申请日2016.11.21
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C04B33/132; C04B33/135; C04B33/32
摘要
本发明涉及一种利用造纸污泥制备陶粒的方法，包括按照所述配方及所述工艺将污泥、渣土、炉灰经造粒成型、干燥、两段式烧制等步骤制成陶粒;所得陶粒性质优异，可作为墙体保温材料和承重结构部位用原材料;本发明原料全部采用工业废弃物，成功制备出符合国家标准的陶粒轻集料，实现固废的资源化利用，经济效益突出;本发明在环保以及经济、社会效益等方面都具有显著的意义。
权利要求书
1.一种利用造纸污泥制备陶粒的方法，其特征在于包括步骤：
1)造粒成型
取渣土，用球磨机磨细呈粉末状，然后将造纸污泥、渣土、炉灰按照质量比45～55:40～50：1～10混合均匀;加入水拌匀使成可塑泥团后，制成直径10～20mm生料球;
2)干燥
将搓好的生料球置于电热鼓风干燥箱中，于50～70℃下干燥24小时;取出生料球自然冷却至室温;
3)烧制
采用预热和烧结两段式烧结法对干燥后的生料球进行焙烧;
预热阶段：从室温到预热温度650～750℃，加热升温速率30℃/分钟，保温时间1～3分钟;
烧结阶段：从预热温度到烧结温度1100～1200℃，升温速率30℃/分钟，保温时间1～3分钟;之后立即从高温炉中取出，置于自然条件下冷却至室温，得造纸污泥陶粒;
所述造纸污泥是指工业造纸企业产生的污泥;
所述渣土是指建筑施工过程中产生的废弃土;
所述炉灰是指热电厂锅炉底部收集得到的废弃物。
2.根据权利要求1所述的一种利用造纸污泥制备陶粒的方法，其特征在于所述造纸污泥含水率在50～65%之间。
说明书
一种利用造纸污泥制备陶粒的方法
技术领域
本发明涉及一种用造纸污泥制备陶粒的方法，属于固体废弃物处理处置和资源化利用技术领域。
背景技术
造纸污泥是造纸企业在造纸过程中产生的大量工业固体废弃物。这些造纸污泥由于含有病原体、虫卵、重金属和持久性有机污染物等有毒有害物质，如果不进行有效的处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染。因此急需对其进行安全有效的处置。目前将造纸污泥烧制成陶粒，是一种有效安全的建材资源化利用消纳方法。
申请号200810155372.6的发明公开了一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法，该方法包括将废纸造纸污泥按一定的比例掺入粘土和粉煤灰中，然后再经过成型和在窑炉中烧成，获得陶粒。该发明中的造纸污泥特指废纸(即再生纸)的造纸污泥，而非通常所说的工业造纸污泥，而这两者的化学组成差异非常明显。
为了更多地消纳工业废弃物解决工业造纸污泥的资源化利用，本发明人开发了一种以工业造纸污泥为主，以渣土，炉灰为辅制备陶粒的方法。本发明与上述发明很大不同之处在于，本发明采用的全部是废弃物--工业造纸污泥、炉灰及建筑施工过程中产生的渣土，在解决工业造纸污泥资源化利用的同时更多地消纳其它工业废弃物，变废为宝，具有较明显的社会意义和环保意义。
发明内容：
本发明目的是提供一种利用造纸污泥制备陶粒的方法，包括步骤：
1)造粒成型
取渣土，用球磨机磨细呈粉末状;然后将造纸污泥、渣土、炉灰按照质量比(45～55):(40～50)：(1～10)混合均匀;加入水拌匀使成可塑泥团后，制成直径10～20mm生料球;
2)干燥
将搓好的生料球置于电热鼓风干燥箱中，于50～70℃下干燥24小时;取出生料球自然冷却至室温;
3.烧制
采用预热和烧结两段式烧结法对干燥后的生料球进行焙烧;
预热阶段：从室温到预热温度650～750℃，加热升温速率30℃/分钟，保温时间1～3分钟;
烧结阶段：从预热温度到烧结温度1100～1200℃，升温速率30℃/分钟，保温时间1～3分钟;之后立即从高温炉中取出，置于自然条件下冷却至室温，得造纸污泥陶粒。
所述造纸污泥是指工业造纸企业产生的污泥，其含水率在50～65%之间;
所述渣土是指建筑施工过程中产生的废弃土;
所述炉灰是指热电厂锅炉底部收集得到的废弃物。
有益效果
1.本发明以工业造纸污泥为主要原料，掺量可达50%，以渣土、炉灰为辅助原料，三者都属于固体废弃物，避免使用粘土等不可再生资源;本方法不但解决了污泥、渣土、炉灰的堆放问题，同时使这些固废得以合理的资源化利用，在环保方面有重大意义。
2.本方法所制得的陶粒，性质优异，可作为墙体保温材料和承重结构部位用原材料;
3.本方法产量高，产品畅销，有效的经济回报提高了企业消纳利用工业造纸污泥的积极性，具有明显的经济和社会效益。
具体实施方式
本发明所用原料分别是造纸污泥、渣土和炉灰。其中造纸污泥指的是造纸企业产生的污泥，灰黑色，有微弱腥臭味;渣土指的是新建、扩建或拆迁施工过程中产生的废弃土;炉灰指的是热电厂锅炉底部排出的废弃物。
实施例1
本实例中采用的原料为：
造纸污泥：来源于山东寿光市晨鸣集团有限公司，灰黑色，有微弱腥臭味，其基本化学组成如表1所示，物理性质如表2所示。
渣土：来源于天津市地铁施工过程中产生的废弃土，红棕色，其基本化学组成如表1所示，物理性质如表2所示。
炉灰：来源于山东寿光晨鸣集团有限公司热电厂，黑色，其基本化学组成如表1所示，物理性质如表2所示。
取渣土将其用球磨机磨细呈粉末状;然后以渣土：造纸污泥：炉灰=45：50：5的质量比混合均匀，加入适量水拌匀使混合物成为可塑泥团;之后将泥团搓成直径为15mm生料球。将制好的生料球置于电热鼓风干燥箱中，于60℃下干燥24小时;取出，自然冷却至室温。
之后放入管式电炉箱中，采用两段式烧结工艺进行焙烧;从室温加热到预热温度700℃，加热升温速率30℃/分钟，预热保温时间2分钟。之后继续以升温速率30℃/分钟升温，烧结温度1150℃，烧结时间1分钟;焙烧完成后立即取出，置室温环境下冷却至室温，得陶粒。
本实例制得的陶粒呈灰黑色，表面有一层光滑的釉层，内部分布有大量气孔，堆积密度为575kg/m3，表观密度1030kg/m3，空隙率44.3%，1小时吸水率3.0%，筒压强度为2.1MPa。
表1原料化学组成/%
表2原料物理性质/%
实施例2
原料同实施例1.
取渣土将其用球磨机磨细呈粉末状;然后以渣土：造纸污泥：炉灰=45：50：5的质量比混合均匀，加入适量水拌匀使混合物成为可塑泥团;之后将泥团搓成直径为15mm生料球。将制好的生料球置于电热鼓风干燥箱中，于60℃下干燥24小时;取出，自然冷却至室温。
之后放入管式电炉箱中，采用两段式烧结工艺进行焙烧;从室温加热到预热温度700℃，加热升温速率30℃/分钟，预热保温时间2分钟。之后继续以速率30℃/分钟升温，烧结温度1130℃，烧结时间2分钟;焙烧完成后立即取出，置室温环境下冷却至室温，得陶粒。
所得陶粒呈灰黑色，表面有一层光滑的釉层，内部分布有大量气孔，堆积密度为670kg/m3，表观密度1150kg/m3，空隙率41.7%，1小时吸水率2.6%，筒压强度为3.08MPa。