以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒制造技术

本发明专利技术公开了一种以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，属于轻集料组分技术领域，所述陶粒在烧结之前的陶粒坯料至少由不可控泥料、可控泥料和副产物构成；不可控泥料指的是未经脱水工序处理的污泥；可控泥料指的是建筑弃泥、采矿尾泥、经脱水工序处理的淤泥中的一种或任意几种的组合；副产物指的是污泥经燃烧后所产生的副产物。本发明专利技术所述陶粒用于建筑领域的轻集料材料，其除了具有现有陶粒产品的优点外，还采用污泥及其燃烧副产物作为原料，为污泥的无害化处理提供了新的途径。同时，通过不同原料配比的控制，可生产不同等级的陶粒。

【技术实现步骤摘要】
以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒
本专利技术涉及轻集料组分
，具体地指一种以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒。
技术介绍
陶粒，顾名思义，就是陶质的颗粒。陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状，其表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。轻质性是陶粒许多优良性能中最重要的一点，也是它能够取代重质砂石配制轻集料混凝土、轻质砂浆的主要原因。现有陶粒的主要组成原料为页岩、黏土等，其中黏土作为天然原料在部分地区已被禁止开采；与此同时，市政污泥、工业污泥等具有污染性的泥类物质需要进行无害化处理才能够填埋或回用，处理成本较高，而像河道淤泥、建筑弃泥和采矿尾泥的存放也是另人较为头疼的问题。申请号为200910099894.3的中国专利技术专利公开了一种生物污泥和淤泥混合型陶粒，由生物污泥10-30份；淤泥70-90份构成；其中污泥为脱水污泥，淤泥为河道淤泥、打桩淤泥中的一种或两种，其有效的利用了城市污泥、工业废土实现变废为宝、原料来源广泛、成本较低。但其能够处理的污泥数量有限，远不能实现污泥的充分无害化利用。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术所述的以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒用于建筑领域的轻集料材料，其除了具有现有陶粒产品的优点外，还采用污泥及其燃烧副产物作为原料，为污泥的无害化处理提供了新的途径。为实现上述目的，本专利技术所涉及的一种以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，所述陶粒在烧结之前的陶粒坯料至少由如下原料构成：不可控泥料，指的是未经脱水工序处理的污泥；本申请所述的“未经脱水工序处理的污泥”是指没有进行深度脱水、是污水处理厂进行预处理后含水70~80%的原状态污泥；可控泥料，指的是建筑弃泥、采矿尾泥、经脱水工序处理的淤泥中的一种或任意几种的组合；副产物，指的是污泥经燃烧后所产生的副产物。所述副产物还可以包含生物质燃料（谷糠）燃烧后的灰分。作为上述技术方案的优选，所述不可控泥料为市政污泥和工业污泥中的一种或两种的混合物。不可控泥料为具有污染特性泥料，如市政污泥和工业污泥等，市政污泥主要为城市污水处理的副产物，成分复杂，含有大量的有机物、重金属、盐及各类微生物细菌，具有一定的生物毒性，未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁；工业污泥是指工业废水处理站产生的污泥，一般无机污泥较多，含有生产废水中的化学成分，工业污泥分为两种，一般固废和危废，印染、造纸、食品企业产生的污泥属一般固废，冶金、电渡企业产生的污泥属于危废类物质，本申请尤其对重金属类危险固废的污泥处置有效；现有技术中通常采用晾晒、板框压滤或烘干的方式对上述泥料进行脱水，但在脱水的过程中会产生大量废水或含尘废气的副产物，会严重污染环境，使得企业要额外增设相应的环保设备，大大增加了陶粒制备的成本。本申请将具有污染特性泥料不经脱水直接配制陶粒原料，可避免上述环保的成本问题，污染特性泥料的有害物质在陶粒烧制过程中得到统一处理，其中，市政污泥的含水率约在70-80%，而工业污泥的含水率约在50-60%，均大大高于陶粒原料的含水量要求，因此需要其他的可控泥料在脱水后与其进行混合，使得混合后的陶粒原料的含水率达到要求。河道淤泥即清理河道时所产生的淤泥，还包括市政管网（即下水道）内的淤泥，其具有较高的粘滞性和含水率，需要先通过板框压滤去除大部分水分，再经烘干窑进行烘干，通常可将其含水率控制在10%以下；采矿尾泥是矿业固体废物的一种，一般指小于5～10微米的矿粒，水法选矿或洗矿作业中产生的尾矿废物，常以浆状形式排出，经沉淀后，废水复用，其沉淀物即采矿尾泥，其主要化学成分为SiO2、Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO等，其中有时还包括与所采矿物共生的有色金属和稀有金属；建筑弃泥即建筑施工（如地下室基坑开挖）时所产生的多余土壤，其与普通土壤并无太大差别。作为上述技术方案的优选，所述不可控泥料占所述陶粒坯料的比重为20~40%。作为上述技术方案的优选，所述可控泥料占所述陶粒坯料的比重为40~79%。作为上述技术方案的优选，所述副产物占所述陶粒坯料的比重为0.1~5%。市政污泥和工业污泥中一般固废均包含有有机质，具有较高的热值，因此在粉状物质的形态下能够作为燃料使用，陶粒回转窑的燃烧方式是喷燃，通过气流将粉状燃料喷射入窑体，属爆炸式燃烧，燃烧非常充分，该技术方案为污泥的处理提供了一种新的途径。作为上述技术方案的优选，所述副产物为粉末状的物质，即燃烧后残留的灰分。作为上述技术方案的优选，所述陶粒坯料的组成原料还包括有页岩，所述页岩占所述陶粒坯料的比重为20~30%。通过不同原料配比的控制，可生产容重200~1000kg/m3的不同等级的陶粒。作为上述技术方案的优选，所述页岩为经破碎、烘干和球磨的粉末状物质，含水率小于5%。页岩由黏土脱水胶结而成的沉积岩。以黏土类矿物(高岭石、水云母等)为主，具有明显的薄层理构造。按成分不同，分炭质页岩、钙质页岩、砂质页岩、硅质页岩等，页岩是现有陶粒的主要成分之一。作为上述技术方案的优选，所述淤泥经脱水工序处理后的含水率小于10%。作为上述技术方案的优选，所述不可控泥料的含水率在50%~90%之间。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术所述的以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒用于建筑领域的轻集料材料，其除了具有现有陶粒产品的优点外，还采用污泥及其燃烧副产物作为原料，为污泥的无害化处理提供了新的途径。同时，通过不同原料配比的控制，可生产不同等级的陶粒（容重200~1000kg/m3），市售陶粒的最低容重为400级，即在301~400kg/m3，容重在300kg/m3以下的陶粒难以制备，主要是因为陶粒原料配比、膨胀倍率和陶粒外壳陶质厚度的问题影响其自身的强度，使得陶粒会随着容重的减少而降低强度，本申请通过调控各组分的比例，并加入污泥的燃烧副产物作为原料之一，实现了容重小于300kg/m3时，陶粒的强度仍大于0.5MPa，符合国家标准GB/T17431.1-2010的指标要求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：实施例用于制备建筑领域中的轻集料，在各实施例所述陶粒的陶粒坯料中，均含有未经脱水的污泥及污泥燃烧后的副产物，为污泥的有效利用提供了一种新的途径。表1为实施例1~实施例5所述陶粒的陶粒坯料中的组分含量表2为实施例1~实施例5所述的陶粒的性能指标以上所述的实施例对本专利技术的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本专利技术的具体实施例，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，其特征在于，所述陶粒在烧结之前的陶粒坯料至少由如下原料构成：不可控泥料，指的是未经脱水工序处理的污泥；可控泥料，指的是建筑弃泥、采矿尾泥、经脱水工序处理的淤泥中的一种或任意几种的组合；副产物，指的是污泥经燃烧后所产生的副产物。

【技术特征摘要】
1.以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，其特征在于，所述陶粒在烧结之前的陶粒坯料至少由如下原料构成：不可控泥料，指的是未经脱水工序处理的污泥；可控泥料，指的是建筑弃泥、采矿尾泥、经脱水工序处理的淤泥中的一种或任意几种的组合；副产物，指的是污泥经燃烧后所产生的副产物。2.根据权利要求1所述的以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，其特征在于：所述不可控泥料为市政污泥和工业污泥中的一种或两种的混合物。3.根据权利要求1或2所述的以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，其特征在于：所述不可控泥料占所述陶粒坯料的比重为20~40%。4.根据权利要求3所述的以污泥及其燃烧副产物作为原料的陶粒，其特征在于：所述可控泥料占所述陶粒坯料的比重为40~79%。5.根据权利要求4所述的以污泥及其燃烧副产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎剑雷，朱培林，褚群如，高峰，
申请(专利权)人：浙江大东吴集团建设有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33