申请日2015.11.09
公开(公告)日2016.01.27
IPC分类号C04B33/132; C04B33/32
摘要
本发明公开了一种污泥烧结砖助剂及其应用方法。针对现有技术中当砖坯料中污泥掺加量增高时，存在烧结砖强度性能不足、成品率低的缺陷，本发明提供了一种污泥烧结砖助剂及其应用方法。本发明助剂组分包括质量百分比的B2O325%～35%、ZnO40%～60%、MnO215%～25%，该产品使烧结过程中砖坯中结晶体增大、孔隙减小、砖坯料高温烧结过程中收缩形变不均匀性降低，从而提高成品率，提高成品砖的强度性能。本发明还提供助剂在污泥烧结砖中的应用，是将助剂加入砖坯料、混均。本发明提供的污泥烧结砖助剂组分简单，化学反应少，有利于焙烧过程化学反应过程的稳定性，产品应用污泥烧结砖助剂实现的污泥烧结砖新工艺而制备得到的污泥烧结砖，品质符合行业标准。
权利要求书
1.污泥烧结砖助剂，其特征在于：组分包括质量百分比的B2O325%～ 35%、ZnO40%～60%、MnO215%～25%。
2.根据权利要求1所述的助剂，其特征在于：组分包括质量百分比的 B2O335%、ZnO40%、MnO225%，或者B2O325%、ZnO55%、MnO220%，或者B2O325%、ZnO60%、MnO215%。
3.根据权利要求1或2所述的助剂在污泥烧结砖中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用方法，其特征在于：是将污泥烧结砖助剂加入砖坯料，混匀;所述砖坯料包括污泥与烧结砖基料，所述烧结砖基料是煤矸石和/或页岩和/或粘土。
5.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：将污泥烧结砖助剂与污泥混匀，得污泥助剂混合物，再将污泥助剂混合物与烧结砖基料混匀，作为砖坯料。
6.根据权利要求4或5所述的应用方法，其特征在于：所述污泥是市政污泥。
7.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：所述污泥含水率不高于40%。
8.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于：所述砖坯料中污泥质量百分比含量不高于40%。
9.根据权利要求4、5、7、8任一所述的应用方法，其特征在于：所述污泥烧结砖助剂加入量是污泥质量的0.5%～1%。
10.根据权利要求9所述的应用方法，其特征在于：所述污泥烧结砖助剂加入量是污泥质量的0.6%。
说明书
污泥烧结砖助剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种助剂，特别是涉及一种污泥烧结砖助剂及其应用，以及一种污泥烧结砖，属于环境化工、污泥处置技术领域。
背景技术
市政污泥是市政污水处理与自来水生产的副产品。随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。市政污泥处理处置成为城市发展过程中急需解决的问题。市政污泥是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，并含有病原体、重金属及持久性有机物等有毒有害物质。污泥组分的一大特点是其有机物含量超过50%。
市政污泥包括处理与处置两个阶段。处理主要是指对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理的过程，处置是指对处理后污泥进行消纳的过程，是污泥处理处置的终极目标，主要包括土地利用、焚烧、建材化利用、填埋等方式。污泥的建材化利用是市政污泥最终处置的理想方式之一，主要是指以污泥作为原料制造建筑材料，最终产物是可以用于工程的材料或制品。建材利用的主要方式有：污泥烧结制砖、污泥用于水泥熟料的烧制(即水泥窑协同处理处置)、污泥制陶粒等。
在污泥烧结砖技术中，污泥(一般是干化/半干化污泥)在砖坯中的掺加量一直是限制市政污泥高效建材化利用处置的重要因素。污泥掺加量对成品砖的质量，特别是抗压强度、孔隙度、外观裂纹等，影响很大。为了保证成品砖质量，含水率40%的污泥(一般称干化/半干化污泥)的掺加量一般限定在5%～15%之间。如建筑部2008年《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》行业标准CJ/T289-2008中，出于保证成品砖质量的考虑，建议污泥混合比例不超过10%(污泥含水率不超过40%)。
现有的污泥烧结砖技术中，当污泥掺加量增高时面临的一个技术问题在于，污泥有机质含量较一般烧结砖基料高，在高温烧结过程中，有机质烧失产生孔隙，孔隙度的增加以及孔隙的不均匀分布都影响砖坯料的收缩率，使砖坯产生形变，降低了成品砖强度，从而使成品率或品质降低或不能满足国家或行业标准。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种污泥烧结砖助剂，用以在高污泥掺加量条件下提高污泥烧结砖的抗压强度，提高成品砖产出率。
为实现上述目的，本发明首先提供一种污泥烧结砖助剂，其技术方案如下：
一种污泥烧结砖助剂，其特征在于：组分包括质量百分比的B2O325%～35%、ZnO40%～60%、MnO215%～25%。
在优选条件下，上述污泥烧结砖助剂组分包括质量百分比的B2O335%、ZnO40%、MnO225%，或者B2O325%、ZnO55%、MnO220%，或者B2O325%、ZnO60%、MnO215%。
污泥烧结砖技术中，砖坯料包括污泥与烧结砖基料(如根据适地性原则采用的煤矸石、页岩、粘土等)两类。由于污泥有机质含量比烧结砖基料高出很多，因此当砖坯料中污泥掺加量增大后，砖坯料中有机质含量明显增加。在高温烧结过程中，有机质烧失产生孔隙，孔隙度的增加以及孔隙的不均匀分布都影响砖坯料的收缩率，使砖坯产生形变，降低成品率。同时成品砖的抗压强度也受到影响，进一步降低烧砖合格率。本发明污泥烧结砖助剂可在高温烧结过程中，破坏砖坯料中非有机质晶格的稳定性，使晶格产生缺陷而引起畸变，降低颗粒熔点，提早出现液相，产生共熔物。液相共熔物通过表面张力作用产生颗粒粘性并填充有机质烧失产生的孔隙。同时，利用“溶解-沉淀”机理，使溶解的小晶粒在大晶粒表面沉积、粘结、排出气体，使砖坯中的结晶体增大、孔隙减小，从而减小砖坯料高温烧结过程中收缩形变的不均匀性，提高成品率。同时也提高成品砖的强度性能、改善成品砖品质。
基于本发明污泥烧结砖助剂产品的性能，本发明还提供上述污泥烧结砖助剂在污泥烧结砖中的应用。应用方法是将污泥烧结砖助剂加入砖坯料，混匀，其中砖坯料包括污泥与烧结砖基料，烧结砖基料是煤矸石和/或页岩和/或粘土。
在优选条件下，是首先将污泥烧结砖助剂与污泥混匀，得污泥助剂混合物，再将污泥助剂混合物与烧结砖基料混匀。
上述污泥烧结砖助剂产品应用方法中，污泥烧结砖助剂掺加量是污泥质量的0.5%～1%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明污泥烧结砖助剂加入砖坯料中，能够使砖坯烧制过程中的结晶体增大、孔隙减小，从而提高在高污泥掺加量条件下的成品砖的强度，提高成品率以及合格率，有效提高污泥处置效率。(2)本发明提供的污泥烧结砖助剂组分简单，化学反应少，有利于焙烧过程化学反应过程的稳定性。(3)本发明污泥烧结砖助剂组分简单、常见、加工成本低，其使用方法操作工艺流程短、工艺标准易实现，实施成本低，便于推广。(4)应用污泥烧结砖助剂实现的污泥烧结砖新工艺而制备得到的污泥烧结砖，品质符合行业标准。