申请日2012.07.31
公开(公告)日2012.11.07
IPC分类号C04B30/00
摘要
本发明涉及一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，包括如下步骤：(1)取黄河泥沙，经干燥，粉碎，制得黄河泥沙;(2)取污泥，经干燥，粉碎，制得干燥污泥;(3)按重量比(1～3):(6～8):1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均匀，制粒，制得生料球;(4)将生料球在380℃～420℃的条件下，预热15min～25min，然后，在1000～1025℃的条件下，焙烧10min～15min，室温冷却，制得超轻陶粒。本发明利用黄河泥沙、污泥和粘土为原料制备超轻陶粒，工艺简单，制备的超轻陶粒具有轻质、高强、吸水率小、比表面积大的特点，为黄河泥沙的资源化利用开辟了新的途径。
权利要求书
1.一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，包括如下步骤：
(1)取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过90～110目筛，制得含水率为0.6wt%～0.9wt%的 黄河泥沙;
(2)取污泥，经干燥，粉碎后过90～110目筛，制得含水率为9.4wt%～9.8wt%的干 燥污泥;
(3)按重量比(1～3):(6～8):1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥， 加水搅拌均匀，制粒，制得直径5～10mm的生料球;
(4)将步骤(3)制得的生料球在380℃～420℃的条件下，预热15min～25min，然 后，在1000～1025℃的条件下，焙烧10min～15min，室温冷却，制得超轻陶粒。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，黄河泥沙经干燥粉碎后 过100目筛。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述干燥后的黄河泥沙 的含水率为0.6wt%～0.8wt%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，污泥经干燥粉碎后过 100目筛。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述干燥污泥的含水率 为9.4wt%～9.6wt%。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，干燥后的黄河泥沙、粘 土和干燥污泥的重量比为：(1～3):8:1。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)制粒后，还包括在常温下干 燥20～24h。
说明书
一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法
技术领域
本发明涉及一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，属于环保材料技术领域。
背景技术
污泥是指水处理过程中产生的絮状体，含有大量的水分、有机物以及N、P、K等营养元 素，同时还含有病原菌及重金属等有害物质。随着污水厂的大量新建，污水污泥以每年10% 的速度增加;如果我国污水全部得到处理，则将会产生840万t的脱水污泥，占我国总固体废 弃物的3.2%。由于现有的城市排水系统大多有工业废水排入，致使脱水污泥中有害物质增多， 如果处理不当，很容易造成二次污染。目前污泥处置的方法主要有填埋、焚烧、填海及土地 利用等，虽然这些传统的处置方式在实际应用中发挥了一定的作用，但是随着公众认识和环 境标准的提高，上述处置方式的弊端就逐渐显现出来。例如，传统的污泥处理工艺费用较高， 其运行费约占污水厂总运行费用的20%～50%，投资占污水处理厂总投资的30%～40%。 因此，传统的污泥处置方式已经不能够适应今后环境可持续发展的要求。开发高效环保的污 泥处理处置方法显得刻不容缓。
黄河泥沙是一种大自然废弃物，属于硅酸盐类矿物原料。黄河流域面积79.5万km2，其 中水土流失面积43.4万km2，占流域面积的55%，严重的水土流失，造成进入黄河的泥沙量 多年平均达16亿吨。长期以来这些泥沙一方面塑造了美丽富饶的平原陆地;另一方面也给人 民的生活带来了灾害。随着人们对社会环境需求和水沙资源认识的不断提高，黄河泥沙的资 源化已逐渐被认识和接受。但如何使黄河泥沙得到资源化利用，是目前亟待解决的问题。
目前，超轻陶粒主要是利用粘土、页岩等与其他废弃物按比例混合后进行烧制，由于原 料中均含有不可再生的矿产类资源，导致生产超轻陶粒对环境产生巨大破坏。如公开号为 CN101386525A(申请号200810157489.8)公开了一种超轻陶粒的制备方法，属于污水处理 利用技术领域。它以城市污水厂脱水污泥、粘土为原料，按比例混合，高温烧结即制得陶粒。 该陶粒为红褐色或赤褐色表面粗糙的球状固体，松散容重为300～500kg/m3，颗粒容重为 867～975kg/m3，吸水率为1.0～10.4%。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法。
发明概述
本发明利用黄河泥沙和污泥部分替代粘土和页岩等不可再生的矿产类资源来制备超轻 陶粒。本发明所述方法中，黄河泥沙(干重)添加量可达原料总重量的30%，污泥(干重) 添加量可达原料总重量的10%，制备的超轻陶粒堆积密度和颗粒密度小、吸水率低、孔隙发 达。
发明详述
术语说明
黄河泥沙：来源于黄河中下游泥沙，主要成分为硅铝酸盐(石英、钙长石、伊利石等) 组成，还含有少量的碳酸钙(方解石)。
污泥：污水处理厂在净化污水时得到的污泥沉淀物质，含有混入生活污水或工业废水中 的泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物，是各种胶体、有机质及吸附的重 金属、微生物、病菌、虫卵等物质的综合体。
粘土：由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成，并 含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐杂质。
本发明技术方案如下：
一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，包括如下步骤：
(1)取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过90～110目筛，制得含水率为0.6wt%～0.9wt%的 黄河泥沙;
(2)取污泥，经干燥，粉碎后过90～110目筛，制得含水率为9.4wt%～9.8wt%的干 燥污泥;
(3)按重量比(1～3):(6～8):1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥， 加水搅拌均匀，制粒，制得直径5～10mm的生料球;
(4)将步骤(3)制得的生料球在380℃～420℃的条件下，预热15min～25min，然 后，在1000～1025℃的条件下，焙烧10min～15min，室温冷却，制得超轻陶粒。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中，黄河泥沙经干燥粉碎后过100目筛。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中，所述黄河泥沙的含水率为0.6wt%～0.8wt%。
根据本发明优选的，所述步骤(2)中，污泥经干燥粉碎后过100目筛。
根据本发明优选的，所述步骤(2)中，所述干燥污泥的含水率为9.4wt%～9.6wt%。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中，干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥的重量比 为：(1～3):8:1。
根据本发明优选的，所述步骤(3)制粒后，还包括在常温下干燥20～24h。
有益效果
本发明利用黄河泥沙、污泥和粘土为原料制备超轻陶粒，工艺简单，制备的超轻陶粒外 观为黑褐色或者深褐色、表面粗糙的球状固体，松散容重为290～410kg/m3，颗粒容重为 440～900kg/m3，在水中可以漂浮，吸水率为4.0～9.0%，膨胀率为70～140%，具有轻质、 高强、吸水率小、比表面积大的特点，为黄河泥沙的资源化利用开辟了新的途径。