申请日2009.11.09
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号E04C1/39
摘要
本发明涉及一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法，其特征在于它采用污泥、炉渣、垃圾灰渣、粘土、氧化钙、硫酸钙、碳酸钠、氯化钙、硫酸亚铁、硫酸镁、Li高分子重金属捕集剂和水为原料，经混合搅拌呈潮湿状后真空挤泥机挤压经切坯机切割成型，在25-30MPa的压力下制成污泥轻质环保砖坯，再将成型经自然干燥后的轻质环保砖坯进轮窑进行焙烧后制成轻质环保砖产品，用本发明原料还可制成不同规格的空心砌块和人行道路砖，该产品具有重量轻，強度高，无污染，成本低，效益好的优点及效果。
权利要求书
1.一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖，其特征在于它由下述重量配比的原料制成;
所述的污泥粉料是城市污水处理厂对生活污水和工业废水进行处理过程中产生的沉淀物和污水表面漂浮的残渣的混合物，经脱水、除臭、消毒、螯合处理后，再经轮碾分选后制成粒径为小于3mm的粉料;
所述的炉渣粉料是各种类型的煤炭锅炉燃烧后排出的废渣，经过破碎、分选、粉碎、磁选去除废金属后其粉碎粒径为小于3mm的粉料;
所述的垃圾灰渣粉料是生活垃圾经焚烧后排出的废渣，经过分选、粉碎、磁选去除废金属后其粉碎粒径为小于3mm的粉料;
所述的粘土粉料为易熔性粘土，可塑性指数在15%以上和干燥敏感性，粒径为小于2mm的粉料;
所述的氧化钙和硫酸钙其粉碎粒径为0.2mm。
2.根据权利要求1所述的一种用城市污泥 生产的烧结轻质环保砖，其特征在于所述粘土粉料也可用采挖的粘土为原料，再进行加工处理，具体方法是：将采出的粘土堆放在露天进行风化处理，风化后再进行细磨至2mm：粘土中掺加碳酸钠1～2%制备成改性粘土。
3.一种根据权利要求1所述的用城市污泥生产的烧结轻质环保砖的制造方法，其特征在于它按照下述步骤进行：(a)将35～50份的污泥粉料、15～30份的炉渣粉料、15～25份的垃圾灰渣粉料、20～30份的粘土粉料、15～25份的氧化钙、3～6份的硫酸钙、1～3份的碳酸钠、1～2份的氯化钙、1～3份的硫酸亚铁、3～6份的硫酸镁、0.2～0.6份的Li高分子重金属捕集剂和12～20份水混合采用双轴搅拌机搅拌呈潮湿状后利用真空挤泥机挤压经切坯机切割成型，在25～30Mpa的压力下制造成型的轻质环保砖坯，进行自然干燥，(b)再将成型经自然干燥后的轻质环保砖坯在轮窑进行焙烧制成轻质环保砖产品。
说明书
一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖，具体地说它是以城市污泥，经过脱水后的干 泥粉为主要原料生产的烧结轻质环保砖，属废物处理领域。
本发明还涉及该烧结轻质环保砖的制造方法。
背景技术
城市污泥是在污水处理厂对污水进行处理过程中分离出来的固体废弃物，污泥的成分及来源均比 较复杂，其中含有大量的氮磷钾等多种营养元素和有机物质及重金属元素等有毒有害物质。随着我国工 业生产和经济的高速发展及城市人口的不断增加，工业废水和生活污水的排放量日益增多，污泥的产生 量也迅速增加。大量积累的污泥，不仅将占用大量的土地，而且其中的有害成分如重金属;铜、铬、砷、 汞、镉等，病原菌、寄生虫卵、有机污染物及臭气将成为影响城市环境卫生的一大公害。各级政府及有 关部门都在积极寻找有效的处理技术，目前我国对城市污泥的处理方法，主要是采用填埋方法进行处理， 以减少对环境的污染。但是，污泥的成分比较复杂，特别是重金属，若未经处理直接填埋，将会污染土 壤和地下水资源，容易产生二次污染，对环境造成危害。长期填埋需要占用大量的土地资源，如何妥善 科学地对污泥进行处理处置，使其达到减量化、稳定化、无害化和资源化。已成为中国乃至全世界环境 界的科研人员广泛关注的一大课题之一。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述存在的问题而提供一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖，从而 解决了城市污泥对环境的污染，还解决了城市污泥的资源再生利用，并变废为宝，化害为益，废弃物 的资源良性循环利用。
本发明还提供该烧结轻质环保砖的制造方法。
本发明的目的是通过下列技术方案实現的;
一种用城市污泥生产的烧结轻质环保砖，它由下述重量配比的原料制成;
污泥粉料 35～50份
炉渣粉料 15～30份
垃圾灰渣粉料 15～25份
粘土粉料 20～30份
氧化钙 15～25份
硫酸钙 3～6份
碳酸钠 1～3份
氯化钙 1～2份
硫酸亚铁 1～3份
硫酸镁 3～6份
Li高分子重金属捕集剂 0.2～0.6份
水 12～20份，
所述的污泥粉料是城市污水处理厂对生活污水和工业废水进行处理过程中产生的沉淀物和污水 表面漂浮的残渣的混合物，经脱水、除臭、消毒、螯合处理后，再经轮碾分选后制成粒径为小于3mm 的粉料;所述的炉渣粉料是各种类型的煤炭锅炉燃烧后排出的废渣，经过破碎、分选、粉碎、磁选去除 废金属后其粉碎粒径为小于3mm的粉料;所述的垃圾灰渣粉料是生活垃圾经焚烧后排出的废渣，经过 分选、粉碎、磁选去除废金属后其粉碎粒径为小于3mm的粉料;所述的粘土粉料为易熔性粘土，可塑 性指数在15%以上和干燥敏感性，磨细粒度为小于2mm的粉料。
所述粘土粉料也可用采挖的粘土为原料，再进行加工处理，具体方法是：
将采出的粘土堆放在露天进行风化处理，风化后再进行细磨至2mm：粘土中掺加碳酸钠1～2% 制备成改性粘土。
用城市污泥生产的烧结轻质环保砖的制造方法，它按照下述步骤进行：
(a)将35～50重量份(下同)的污泥粉料、15～30份的炉渣粉料、15～25份的垃圾灰渣粉料、20～ 30份的粘土粉料、15～25份的氧化钙、3～6份的硫酸钙、1～3份的碳酸钠、1～2份的氯化钙、1～3 份的硫酸亚铁、3～6份的硫酸镁、0.2～0.6份的Li高分子重金属捕集剂和12～20份水混合采用双轴搅 拌机搅拌呈潮湿状后利用真空挤泥机挤压经切坯机切割成型，在25～30Mpa的压力下制造成型的污泥轻 质环保砖坯，进行自然干燥，
(b)再将成型经自然干燥后的污泥轻质环保砖坯在轮窑进行焙烧制成污泥轻质环保砖产品。
所述的氧化钙和硫酸钙其粉碎粒径为0.2mm。
本发明采用城市污泥、炉渣、垃圾灰渣、粘土为轻质环保砖的主要原料，利用粘土作为粘结剂， 氧化钙、硫酸钙作为固化剂，利用炉渣和垃圾灰渣作为环保砖的内燃原料，是因为炉渣和垃圾灰渣本身 含有一定量的固定炭为20%～30%，其发热量为1500～2500KJ/kg;能够燃烧，即节约能源，又保护环 境。与氧化钙、硫酸钙、碳酸钠、氯化钙、Li高分子重金属捕集剂化学原料混合制造成污泥轻质环保砖 坯，利用轮窑进行焙烧。用硫酸亚铁为还原剂，硫酸镁为硫酸亚铁的保持剂，可使污泥中的臭气充分分 解，达到迅速除臭的目的。
所述的炉渣粉料是各种类型的煤炭经过锅炉燃烧后排出的废渣，其中含有一定量的炭分，可作为 污泥烧结轻质环保砖的内燃原料，所述的垃圾灰渣粉料，其中含有一定量的炭分，可以作为污泥烧结轻 质环保砖的内燃原料，所述的粘土粉料种类较多，但是，用于生产污泥制造的烧结轻质环保砖的粘土， 必须是为易熔性粘土，并要求具有可塑性指数在15%以上和干燥敏感性。如不符合这些条件，则要对粘 土原料进行加工处理：
将采出的粘土堆放在露天，经日光、雨水、冰雪的冻融、溶解等风化作用，使土料内部发生分解、 崩裂、松散，通过风化作用，使水分借着毛细管作用分布均匀，从而提高粘土的可塑性，改善粘土原料 的性能;粘土细磨后由于比表面积增大，加水后吸附水膜的能力增加。同时，磨细后毛细孔变小，毛细 管引力增大，有利于提高可塑性，磨细粒度一般为小于2mm;掺加碱性物质：在粘土中掺加无机质碳酸 钠能提高粘土的可塑性。
本发明的污泥轻质环保砖的制造方法，是将污泥粉料采用Li高分子重金属捕集剂对其进行螯合 处理，使污泥达到强化化学稳定化，使重金属元素被捕集，生成交联网状结构的鳌合物，实现了污泥的 高效稳定化。与炉渣粉料、垃圾灰渣粉料、粘土粉料、氧化钙、硫酸钙、碳酸钠、氯化钙、硫酸亚铁、 硫酸镁和水混合采用双轴搅拌机搅拌呈潮湿状后利用真空挤泥机挤压经切坯机切割成型，在25～30Mpa 的压力下制成污泥轻质环保砖坯，进行自然干燥7天后。再将成型后经自然干燥的污泥轻质环保砖坯用 电瓶车送进轮窑进行焙烧。经焙烧后制成污泥轻质环保砖产品。从而解决了污泥处理难的问题，实现了 污泥的资源化循环利用，以减少对自然环境的污染。
用本发明的原料还可制成不同规格的空心砌块和人行道砖。
按照本发明技术生产的污泥烧结轻质环保砖，经國家规定的有关建筑材料质量检测部门检验，各 项技术指标均达到國家规定的建筑墙体材料标准要求。
经广东省建材科学研究院建材产品质量检验中心检测结果如下：
污泥轻质环保实心砖检测：依据广州市建委文件：穗建筑(2002)15号文和JC525-93标准。规格： 240x115x53mm。
a)抗压强度：10块平均值：15Mpa，单块最小值：9.8Mpa。
b)抗折强度：平均值：3.5Mpa，单块最小值：2.97Mpa。
C)吸水率16.8%。
d)体积密度为：1500Kg/m3。
e)放射性：内照射：0.5、外照射：0.7，优于国家标准。检验依据：GB6566-2001《建筑材料放射 性核素限量》
污泥空心砌块的检验依据：GB/T15229-2002，规格为：390X190X190mm，抗压强度平均值为： 8.4Mpa，单块最小值为：7.9Mpa，干燥表观密度为：1052Kg/m3，干缩率为：0.023%，均优于 國家规 定的5.0级的标准。
由于采取上述技术方案本发明技术与已有技术相比较具有如下优点及效果：
a)本发明的污泥烧结轻质环保砖，在焙烧过程中将有毒重金属都封存在砖坯中，还杀死了所有有 害细菌，而且砖没有异味孔隙多，具有一定的隔声、隔热效果等，由于污泥、炉渣、垃圾灰渣的相对密 度比粘土小，粘土所占比例只有20%，因此，每一块轻质环保砖比全粘土实心砖要轻0.6kg以上，而制 成空心砌块比石粉水泥砌块要轻30%以上。因此能够减轻建筑物的自重和延长高层楼房的使用寿命;
b)生产工艺简单，无三废排放，符合国家循环经济政策和國务院66号文“关于大力发展节能、节 地、节水、节材、利废、保温、隔热等新型建筑墙体材料”要求精神，且投资少、見效快、成本低、效 益好，适合各级办厂;
c)利用污泥、炉渣、垃圾灰渣制砖替代传统的实心粘土砖，为绿色建材，有广泛的发展前景;
d)采用污泥垃圾灰渣和炉渣作为轻质环保砖的内燃焙烧原料，可充分利用污泥垃圾灰渣和炉渣等 可燃性工业废料，节约能源降低成本，又减少环境污染。还可加快轮窑的焙烧速度，加速轮窑周转，提 高成品的质量和产量。缩短坯体干燥周期，减轻成品砖的表观密度。减少导热系数和热损失，提高隔热 保温能力;提高效益。
e)解决了污泥、垃圾灰渣和炉渣在填埋过程中需要占用大量的土地资源和容易造成二次污染的难 题，既保护了环境，又节约了土地。