CN113149493A - 一种利用油泥热解残渣制备人造轻集料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用油泥热解残渣制备人造轻集料的方法，它涉及一种油泥热解残渣无害化处理方法和资源化利用工艺。本发明的目的是为了有效解决石油、页岩气等资源开采过程中所产生的油泥热解残渣的无害化和资源化利用。其方法包括：1.以油泥热解残渣为原料，通过圆盘造球机制备粒径为5‑20mm的球粒；2将所得的球粒进行风干养护；3将养护干燥后的球粒进行焙烧制备人造轻集料。该工艺简单易行，采用本发明制备出的轻集料的筒压强度、吸水率、堆积密度、煮沸热损失均满足GB/T 17431.1‑2010人造轻集料标准，可广泛用于混凝土、公路路基等材料。

Description

一种利用油泥热解残渣制备人造轻集料的方法
技术领域
本发明涉及固废资源化利用领域，具体是一种利用油泥热解残渣制备人造轻集料的方法
背景技术
含油污泥热解残渣是含油污泥在热解处理技术中产生的一种含油、含重金属的混合物。因含油污泥本身含有大量有毒有害组分，在热解后产生的残渣仍然属于危险废物，若不加以合理处置，将会对环境造成二次污染。目前含油污泥热解残渣(以下简称热解残渣)的主要工业处理方式为填埋，既占用了土地，也未能真正实现热解残渣的无害化处理。热解残渣的处理已成为制约热解技术发展应用的主要瓶颈。国内外对热解残渣的研究主要在残渣的组成成分分析、形貌分析等方面，对热解残渣的资源化利用研究较少。研究表明，热解残渣含碳量高，残渣在经过一系列物理、化学处理后可得到高纯度的热解炭，可用于吸附含油废水中的油和COD、染料废水中的染料。热解残渣还含有常见烟气脱硫剂的活性组分金属元素(Al、Fe、Cu、Mn、V等)，可作为工业脱硫剂吸附SO2，但目前的研究表明，热解残渣的脱硫性能不及常规脱硫剂。此外，还有研究者将热解残渣用于制备燃煤、陶粒、路基材料、强化地下水原位好氧生物降解的释氧材料等。整体而言，现有的热解残渣资源化利用技术研究主要存在对热解残渣的利用率不高、热解残渣含量较低以及技术难以实现工业化应用等问题，而开发出一种对热解残渣利用率并且适合工业化应用的热解残渣资源化利用技术将是未来的研究热点之一。轻集料是一种可用于配制混凝土的材料，因其轻质、高强、多功能的特点在大跨径结构、高层建筑、软土地基等工程中有着广泛的应用前景。然而，对于轻集料的生产来说，天然轻集料资源有限，人造轻集料能耗和成本高，而工业废料轻集料不仅生产成本低还可以实现废物的资源化利用，因此，利用工业废料制造轻集料将成为轻集料行业的发展趋势。本研究拟提出一种利用含油污泥热解残渣制备轻集料的技术，为今后含油污泥热解残渣的资源化利用技术研究提供指导。将含油污泥热解残渣用于制备轻集料，可实现热解残渣的无害化处理，同时将热解残渣变废为宝，可弥补轻集料的原材料供应缺口，对于含油污泥热解处理技术的工业推广和轻集料行业的可持续发展具有重要意义。
发明内容
本发明针对油泥热解残渣难处理，利用率较低的问题，提供一种利用油泥热解残渣制备人造轻集料的方法，实现油泥热解残渣的无害化及资源化利用。
一种利用油泥热掺杂制备人造轻集料的方法，具体步骤如下：
1、以油泥热解残渣为原料，通过圆盘造球机制备球粒
将一定质量分数的油泥热解残渣与统糠均匀混合，油泥热解残渣质量分数为95％-100％，统糠的质量分数为0-5％，所造球粒粒径为5-20mm。所述油泥热解残渣为普通油泥热解残渣，其化学成分按照质量百分计为30％-40％SiO2、10％-15％CaO、10％-15％BaO、 6％-10％Al2O3,XRD分析结果表明该油泥主要物相为SiO2，BaSO4和CaCO3。
2、球粒的干燥养护
将步骤1制得的球粒首先在空气中自然养护0-72h，随后置于80-120℃干燥箱中干燥2-12h。
3、球粒经焙烧得到人造轻集料
将步骤2中所得的球粒进行焙烧，球粒经预热段后在1100℃-1150℃进行焙烧(预热时间与焙烧时间一共约30-40min)，经自然冷却后得到人造轻集料产品。
本发明的优点：(1)以油泥热解残渣制备人造轻集料制备工艺简单易行、安全、节能环保易于推广；(2)制备出的人造轻集料产品性能较高；(3)油泥热解残渣利用率较高，可达95％以上。
附图说明：
图1是实施例一、实施例二、实施例三和实施例四制备的人造轻集料成品图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下属实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
下面各实例所采用的油泥热解残渣为普通油泥热解残渣，其化学成分按照质量百分计为39.79％SiO2、13.84％CaO、12.49％BaO、8.89％Al2O3,XRD分析结果表明该油泥主要物相为SiO2，BaSO4和CaCO3。
实施例一
(1)将油泥热解残渣与统糠进行均匀混合，其中油泥热解残渣质量分数为95％，统糠的质量分数为5％。
(2)将步骤(1)中的混合物通过圆盘造球机制备成粒径为5-20mm的球粒。
(3)将步骤(2)中制备的球粒先经2h自然养护，然后置于80℃烘箱中干燥 12h。
(4)将步骤(3)干燥后所得的球粒先预热20min后，再在1100℃下焙烧10min，冷却后得到人造轻集料。
实施例二
(1)将油泥热解残渣与统糠进行均匀混合，其中油泥热解残渣质量分数为97％，统糠的质量分数为3％。
(2)将步骤(1)中的混合物通过圆盘造球机制备成粒径为5-20mm的球粒。
(3)将步骤(2)中制备的球粒先经1h自然养护，然后置于100℃烘箱中干燥 8h。
(4)将步骤(3)干燥后所得的球粒先预热20min后，再在1130℃下焙烧15min，冷却后得到人造轻集料。
实施例三
(1)将100％的油泥热解残渣为原料，通过圆盘造球机制备出粒径为5-20mm 的球粒。
(2)将步骤(1)中制备的球粒先经4h自然养护，然后置于120℃烘箱中干燥 12h。
(3)将步骤(2)干燥后所得的球粒先预热15min后，再在1150℃下焙烧15min，冷却后得到人造轻集料。
实施例四
(1)将100％的油泥热解残渣为原料，通过圆盘造球机制备出粒径为5-20mm 的球粒。
(2)将步骤(1)中制备的球粒先经72h自然养护，然后置于120℃烘箱中干燥2h。
(3)将步骤(2)干燥后所得的球粒先预热18min后，再在1150℃下焙烧20min，冷却后得到人造轻集料。
通过本发明制备的人造轻集料实施例，球粒粒径为5-20mm，堆积密度在 700-900kg/m3，筒压强度可达4.3-25.3Ma，1h吸水率为2.5％-7.8％，煮沸损失率在1.9％-2.3％，均满足国标GB/T17431.1-2010人造轻集料标准。

Claims (3)

1.一种利用油泥热解残渣制备人造轻集料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1油泥热解残渣为原料制备球粒：将油泥热解残渣和的统糠的混合物均匀混合，并在圆盘造球机中造球，得到球粒。所述混合物中油泥热解残渣质量分数为95％-100％，统糠的质量分数为0-5％；所得球粒粒径为5-20mm；所述油泥热解残渣为普通油泥热解残渣，其化学成分按照质量百分计为30％-40％SiO2、10％-15％CaO、10％-15％BaO、6％-10％Al2O3,XRD分析结果表明该油泥主要物相为SiO2，BaSO4和CaCO3
步骤2球粒的干燥养护：将步骤1制得的球粒首先在空气中自然养护，随后置于干燥箱中干燥；所述的自然养护时间为0-72h,烘干温度为80-120℃，干燥时间为2-12h。
步骤3将步骤2所得球粒进行高温焙烧，得到人造轻集料产品。
2.根据权利要求1所述制备的人造轻集料，其特征在于步骤3所述的焙烧温度为1100-1150℃。
3.根据权利要求1所制备的人造轻集料，其特征在于步骤3所述的烧制时间为30-40min(预热段+焙烧段)。
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