申请日2014.06.03
公开(公告)日2014.09.24
IPC分类号B01D39/06; C04B33/132
摘要
本发明提供了一种利用湖泊底泥等废料制备水处理用轻质陶粒的方法，包括步骤：1)将湖泊底泥干燥至含水率在20%以下，并将其制成100目以下的粉末;将干燥的钢渣制成80目以下的粉末;将秸秆干燥并制成60目以下的粉末;2)将上述预处理好的湖泊底泥、钢渣、秸秆混合均匀，加水搅拌，水的用量是混匀的物料重量的20%-25%，混匀后形成粒径为6-8mm的生料球;生料球中，以干重计，底泥的含量是80%-100%;3)使所制生料球干燥;4)将所述干燥的生料球在温度为1080℃-1150℃的马弗炉中保温5-15min后取出，冷却后即得到膨胀轻质水处理陶粒滤料。本发明还提供了所述方法制备的轻质陶粒。
权利要求书
1.一种制备水处理用轻质陶粒的方法，所述方法包括下述步骤：
1)将湖泊底泥干燥，优选至含水率在20%以下，并将其制成粉末，优选在 100目以下，将干燥的钢渣制成粉末，优选80目以下，将秸秆干燥并制成粉末， 优选60目以下;
2)将上述预处理好的湖泊底泥、钢渣、秸秆与以它们重量之和计20%-25% 的水混匀后制成生料球，优选粒径为6-8mm，其中以干重计，底泥的含量是 80%-100%，更优选85%-95%，最优选约90%;
3)使所制生料球干燥;
4)将所述干燥的生料球在温度为1080℃-1150℃的马弗炉中保温5-15min，以 10min为最佳，后取出，冷却后即得到膨胀轻质水处理陶粒滤料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用秸秆可为植物秸秆，例如 香蒲、芦苇、稻秆。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2)所述的湖泊底泥、钢渣、 秸秆的混合比例按重量百分比，其中钢渣的添加量<20%，以占整个原料混合物 的8%-10%最佳，秸秆的添加量<6%，以占混合物2%为最佳。
4.一种制备水处理用轻质陶粒的原料组合物，所述原料组合物包含湖泊底 泥、钢渣和秸秆，其中以干重计：
(1)底泥的含量是80%-100%，更优选85%-95%，最优选约90%;
(2)钢渣的含量是5%-20%，更优选8%-10%，最优选约8%;
(3)秸秆的含量是<6%，以2%含量为最佳。
5.权利要求5的原料组合物，所述湖泊底泥的含水率在20%以下、大小在100 目以下。
6.权利要求5的原料组合物，所述钢渣的大小在80目以下。
7.权利要求5的原料组合物，所述秸秆的大小在60目以下。
说明书
一种利用湖泊底泥和废料添加剂制备水处理轻质陶粒的方法
技术领域
本发明属于滤料领域，涉及湖泊底泥和钢渣废料制备轻质膨胀陶粒的方法， 特别是利用湖泊底泥为主要原料，以钢渣和秸秆为添加剂生产的水处理轻质陶 粒滤料的制备方法。
背景技术
随着社会的不断发展，工业化进程的不断加快，大量污染物通过工业废水、 生活污水、禽畜养殖废水以及大气降水等方式进入水体，通过吸附、富集、沉 积等作用转移到湖泊底泥中，使我国绝大部分湖泊和主要河流均受到不同程度 的污染，受污染底泥的合理处置受到了高度重视。环保疏浚已经成为受污染底 泥处理的常用方式，但大量疏浚底泥的合理处置一直是难题。常规的填埋和土 地利用，不仅占用大量土地，可能会使污染物二次释放，造成环境污染，湖泊 底泥资源化利用正在逐渐取代原有的常规处理处置方式，成为人们研究的重点。
在目前的专利或研究中，利用湖泊底泥制备陶粒的研究较少，中国专利申 请公开CN102173850A介绍了一种以底泥为原料制备陶粒的方法，但其制备的 陶粒性能一般，堆积密度为500-900kg/m3，所制陶粒达不到轻质陶粒的标准。 中国专利申请公开CN102173746A介绍了烧制轻质陶粒的方法，但是它的原料 是城镇污泥、河道淤泥和膨润土，且其原料配比中河道淤泥占45-50%，并用膨 润土作为添加物进行制备。中国专利申请公开CN1850713介绍了一种超轻淤泥 陶粒及其制备方法，采用的添加物为焦炭、粉煤灰、铝矾土。这些专利申请中 制备的陶粒存在陶粒膨胀性能不佳或所用添加物并非完全固体废物等情况，因 此与本专利在烧制工艺上有很大不同。
钢渣是炼钢生产过程中产生的废渣，我国钢渣产量极大，钢渣的主要化学成 分包括：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO。秸秆属于农业废物，近年来秸秆焚 烧不仅严重造成环境污染，而且造成资源浪费。钢渣和秸秆二者都属于固体废 物范畴，对它们的处理也是目前亟待解决的环保问题。
发明内容
本发明要解决疏浚湖泊底泥堆放二次污染的问题，提出一种以湖泊底泥 为原料，以钢渣、秸秆废物为添加剂制备水处理用膨胀轻质陶粒填料的方法。
本发明利用湖泊底泥、钢渣和植物秸秆这三种废物为原料，替代粘土制 备陶粒，因其所用材料均为废弃物，在解决了受污染疏浚底泥二次污染问题 的同时，达到降低原料成本，废物无害化、资源化的目的，具有极大的社会 价值和经济价值，其大规模生产，工业化前景广阔。
在第一方面，本发明提供了一种以湖泊底泥为主要原料，钢渣和植物秸 秆为添加剂制备水处理用轻质陶粒的方法，所述方法具体包括以下步骤：
(1)将湖泊底泥干燥，优选至含水率在20%以下，并将其制成粉末，优 选在100目以下，将干燥的钢渣制成粉末，优选80目以下，将秸秆干燥并制 成粉末，优选60目以下;
(2)将上述预处理好的湖泊底泥、钢渣、秸秆与以其重量之和计 20%-25%的水混匀后制成生料球，优选粒径为6-8mm，其中以干重计，湖泊 底泥的含量是80%-100%，更优选85%-95%，最优选约90%，钢渣的添加量<20%， 以占整个混合物的8%-10%为最佳，秸秆的添加量<6%，以2%含量为最佳;
(3)使所制生料球干燥;
(4)将所述干燥的生料球在温度为1080℃-1150℃的马弗炉中保温 5-15min后取出，冷却后即得到膨胀轻质水处理陶粒滤料。
在第二方面，本发明提供了一种制备水处理用轻质陶粒的原料组合物， 所述原料组合物包含湖泊底泥、钢渣和秸秆，其中以干重计：
(1)湖泊底泥的含量是80%-100%，更优选85%-95%，最优选约90%;
(2)钢渣的含量是5%-20%，更优选8%-10%，最优选约8%;
(3)秸秆的含量是<6%，以2%含量为最佳。
在一个具体的实施方案中，所述湖泊底泥的含水率在20%以下、大小在 100目以下。
在一个具体的实施方案中，所述钢渣的大小在80目以下。
在一个具体的实施方案中，所述秸秆的大小在60目以下。
本发明具有以下优点：
1)本发明的方法所用的原材料均为固体废弃物，无需任何其他添加，最 大限度的利用各种废料。以钢渣作为添加剂，钢渣具有很好的助融效果，添 加钢渣能有效的降低陶粒烧制所需的温度，而秸秆的添加能在一定程度上增 加陶粒的比表面积和孔隙。
2)本发明的方法烧制工艺简单，在没有回转窑的情况下，在一般实验室 同样能实现烧制膨胀轻质陶粒，适合小规模轻质陶粒烧制的实验室研究。
3)按本发明的方法能生产的陶粒具有良好的膨胀性能，轻质、有较高的 比表面积、表面粗糙、有利于微生物附着生长挂膜，能用于替代一般填料。 而且由于其轻质性，也可以作为水处理浮床基质，能满足不同场合水处理应 用。
4)本发明的方法生产的陶粒质量磨损率低，具有较好的强度，盐酸可溶 性低，性质稳定，可以反复使用，有较长的使用寿命。