚合物絮凝剂的效果比其他无机絮凝剂效果好，原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。
需要补充说明的是，所述废气水基泥浆的含水率为＜90％，脱水后的混合料固相湿泥浆含水率＜70％。
S200、在固相湿泥浆内加入固化剂形成泥饼；
在步骤S200中，固化剂的组分以及各组分之间的重量百分比为：
高铝水泥：10％～15％；
粉煤灰：10％～15％；
生石灰：10％～15％；
干化矿石微粉：20％～25％；
脱稳剂溶液的加入量为泥浆总重量的60％～70％。
在步骤S200中，固化剂加入固相湿泥浆制成泥饼的具体步骤如下：
S201、将干化矿石微粉依次加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S202、静置8分钟至10分钟，将粉煤灰加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S203、静置5分钟至8分钟，将生石灰加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S204、静置5分钟至8分钟，将高铝水泥加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S205、进行多次循环搅拌之后，直至固化剂与固相湿泥浆完全融合。
干化矿石微粉为长石尾矿、石英岩尾矿、废弃红砖中的一种或多种，粒度为0.5mm～3mm、碳酸盐含量<10％。
将固化剂分次加入固相湿泥浆内，便于与泥浆的充分融合，同时也便于搅拌直至完全混合，固化剂内的高铝水泥和干化矿石微粉可对固相湿泥浆的性质进行改变，使其具有水泥黏附的性质。
粉煤灰主要为烟灰和和氧化铝混合状态的粉末，具有较强的吸附作用，能够较有效的阻止重金属的溶出，而且高铝水泥和生石灰具有较强水合的水硬胶凝作用，对固化强度影响显著，同时PH值高，可以加快对金属氢氧化物的连续封闭。
需要补充说明的是，所述固化剂的加入量时根据固相湿泥浆的湿度和泥浆密度可进行调整，当泥浆密度为1.4g/cm3，固化剂加入量为50％，当泥浆密度为1.4g/cm3，固化剂加入量为25％，加入固化剂之后的泥饼含水量＜30％。
S300、将泥饼压制成型并形成湿砖坯，并进行干燥；
在步骤S300中，将湿砖坯进行干燥的方式为室温干燥或者干燥室干燥，得到待烧制砖坯。
S400、将砖坯烧制，制成烧结砖。
在步骤S400中、将砖坯烧制的具体条件为：将所述待烧制砖坯在950℃～1050℃温度下进行烧制，烧制180～300分钟，即可生产出烧结砖。
950～1050℃的烧制温度可有效固化污泥中重金属等污染物，且该温度烧制使得污泥中的有机质充分燃烧，一方面避免了二噁英等有毒气体的产生，另一方面有机质的燃烧可以作为补充能源降低了烧结砖的能耗。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、对废泥浆进行固液分离，得到固相湿泥浆；
S200、在固相湿泥浆内加入固化剂形成泥饼；
S300、将泥饼压制成型并形成湿砖坯，并进行干燥；
S400、将砖坯烧制，制成烧结砖。
2.根据权利要求1所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S100中，对废泥浆进行固液分离具体步骤如下：
S101、将脱稳剂溶液导入废泥浆池内，使用搅拌装置对废泥浆进行均匀搅拌；
S102、再将絮凝剂加入废泥浆内，同样使用搅拌装置对废泥浆进行均匀搅拌；
S103、静置8分钟至10分钟，将废泥浆分离的上清液取出，得到固相湿泥浆。
3.根据权利要求2所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S101中，脱稳剂溶液的组分以及各组分之间的重量百分比为：
无水氯化钙 40％～45％；
氯化镁 40％～45％；
水 10％～20％；
脱稳剂溶液的加入量为泥浆总重量的6％～10％。
4.根据权利要求2所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S102中，絮凝剂的组分以及各组分之间的重量百分比为：
聚合氯化铝 20％～25％；
聚合硫酸铝 20％～25％；
聚合氯化铁 15％～20％；
聚合硫酸铁 10％～15％；
水与乙醇混合溶液 15％～35％；
絮凝剂溶液的加入量为泥浆总重量的 6％～10％。
5.根据权利要求1所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S200中，固化剂的组分以及各组分之间的重量百分比为：
高铝水泥：10％～15％；
粉煤灰：10％～15％；
生石灰：10％～15％；
干化矿石微粉：20％～25％；
脱稳剂溶液的加入量为泥浆总重量的 60％～70％。
6.根据权利要求5所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S200中，固化剂加入固相湿泥浆制成泥饼的具体步骤如下：
S201、将干化矿石微粉依次加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S202、静置8分钟至10分钟，将粉煤灰加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S203、静置5分钟至8分钟，将生石灰加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S204、静置5分钟至8分钟，将高铝水泥加入固相湿泥浆内，使用搅拌装置对固相湿泥浆进行均匀搅拌；
S205、进行多次循环搅拌之后，直至固化剂与固相湿泥浆完全融合。
7.根据权利要求5所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于：干化矿石微粉为长石尾矿、石英岩尾矿、废弃红砖中的一种或多种，粒度为0.5mm～3mm、碳酸盐含量<10％。
8.根据权利要求1所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S300中，将湿砖坯进行干燥的方式为室温干燥或者干燥室干燥，得到待烧制砖坯。
9.根据权利要求1所述的一种使用水基泥浆制作烧结砖的生产方法，其特征在于，在步骤S400中、将砖坯烧制的具体条件为：将所述待烧制砖坯在950℃～1050℃温度下进行烧制，烧制180～300分钟，即可生产出烧结砖。
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