申请日2016.12.23
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C04B7/24; C04B7/44; C04B7/38
摘要
本发明涉及一种利用城市污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥，属于污泥处理技术领域。该胶凝材料由经烘干后粉碎的城市污泥、钢渣及石灰石与水混合后煅烧制得，其利用工业废渣对城市污泥进行有效处理利用。其制备方法包括备取原料、加水搅拌成料球并将料球煅烧后冷却，工艺简单、能耗低、原料处理完全。利用城市污泥制备的水泥包括4‑6wt%的二水石膏、65‑90wt%的水泥熟料及5‑30wt%的胶凝材料，抗压强度高。胶凝材料制备水泥中的应用，能充分利用城市污泥的潜在价值。
权利要求书
1.一种利用城市 污泥制备的胶凝材料，其特征在于，由原料与水混合后煅烧制得，所述原料包括50-80wt%的第一原料、5-30wt%的第二原料以及5-20wt%的第三原料，所述第一原料由城市污泥经烘干后粉碎制得，所述第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得，所述第三原料由石灰石烘干后粉碎制得。
2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述原料包括：50-70wt%的所述第一原料、10-30wt%的所述第二原料以及10-20wt%的所述第三原料。
3.根据权利要求2所述的胶凝材料，其特征在于，所述原料包括：50-60wt%的所述第一原料、20-30wt%的所述第二原料以及15-20wt%的所述第三原料。
4.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述第一原料的粒径小于80μm，所述第二原料的粒径小于80μm，所述第三原料的粒径小于80μm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括：备取所述第一原料、所述第二原料及所述第三原料，加所述水搅拌成料球，将所述料球于1000-1100℃煅烧0.5-1h，冷却。
6.根据权利要求5所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述料球的粒径为8-20mm。
7.根据权利要求6所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述料球的粒径为10-12mm。
8.权利要求1-4任一项所述的胶凝材料制备水泥中的应用。
9.一种利用城市污泥制备的水泥，其特征在于，包括：4-6wt%的二水石膏、65-90wt%的水泥熟料以及5-30wt%的权利要求1-4任一项所述的胶凝材料。
10.根据权利要求9所述的水泥，其特征在于，按重量百分比计，包括：5wt%的二水石膏、75-85wt%的水泥熟料以及10-20wt%的所述胶凝材料。
说明书
利用城市污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，且特别涉及一种利用城市污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥。
背景技术
随着科学技术的进步和社会生产力的提高给人类社会带来了空前的物质财富，与此同时却伴随人口的急剧增加、资源的过度开发，环境污染和生态破坏等问题也日益突出。尤其是我国城乡工业的迅速发展，城市污水处理厂排出的城市污泥的排放量急剧增加。城市污泥中含有不同成分的重金属、酸碱腐蚀物等有害物质，如不妥善处理而随意堆放或直接填埋，不仅会占用大量的土地资源，而且会对地下水和生态环境造成二次污染。
为了减少城市污泥的危害，现有技术中对城市污泥多采用填埋、堆放、固化及堆肥处理，直接填埋及堆放污染严重。将城市污泥通过厌氧发酵制备缓释肥料或利用城市污泥作基础材料制备垃圾场填埋场封场覆盖材料，其能耗高，污泥处理不完全，且处理产物稳定性不高，其有害物质能够重新溶于水中造成二次污染。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种利用城市污泥制备的胶凝材料，利用城市污泥及钢渣作原料，利用工业废渣对城市污泥进行有效处理及循环再利用;其强度高、稳定性好，能够防止二次污染。
本发明的第二目的在于提供上述胶凝材料的制备方法，其工艺简单、能耗低，原料处理完全且产品附加值高。
本发明的第三目的在于提供上述胶凝材料制备水泥中的应用，其能够充分利用城市污泥及钢渣等工业废物的潜在价值，实现废物循环利用。同时，其能够降低水泥熟料生产过程中的能耗，进一步降低水泥的成本，同时降低二氧化碳的排放量。
本发明的第四目的在于提供一种利用城市污泥制备的水泥，其生产成本低，抗压性能优良，可广泛应用于道路及民用建筑等工程建设中。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种利用城市污泥制备的胶凝材料，由原料与水混合后煅烧制得，原料包括50-80wt%的第一原料、5-30wt%的第二原料以及5-20wt%的第三原料，第一原料由城市污泥经烘干后粉碎制得，第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得，第三原料由石灰石烘干后粉碎制得。
本发明提出一种上述胶凝材料的制备方法，包括：备取第一原料及第二原料，加水搅拌成料球，将料球于1000-1100℃煅烧0.5-1h，冷却后粉碎。
本发明提出一种上述胶凝材料制备水泥中的应用。
本发明还提出一种利用城市污泥制备的水泥，包括：4-6wt%的二水石膏、65-90wt%的水泥熟料以及5-30wt%的上述的胶凝材料。
本发明实施例的有益效果是：本发明提供的利用城市污泥制备的胶凝材料，利用城市污泥及钢渣作原料，采用工业废渣对城市污泥进行有效处理及循环再利用，符合国家可持续发展的战略。钢渣和城市污泥在煅烧过程中能够形成硅酸二钙等矿物，硅酸二钙由γ相转化为β相并与金属氧化物等形成固溶体，增加了胶凝材料的强度和稳定性。上述胶凝材料的制备方法，只需要对原料进行粉碎及煅烧等操作，且煅烧周期短，煅烧过程无固体废物等排出，其原料处理完全，工艺简单、能耗低。利用该胶凝材料部分替代水泥熟料，充分利用了城市污泥的潜在价值。其制备的水泥生产成本低，抗压性能优良，由于污泥的生产量大，而水泥在建筑业等行业的需求量也大，该水泥能够广泛应用于道路及民用建筑等工程建设中。