申请日2019.02.22
公开(公告)日2019.05.10
IPC分类号C04B38/00; C04B33/135; C04B33/132; C04B33/13
摘要
本发明公开了一种利用电镀污泥制备的陶粒，解决了对电镀污泥进行资源再利用的问题，其技术方案要点是按质量份数计，包括电镀污泥60～80份、粉煤灰4～15份、粘土15～25份、硅藻土12～16份、砂轮灰8～14份、固化剂1～4份、贝壳粉5～15份、碘化盐2～4份，其中，固化剂按质量份数计，包括硅酸盐10～50份、石英粉10～50份、十二烷基硫酸钠1～5份、碳粉1～10份、减水剂2～20份和氧化锰2～8份。因而，本申请的陶粒致密性高、抗压强度大，同时重金属浸出毒性低，环保安全、适合推广使用，同时其制备方法也较为方便，适合规模化进行生产。
权利要求书
1.一种利用电镀污泥制备的陶粒，其特征在于：按质量份数计，包括
电镀污泥 60～80份
粉煤灰 4～15份
粘土 15～25份
硅藻土 12～16份
砂轮灰 8～14份
固化剂 1～4份
贝壳粉 5～15份
碘化盐 2～4份
其中，固化剂按质量份数计，包括
硅酸盐 10～50份
石英粉 10～50份
十二烷基硫酸钠 1～5份
碳粉 1～10份
减水剂 2～20份
氧化锰 2～8份。
2.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒，其特征在于：所述贝壳粉由经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳研磨制成。
3.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒，其特征在于：所述贝壳粉的粒径小于10μm。
4.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸盐和碳酸钠的混合物，所述木质素磺酸盐和碳酸钠质量比为1：(0.5～2)。
5.根据权利要求4所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒，其特征在于：所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙。
6.根据权利要求4所述的一种利用电镀污泥 制备的陶粒，其特征在于：所述硅酸盐为硅酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒，其特征在于：所述碘化盐为碘化锂。
8.如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：按质量份数计，将电镀污泥、粉煤灰、粘土、硅藻土、砂轮灰和贝壳粉加入到研磨机中进行研磨混合，得到混合料一;
步骤二：按质量份数计，将固化剂和碘化盐加入到研磨机中与混合料一进行混合，得到混合料二;
步骤三：将混合料陈腐1～2d;
步骤四：将混合料二转移至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒球坯;
步骤五：将陶粒球坯烘干;
步骤六：将步骤四的烘干后的陶粒球坯进行煅烧，制得成品陶粒。
9.根据权利要求8所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒的制备方法，其特征在于：步骤六的煅烧过程中，温度自常温逐渐升温至560～600℃，并保持20～40min，之后温度再逐渐升至1000～1200℃进行煅烧，并保持0.5～1h。
10.根据权利要求8所述的一种利用电镀污泥制备的陶粒的制备方法，其特征在于：煅烧过程中，陶粒围绕火源中心进行转动。
说明书
一种利用电镀污泥制备的陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种利用电镀污泥制备的陶粒及其制备方法。
背景技术
电镀污泥是指电镀废水处理过程中所产生的以铜、铬等重金属氢氧化物为主要成分的沉淀物，成分复杂。由于电镀废水量大、成分复杂、COD高、重金属含量高，如不经处理任意排放，会导致严重的环境污染。在处理电镀废水的同时也将形成大量的电镀污泥，这些电镀污泥具有含水率高、重金属组分热稳定性高且易迁移等特点，若不妥善处理，极易造成二次污染。
现有电镀企业在初步处理电镀污泥时，都需要将电镀废液中的各种重金属盐类转化为相应的氢氧化物并沉淀固化，因而一般电镀厂家在处理电镀废液时都加入了相关的还原剂、中和剂及絮凝剂等化学药品，导致电镀污泥中化学组分增多，各种重金属化合物在组分中分散而含量偏低。特别是某些电镀企业采用石灰或电石作为中和剂，在中和处理时通过化学反应产生大量石膏或氢氧化钙，更使电镀污泥的总量增大、重金属组分含量降低，以致进一步的无害化处理、分离和综合利用较为困难。
所以，由于各电镀厂产量小、点多，各种重金属污染扩散和流失可能性很大，加之各电镀企业的原料和工艺不同，电镀污泥处置方法不一样，单独处理和综合利用成本很高，长期堆存又将导致环境污染和有用资源的浪费。因此，如何采取有效的技术处理处置电镀污泥，并实现其稳定化、无害化，将所有不同组分的电镀污泥进行彻底地处理和综合利用，使之全部资源化而不再产生二次污染，这一直都早国内外的研究重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用电镀污泥制备的陶粒，其能够有效地将电镀污泥利用起来，且生产的陶粒不仅能够满足国际标准，同时重金属浸出毒性也基本满足了国家要求，另外，陶粒整体的生产方法较为简单适合规模化生产。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种利用电镀污泥制备的陶粒，按质量份数计，包括电镀污泥60～80份、粉煤灰4～15份、粘土15～25份、硅藻土12～16份、砂轮灰8～14份、固化剂1～4份、贝壳粉5～15份、碘化盐2～4份，其中，固化剂按质量份数计，包括硅酸盐10～50份、石英粉10～50份、十二烷基硫酸钠1～5份、碳粉1～10份、减水剂2～20份和氧化锰2～8份。
通过采用上述技术方案，一方面砂轮灰本身就是废料，其直接抛弃容易造成环境的污染，另一方面砂轮灰的粒度较小，能够在一定程度上填补各物质之间的缝隙，使得陶瓷颗粒的致密性较好，其次，由于砂轮灰的是由砂轮打磨金属件的过程中所产生的，因而内部则会含有大量的氧化铁。而氧化铁在陶粒煅烧的过程中又容易形成赤铁矿，从而有利于进一步提升陶粒的抗压强度。
再者，贝壳粉的主要成份是碳酸钙，有助于陶粒在生产过程中成型，同时硅藻土和贝壳粉能够组成复合吸附材料，因而能够成为构建各物质之间的连接成份，从而能够加强了陶粒成型后的整体性，便于煅烧后得到质量较高的成品陶粒。并且，也有效地使陶粒的重金属溶出毒性的检测符合国家的标准。
优选为，所述贝壳粉由经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳研磨制成。
通过采用上述技术方案，经过混合酶液处理之后的贝壳粉，能够释放出甲壳素，而甲壳素本申请就具有一定的粘性，从而在生成过程中有助于陶粒的成型。其次，甲壳素具有一定的杀菌性能，这样当混合料二在陈腐的过程中，甲壳素能够抑制微生物在混合料二上发生繁殖，从而避免了微生物产生的酸性物质在生成过程中对原料造成破坏。
优选为，所述贝壳粉的粒径小于10μm。
通过采用上述技术方案，这样在生产的过程中，贝壳粉在原料中能够保持较高的分散性。其次，生产出来的陶粒整体也较为均匀。
优选为，所述减水剂为木质素磺酸盐和碳酸钠的混合物，所述木质素磺酸盐和碳酸钠质量比为1：(0.5～2)。
优选为，所述硅酸盐为硅酸钠。
通过采用上述技术方案，由于粘土的成份中存在有Ca2+、Mg2+离子，由于离子水化能力小，颗粒表面形成的水膜较薄，彼此吸引力较大，故陶粒在成型时所需的力也较大。而碳酸钠和硅酸钠中的Na+能够交换出粘土中的Ca2+、Mg2+离子，其与Ca2+、Mg2+离子刚好相反，对粘土的可塑性影响较小，从而有利于提高陶粒的成型效果。
优选为，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙。
优选为，所述碘化盐为碘化锂。
通过采用上述技术方案，碘化锂中的锂离子能够与原料物质中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，这样可以将大量的分子禁固起来，从而当陶粒作为建筑材料，而受到外界冷热温度的影响时，陶粒也不容易发生碎裂。
一种利用电镀污泥制备的陶粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：按质量份数计，将电镀污泥、粉煤灰、粘土、硅藻土、砂轮灰和贝壳粉加入到研磨机中进行研磨混合，得到混合料一;
步骤二：按质量份数计，将固化剂和碘化盐加入到研磨机中与混合料一进行混合，得到混合料二;
步骤三：将混合料陈腐1～2d;
步骤四：将混合料二转移至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒球坯;
步骤五：将陶粒球坯烘干;
步骤六：将步骤五的烘干后的陶粒球坯进行煅烧，制得成品陶粒。
优选为，步骤六的煅烧过程中，温度自常温逐渐升温至560～600℃，并保持20～40min，之后温度再逐渐升至1000～1200℃进行煅烧，并保持0.5～1h。
通过采用上述技术方案，煅烧温度进行分歩升温，这样当温度达到560～600℃的时候，原料中未在烘干操作中被除去的结合水，能够此时被除去，从而也就避免了温度达到最高时，陶粒外表面已经完全固化，而内部结合水开始脱离出来，而造成陶粒碎裂的发生。
优选为，煅烧过程中，陶粒围绕火源中心进行转动。
通过采用上述技术方案，这样有助于陶粒在煅烧的过程中能够受热均匀，从而也降低了陶粒发生碎裂的概率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、砂轮灰的加入一方面能够有助于提高陶瓷颗粒的致密性，另一方面砂轮灰在高温煅烧的过程中容易形成赤铁矿，从而有利于提高陶瓷的抗压性能;
2.、经过酶处理后的贝壳粉，不仅能够提高原料的成型效率，同时在生产陈腐的过程中，降低了原料上微生物的繁殖，从而也就降低了微生物产生酸性物质而影响到陶粒的质量;
3、将碳酸钠、硅酸钠和木质素磺酸钙进行混合使用，这样不仅能够减少水的用量，同时也能够保证粘土的可塑性，降低生产过程中的阻碍;
4、陶粒煅烧的过程中，进行了分步升温，这样有利于在陶粒最高温度煅烧之前，陶粒中的结合水能够完全被除去，从而降低了陶粒在生产过程中的发生碎裂的概率。