申请日2014.04.11
公开(公告)日2014.07.30
IPC分类号C04B18/10; C04B28/34
摘要
本发明公开了一种污泥焚烧灰渣免烧生态砖的制备方法，是基于磷酸激发硬页岩及活性氧化铝中活性硅铝成分发生地质聚合反应的免烧生态砖，该免烧生态砖是将一定比例化工剩余污泥焚烧灰渣掺入硬页岩粉末与及活性氧化铝粉体中混匀，与磷酸和水按比例搅拌均匀注入模具中，振捣密实后送入养护箱，在60-80℃下养护2-3h后试样脱模并继续在60-80℃下养护7d～14d得到。本方法制得的生态砖具有较好的性能，在化工剩余污泥焚烧灰渣掺量为42.56%的情况下，其最大7d抗压强度可达29.23Mpa，吸水率为10.13%，其7d养护生态砖重金属浸出浓度值远低于《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB5058.3-2007)的标准值要求。
权利要求书
1.一种污泥焚烧灰渣免烧生态砖的制备方法，其具体步骤如下：
(a)剩余污泥预处理：剩余污泥经脱水，烘干，焚烧处置后，粉碎、过筛，得到剩余 污泥焚烧灰渣;
(b)硬页岩预处理：硬页岩清洗并浸泡至分解成片状时，取出自然风干，粉碎，过 筛后，以5～8℃/min的升温速度升至600℃～850℃，并保温2～3h，自然冷却，得到硬页岩 粉末;
(c)生态砖制备：①将剩余污泥焚烧灰渣掺入硬页岩粉末和活性氧化铝中搅拌均匀 成混合料;②将磷酸加水搅拌均匀成为磷酸溶液;③将①中的混合料加入②中磷酸溶液中 充分搅拌形成浆体;④将浆体注入模具中，振捣密实后送入养护箱于60℃～80℃养护2～3h; ⑤试样脱模;⑥将所制试样继续于60℃～80℃养护7d～14d，即得污泥焚烧灰渣免烧生态砖。
2.根据权利1所述的制备方法，其特征在于所述的剩余污泥是指城市污水处理厂污 水生化处理系统二次沉淀池中排出的剩余活性污泥。
3.根据权利1所述的制备方法，其特征在于过筛的筛子孔径在100～200目之间。
4.根据权利1所述的制备方法，其特征在于步骤(C)中的硬页岩粉末与活性氧化铝 的Si/Al摩尔比为2～5;磷酸加入量为磷酸与硬页岩和活性氧化铝中总的氧化铝成分的摩尔 比为1～2;步骤(C)③中水的加入质量占步骤(C)①中混合料质量的15%～25%。
说明书
一种污泥焚烧灰渣免烧生态砖的制备方法
技术领域
本发明涉及一种污泥焚烧灰渣免烧生态砖的制备方法，尤其是涉及一种化工行业污水 处理厂剩余污泥焚烧灰渣生态砖的制备方法。
背景技术
污泥焚烧灰渣是污泥焚烧处置的产物。污泥焚烧灰渣主要有三类处置方法：1)稳定 化后填埋处理;2)经高温熔融处理后资源化利用;3)用于生产水泥等硅酸盐类材料。以 上三种处置方法中填埋处理需建设填埋场，且污泥焚烧灰渣并没有得到利用;高温熔融需 消耗大量的热能，且需要特殊的设备及专业人员;生产水泥存在掺加量小，影响材料的耐 久性和强度。因此污泥焚烧灰渣资源化利用问题有待进一步解决。利用磷酸激发活性硬 页岩，理论上是可以发生地质聚合反应，用于污泥焚烧灰渣免烧生态砖，但其实际运用目 前未见有相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种污泥焚烧灰渣免烧生态砖的制备方法。
本发明的技术方案为：以来源广泛、利用率程度低的硬页岩和价格低廉的磷酸来处置 目前日益增多但缺乏经济有效的处置方法的化工剩余污泥焚烧灰渣，制备出具有较好性能 的污泥焚烧灰渣免烧生态砖。
本发明的具体技术方案为：一种污泥焚烧灰渣免烧生态砖的制备方法，其具体步骤如 下：
(a)剩余污泥预处理：剩余污泥经脱水，烘干，焚烧处置后，粉碎、过筛，得到剩余 污泥焚烧灰渣;
(b)硬页岩预处理：硬页岩清洗并浸泡至分解成片状时，取出自然风干，粉碎，过 筛后，以5～8℃/min的升温速度升至600℃～850℃，并保温2～3h，自然冷却，得到硬页岩 粉末;
(c)生态砖制备：①将剩余污泥焚烧灰渣掺入硬页岩粉末和活性氧化铝中搅拌均匀 成混合料;②将磷酸加水搅拌均匀成为磷酸溶液;③将①中的混合料加入②中磷酸溶液中 充分搅拌形成浆体;④将浆体注入模具中，振捣密实后送入养护箱于60℃～80℃养护2～3h; ⑤试样脱模;⑥将所制试样继续于60℃～80℃养护7d～14d，即得污泥焚烧灰渣免烧生态砖。
优选上述的剩余污泥是指城市污水处理厂污水生化处理系统二次沉淀池中排出的剩 余活性污泥;其他行业或集中生活污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥，按照本发明的 剩余污泥预处理的步骤进行处理后所得污泥焚烧灰渣，也可适用本发明的制备生态砖的工 艺，但要注意根据生态砖的最终用途及剩余污泥的化学成分和重金属元素分析的结果等综 合判断，合理选择添加相应外加剂，制备出污泥焚烧灰渣生态砖。
优选上述过筛的筛子孔径在100～200目之间。
优选步骤(C)中的硬页岩粉末与活性氧化铝的Si/Al摩尔比为2～5;磷酸(化学纯) 加入量为磷酸与硬页岩和活性氧化铝中总的氧化铝成分的摩尔比为1～2;步骤(C)③中水 的加入质量占步骤(C)①中混合料质量的15%～25%。
有益效果：
本发明制备的污泥焚烧灰渣免烧生态砖有望用于化工园区内污染河道景观河生态护 坡以及园区里的生态铺路砖等，有益效果如下：
1、污泥焚烧灰渣处理量大，可操作性强;
2、活性硬页岩和活性氧化铝粉体与磷酸体系生成的地质聚合物基体对污泥焚烧灰渣 中重金属元素有固化及稳定化效果;
3、中低温养护，比高温熔融更具有经济先进性。
4、生态砖性能可控、可调，便于实际使用。