CN108892479A - 一种贝壳污泥烧结陶粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贝壳污泥烧结陶粒，以贝壳粉、污泥、再生微粉、粉煤灰以及水为主要原料，为贝壳和污泥(建筑和滩涂)的资源化处理提供了一种新途径，可以有效减少贝壳、污泥和建筑垃圾对海洋环境和城市环境的不利影响，本发明还提供了一种制备该贝壳污泥烧结陶粒的方法，制备的贝壳污泥烧结陶粒性能优异，用途广泛，商用价值较高。
Description
技术领域
本发明涉及陶粒加工技术领域，具体涉及一种贝壳污泥烧结陶粒及其制备方法。
背景技术
中国年产贝壳多达千万吨，而贝壳的深加工处理中缺少能够快速、大量消耗贝壳的处理方式。贝壳中碳酸钙含量达95％，是可以直接使用的碳酸钙资源，现今对碳酸钙的处理方式浪费了大量可以利用的优质贝壳。
污泥(建筑和滩涂)的资源化、减量化处理是节约资源、保护环境的重要手段。目前污泥的处理的技术手段主要有烧结砖、陶粒等建筑产品。但是依然有大量污泥得不到有效利用，堆积处理浪费土地资源。
再生微粉是固体建筑垃圾通过再加工处理得到的废物重新利用资源，其原料除了废弃混凝土外，还有碎砖、瓦、玻璃、陶瓷等。经过特定处理、破碎、分级并按一定的比例混合后，形成的以满足不同使用要求的骨料就是再生骨料，而粒度小于0.08mm的再生微细颗粒(也有人认为小于0.15mm的微细颗粒为微粉)，主要是在破碎过程中，由水泥浆等易粉碎物料所产生。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。
发明内容
本产品针对现有技术对贝壳、污泥(建筑和滩涂)、再生微粉和粉煤灰等固体废弃物利用不够充分，消耗不足等问题，提供一种能够利用生产生活中的废弃物生产陶粒的方法。该发明具有流程简单、百分之百利用固体废弃物、强度高等优点。
为了解决上述的问题，本发明提供了一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，以质量比计，包含以下组分：
贝壳粉：30～45％，本发明中的贝壳粉主要为贻贝粉，也可以使用其他类似的贝壳作为替代，如牡蛎、扇贝、蛤蜊、蚌类等常见贝壳；
污泥粉：30～60％，本发明所使用的污泥粉主要源于建筑污泥以及海边滩涂；
再生微粉：5～10％；
粉煤灰：15％～30％；
除上述固体成分外，再加入上述固体成分总质量15～35％的水。
所述污泥粉为建筑污泥或滩涂污泥经过高温烘干、粉碎，筛分至200目以下，再经过研磨、过滤后所得。所述高温烘干的温度为90～110℃。
所述贝壳粉为贻贝贝壳经高温烘干、粉碎并筛分至100目以下，再经过研磨、过滤后所得。所述高温烘干的温度为90～110℃。
所述再生微粉是由废弃混凝土剔除粗、细骨料后，所收集的粉尘磨细制成。
所述再生微粉的比表面积为350～400kg/m3。
所述粉煤灰为II级以上粉煤灰，本发明中，使用的粉煤灰为II级粉煤灰或I级粉煤灰，II级粉煤灰的细度小于25，I级粉煤灰的细度为8-12，。
本发明中，贝壳粉的主要成分是碳酸钙，在高温煅烧情况下会发生分解，产生二氧化碳气体，有助于在陶粒内部形成气孔，降低陶粒容重。
粉煤灰和污泥粉作为代替粘土的材料，本发明中，污泥粉的质量占比达30％-60％，作为主要原料，污泥粉以较轻的质地以及不错的强度性能能够较好的取代传统的粘土材料。而且污泥中含有大量的有机物，也可以大幅度的降低陶粒容重和烧成时的消耗，因此，利用污泥烧制陶粒也是一种较为环保的处置途径。
再生微粉：在陶粒烧制过程中再生微粉会脱水分解，新形成的脱水相物质具有一定的水化活性。本发明的陶粒使用时需提前浸水，水分会进入陶粒中，这便会与再生微粉的脱水相物质发生缓慢的水化反应，形成新的水化产物(类似水泥)，从而对提高陶粒的后期强度有帮助意义。
一种制备所述的贝壳污泥烧结陶粒的方法，包含以下步骤：
(1)干燥后的贝壳粉、污泥粉、再生微粉和粉煤灰按配方比例称量后，置于混料机中搅拌1～2min，以使物料混合均匀，然后投入到圆盘造粒机中；
(2)配方比例称取水，启动圆盘造粒机，在4～15min采用喷洒方式将配置好的溶液全部淋入圆盘造粒机的粉料中，并继续运行圆盘造粒机35～45min，得到生料球；
(3)将成型好的生料球先在110℃环境下，烘干30min，然后取出放入高温炉中，并在400℃环境下预热30min。预热结束后，以2℃/min的升温速度，继续升温烧结生料球，并恒温20min。恒温烧结结束后，将陶粒从高温炉中取出，并在自然环境下冷却，即得贝壳污泥烧结陶粒。
所述步骤(2)中，生料球的粒径为6～20mm，根据不同的需求，可以改变圆盘造粒机的运行时间来调整生料球的粒径。
所述步骤(3)中，预热的温度为400℃，所述烧结的温度为1100～1250℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明所用材料都为固体废弃物，可以消耗污泥粉、贝壳粉、再生微粉和粉煤灰等固体废弃物，拓展了上述废弃物，特别是贝壳的使用途径，通过将建筑垃圾、污染物重新废物利用，制造出了性能优异的陶粒；
(2)本发明的处理工艺较简单，只需将原料干燥并磨粉至规定细度，之后混合出料，预热后烧结即得产品；
(3)本产品的性能优异。本发明的产品可以达到如下的技术指标：
1)粒径范围：6～20mm
2)堆积密度：500～1000Kg/m3
3)筒压强度：2.0～5.0Mpa
4)1h吸水率：10～20％
具体实施方案
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
按质量组分计算，本实施例贝壳污泥烧结陶粒配方如下：
贝壳粉40％，建筑污泥40％，再生微粉5％，粉煤灰15％。
配方精确计量各种原料后，置于混料机中搅拌1min，以使物料混合均匀，然后投入到圆盘造粒机中；称取粉料总质量25％的水，启动圆盘造粒机，在4～15min采用喷洒方式将配置好的溶液全部淋入圆盘造粒机的粉料中，并继续运行圆盘造粒机40in，使生料球的粒径达到6～10mm；将成型好的生料球先在110℃环境下，烘干30min，然后取出放入硅钼高温炉中，并在400℃环境下预热30min。预热结束后，以2℃/min的升温速度，将炉温升至1150并恒温20min。恒温烧结结束后，将陶粒迅速从高温炉中去取出，并在自然环境下冷却，即可得本发明所涉的陶粒。本实施例陶粒的性能指标如下：
1)粒径范围：6～20mm
2)堆积密度：1000Kg/m3
3)筒压强度：5.0Mpa
4)1h吸水率：10％
实施例2：
按质量组分计算，本实施例贝壳污泥烧结陶粒配方如下：
贝壳粉30％，建筑污泥40％，再生微粉10％，粉煤灰20％。
配方精确计量各种原料后，置于混料机中搅拌1min，以使物料混合均匀，然后投入到圆盘造粒机中；称取粉料总质量25％的水，启动圆盘造粒机，在4～15min采用喷洒方式将配置好的溶液全部淋入圆盘造粒机的粉料中，并继续运行圆盘造粒机40in，使生料球的粒径达到6～10mm；将成型好的生料球先在110℃环境下，烘干30min，然后取出放入硅钼高温炉中，并在400℃环境下预热30min。预热结束后，以2℃/min的升温速度，将炉温升至1100并恒温20min。恒温烧结结束后，将陶粒迅速从高温炉中去取出，并在自然环境下冷却，即可得本发明所涉的陶粒。本实施例陶粒的性能指标如下：
1)粒径范围：6～20mm
2)堆积密度：800Kg/m3
3)筒压强度：2.5Mpa
4)1h吸水率：20％
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，以质量比计，包含以下组分：
贝壳粉：30～45％；
污泥粉：30～60％；
再生微粉：5～10％；
粉煤灰：15％～30％；
除上述固体成分外，再加入上述固体成分总质量15～35％的水。
2.根据权利要求1所述的一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，所述污泥粉为建筑污泥或滩涂污泥经过高温烘干、粉碎，筛分至200目以下，并经过研磨、过滤后所得。
3.根据权利要求1所述的一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，所述贝壳粉为贻贝贝壳经高温烘干、粉碎，筛分至100目以下，并经过研磨、过滤后所得。
4.根据权利要求1所述的一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，所述再生微粉是由废弃混凝土剔除粗、细骨料后磨细制成。
5.根据权利要求4所述的一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，所述再生微粉的比表面积为350～400kg/m3。
6.根据权利要求1所述的一种贝壳污泥烧结陶粒，其特征在于，所述粉煤灰为II级以上粉煤灰。
7.制备权利要求1-6任一所述的贝壳污泥烧结陶粒的方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)干燥后的污泥粉、贝壳粉、再生微粉和粉煤灰按配方比例称量后，置于混料机中搅拌1～2min，以使物料混合均匀，然后投入到造粒机中；
(2)配方比例称取水，启动造粒机，在4～15min采用喷洒方式水全部淋入造粒机的粉料中，并继续运行造粒机35～45min，得到生料球；
(3)将成型好的生料球先在110℃环境下，烘干30min，然后取出放入高温炉中，并再升温预热30min；预热结束后，以2℃/min的升温速度，继续升温烧结生料球，并恒温烧结20min；恒温烧结结束后，将陶粒从高温炉中取出，并在自然环境下冷却，即得贝壳污泥烧结陶粒。
8.根据权利要求7所述的一种贝壳污泥烧结陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，生料球的粒径为6～20mm。
9.根据权利要求7所述的一种贝壳污泥烧结陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，预热的温度为400℃，恒温烧结的温度为1100～1200℃。
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