申请日2017.12.20
公开(公告)日2018.05.08
IPC分类号C04B38/00; C04B33/13; C04B33/132
摘要
本发明公开一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，包括以下步骤：步骤一：在100‑140℃下，干燥污泥至含水量为30‑40%;步骤二：将污泥、高岭土、膨胀剂和CaF2研磨成混合粉末;步骤三：将混合粉末挤压造粒成陶粒生料;步骤四：以5‑10℃/min的速率升温，200‑500℃预热30‑40min，500‑1000℃烘焙50‑70min,1000‑1300℃煅烧50‑60min。其中，所述膨胀剂由20‑24份CaCO3、13‑17份MgCO3、7‑11份Na2O和30‑34份Fe2O3组成。本发明实现污泥的无害化、减量化、稳定化、资源化再生利用，生产出的陶粒稳定性强、抗压强度高、孔隙率高、密度低，具有良好的保温、隔音及防渗透作用，可与混凝土共掺作建筑材料。
权利要求书
1.一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在100-140℃下，干燥污泥，使含水量降至30-40%;
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:(0.4-0.6)的重量比混合均匀，再加入15-25wt%的膨胀剂和2-6wt%CaF2,研磨成混合粉末;
其中，所述膨胀剂以重量份数计，包括以下组分：
步骤三：将步骤二中的混合粉末挤压造粒成陶粒生料;
步骤四：以5-10℃/min的速率升温，200-500℃预热30-40min，500-1000℃烘焙50-70min,1000-1300℃煅烧50-60min，再以3-7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥制作轻质多孔陶粒，其特征在于，步骤二中混合粉末粒径为0.02-0.04mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用污泥制作轻质多孔陶粒，其特征在于，步骤三中挤压压强为55-65MPa。
说明书
一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺
技术领域
本发明涉及污泥建材化技术领域，具体涉及一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺。
背景技术
目前，堆肥化技术、好氧发酵技术和厌氧消化技术是治理污泥的主要途径，但是污泥的有效利用率较低，无法完全发掘出污泥的潜在价值，造成资源的浪费，且污泥中重金属难以固定，造成二次污染。污泥的建材化技术利用污泥 烧结制砖、水泥和陶粒等建筑材料，但是污泥陶粒的微孔较少、强度较低及密度相对较大，因此其稳定性和保温性较差。申请号为CN201710055896.7的专利，将30-70%的污泥、20-60%黏土和10-15%铝土矿混合均匀，再进行陈化、干燥、造粒和煅烧制得污泥陶粒，该专利简化了生产工艺，提高了污泥的处理效率，但是生产出的污泥陶粒孔隙结构较少，保温隔热效果欠佳。本发明生产出的陶粒质轻、强度高、孔隙率高，具有良好的保温、隔热、抗渗、抗震、抗冻及耐火性能，是优良的建筑材料，使污泥实现无害化、减量化、稳定化、资源化再生利用，变废为宝。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高强度污泥陶粒的制备方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，包括以下步骤：
步骤一：在100-140℃下，干燥污泥，使含水量降至30-40%;
步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:(0.4-0.6)的重量比混合均匀，再加入15-25wt%的膨胀剂和2-6wt%CaF2,研磨成混合粉末;
其中，所述膨胀剂以重量份数计，包括以下组分：
步骤三：将步骤二中的混合粉末挤压造粒成陶粒生料;
步骤四：以5-10℃/min的速率升温，200-500℃预热30-40min，500-1000℃烘焙50-70min,1000-1300℃煅烧50-60min，再以3-7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。
优选的是，步骤二中混合粉末粒径为0.02-0.04mm。
优选的是，步骤三中挤压压强为55-65MPa。
本发明的有益效果
(1)本发明中的高岭土含有46.54%的SiO2和39.5%的Al2O3，提高陶粒的硬度和抗压强度，此外，SiO2和Al2O3又是天然助熔剂，降低陶粒生胚软化系数，提高陶粒纯度;
(2)本发明中的膨胀剂使陶粒加热煅烧过程中，不断产生气泡，提高陶粒内部的微孔数量和微孔孔容，从而降低陶粒密度，有效减少室内外的热量传递，加强陶粒的保温、隔音及防渗透功能，Na2O在常温下能与污泥中的水反应生成O2，疏松陶粒内部结构，降低污泥含水量，MgCO3在400-500℃热分解生成MgO和CO2，CaCO3在850-1000℃热分解CaO和CO2，CaO和MgO又可作为助熔剂，脱除陶粒中的杂质成分，Fe2O3在高温条件下能与污泥中C发生氧化还原反应放出CO2;
(3)本发明中的CaF2在900-1100℃时，与SiO2反应生成Ca3O5Si，加强了陶粒分子间的作用力，提高陶粒的抗张强度和硬度，此外，CaF2可作为助熔剂和助色剂，能有效降低陶粒烧结温度，减少燃料消耗，提高陶粒的金属色泽，并能够脱去高岭土中硫、磷和氮，降低环境污染。