轻质砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质砖及其制备方法，主要由以下重量份的原料制备而成：污泥10-30份，煤矸石20-50份，高岭土尾矿10-30份，生物质1-5份，固硫固氮除异味剂1-10份，所述固硫固氮除异味剂由90-99wt%的氧化钙和1-10wt%的碳酸钾组成。所述制备方法为：按上述重量份称取各原料，并混合均匀，陈化，制坯成型，烧制。本发明专利技术所述轻质砖重量轻、保温隔音效果好，固硫固氮效果佳，有效解决了传统的高温焙烧过程中长期被忽视的SOx和NOx的排放问题；所述制备方法流程简单易行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保领域，特别是涉及一种。
技术介绍
随着城市化水平的不断提高，工业和民用等生产生活过程中制造了大量的污泥，其不仅造成了土地污染，还加剧人地矛盾。常见的污泥处理工艺有卫生填埋、焚烧、碳化、发酵有机肥等资源化利用方式。而目前，丰富的煤炭资源为我国的经济快速发展做出了巨大贡献，但是在煤炭生产过程中也产生了大量的“工业垃圾”——煤矸石，大量堆积的煤矸石不仅占用了土地资源，还会释放有毒气体以及导致自燃，同时也浪费了煤矸石本身具有的热值；高岭土尾矿是高岭土矿选矿过程中产生的固体废弃物，由于其无法得到有效利用，占用了大量的土地资源；另外，我国作为传统的农业大国，在农业生产活动中产生了大量的生物质，生物质是可再生能源，其利用发展前景极其广阔。而现今，由于技术等原因的限制，导致污泥、煤矸石、生物质等资源的利用效率较低，因此，研究和开发一种新型技术对于环境友好型资源节约型社会建设具有非常重要的意义。现有技术中，污泥砖主要专注于如何较好的配制污泥及其添加物的比例及种类，而对在烧制污泥砖中容易对环境产生二次污染的NOx和SOx却关注很少。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种。解决上述技术问题的具体技术方案如下:一种轻质砖，主要由以下重量份的原料制备而成:`污泥10-30 份，煤石干石20-50份，高岭土尾矿10-30份，生物质1-5份，固硫固氮除异味剂1-10份，所述固硫固氮除异味剂由90_99wt%的氧化钙和l_10wt%的碳酸钾组成。在其中一些实施例中，所述轻质砖主要由以下重量份的原料制备而成:污泥28-30 份，煤矸石38-42份，高岭土尾矿18-22份，生物质4-5份，固硫固氮除异味剂4-6份。在其中一些实施例中，所述固硫固氮除异味剂由94_96wt%的氧化钙和4_6wt%的碳酸钾组成。在其中一些实施例中，所述生物质为稻草、秸杆或木材废弃物中的至少一种。在其中一些实施例中，所述污泥的含水量大于60%。在其中一些实施例中，所述污泥、煤矸石、高岭土尾矿和生物质的粒度小于2_。在其中一些实施例中，所述固硫固氮除异味剂的粒度小于0.1mm。上述的轻质砖的制备方法，包括以下步骤:(I)按上述重量份，称取煤矸石、高岭土尾矿、生物质和固硫固氮除异味剂，并分别将煤砰石、高岭土尾矿和生物质粉碎至粒度小于2mm,固硫固氮除异味剂粉碎至粒度小于0.1mm ；(2)按上述重量份，称取污泥，与步骤(1)中经粉碎的煤矸石、高岭土尾矿、生物质和固硫固氮除异味剂混合；(3)陈化；(4)制坯成型；(5)烧制。在其中一些实施例中，步骤(3)所述陈化的时间为1-2天。在其中一些实施例中，步骤(5)所述烧制的温度为1000-1200°C，时间为2_3h。本专利技术所述的一种具有以下优点和有益效果:(I)本专利技术的关键创新点在于所述轻质砖以污泥、煤矸石、高岭土尾矿和生物质及固硫固氮除异味剂为原料，并经专利技术人大量的研究与实验，选择比例适宜的氧化钙(CaO)和碳酸钾(K2CO3)组成固硫固氮除异味剂，结果表明其固硫固氮效果最佳。这是由于1000-1200°C的高温焙烧过程中，CaO与SO2在氧气的作用下反应生成稳定的CaSO4，从而将污泥、煤矸石、生物质燃烧产生的SOx固定在污泥砖中；另外，由于污泥中富含Fe203、MgO等化合物，其是天然的固硫助剂，这可以进一步强化了固硫效果；另一方面K2CO3会与NOx反应生成含氮盐KN3，从而将NOx固定在污泥砖中，固化后的硫、氮元素在轻质砖中性质稳定，将不会分解而对环境产生污染，这可以有效的解决现有的高温焙烧过程中长期被忽视的SOx和NOx的排放问题。(2)本专利技术所述轻质砖中生物质可作为高温焙烧过程的助燃剂，同时污泥和煤矸石中的可燃成分作为内燃燃料，有利于提高焙烧效果；而且，这些可燃物和助燃物燃烧后砖块形成许多小孔，从而使得制得砖块重量轻、保温及隔音效果好。(3)本专利技术所述轻质砖中固硫固氮除异味剂的组成和含量，是专利技术人经大量的研究，根据污泥、煤矸石及生物质中的硫和氮元素含量及其在烧制过程中的变化来确定的，不同种类的原料所需的固硫固氮除异味剂的组成和含量不同。(4)本专利技术所述轻质砖中用高岭土尾矿代替粘土作为制砖原料,解决高岭土尾矿堆积占用土地的现状。(5)本专利技术所述轻质砖的制备方法，简单易行，且无需对污泥预先干燥处理，这是由于氧化钙与水反应会消耗部分水，更也无需添加额外的水来促进搅拌，这节约了水资源，也简化了处理流程。(6)本专利技术所述轻质砖的制备方法中高温焙烧可以完全消灭污泥中的细菌微生物，进一步消除污泥异味，同时热稳定性较低的重金属会释放出来，杜绝污泥砖的二次污染。【附图说明】图1为本专利技术制备轻质砖的工艺流程图。【具体实施方式】本专利技术所述轻质砖的制备工艺流程图请参见图1。以下将结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种轻质砖，主要由以下重量份的原料制备而成:含水量为80%的生活污泥30份，煤矸石40份，高岭土尾矿20份，生物质——稻草杆5份，固硫固氮除异味剂5份， 所述固硫固氮除异味剂由粒度小于0.1mm的95wt%的氧化钙和5wt%的碳酸钾粉末组成。上述轻质砖的制备方法，包括以下步骤:(I)按上述重量份称取煤矸石、高岭土尾矿、稻草杆、固硫固氮剂，并分别破碎至粒度小于2mm ；(2)按上述重量份称取污泥，并加入步骤(1)中经粉碎的煤矸石、高岭土尾矿、生物质和固硫固氮剂，混合搅拌均匀；(3)将上述混合原料堆积陈化24小时；(4)将陈化后的砖坯原料进行常规制坯成型；(5)将砖坯送入炉窑，在1100°C下烧制2小时，冷却至室温出窑即得到轻质烧结砖。实施例2轻质砖主要由以下重量份的原料制备而成:含水量为60%的生活污泥20份，煤矸石50份，高岭土尾矿30份，[0061 ]生物质——稻草杆5份，固硫固氮除异味剂IO份，所述固硫固氮除异味剂由粒度小于0.1mm的90wt%的氧化钙和10wt%的碳酸钾粉末组成。上述轻质砖的制备方法，与实施例1基本相同，区别在于:步骤(3)陈化时间为48h，步骤(5)中烧制温度为1000°C，时间为3h。实施例3轻质砖主要由以下重量份的原料制备而成:含水量为80%的生活污泥10份，煤矸石20份，高岭土尾矿10份，生物质——稻草杆1份，固硫固氮除异味剂1份，所述固硫固氮除异味剂由粒度小于0.1mm的99wt%的氧化钙和lwt%的碳酸钾粉末组成。上述轻质砖的制备方法，与实施例1基本相同，区别在于:步骤(3)陈化时间为32h，步骤(5)中烧制温度为1200°C，时间为3h。实施例4轻质砖固硫固氮效果评价一、实验目的通过对比分析评价本实施例1-3所制的轻质砖的固硫固氮效果。二、实验方法对比例1:一种轻质砖，主要由以下重量份的原料制备而成:含水量为80%的生活污泥30份，煤矸石40份 ，高岭土尾矿20份，生物质——稻草杆5份。上述轻质砖的制备方法，参照实施例1。对比例2:轻质砖主要由以下重量份的原料制备而成:含水量为80%的生活污泥30份，煤石干石40份，高岭土尾矿20份，生物质——稻草杆5份，固硫固氮除异味剂5份，所述固硫固氮除异味剂由粒度小于0.1mm的50wt%氧化钙和50wt%碳酸钾粉末组成。上述轻质砖的制备方法，参照实施例1。固硫固氮效果评价方法:通过对比，分别分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质砖，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：污泥10?30份，煤矸石20?50份，高岭土尾矿10?30份，生物质1?5份，固硫固氮除异味剂1?10份，所述固硫固氮除异味剂由90?99wt%的氧化钙和1?10wt%的碳酸钾组成。

【技术特征摘要】
1.一种轻质砖，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成: 污泥10-30份， 煤矸石20-50份， 高岭土尾矿10-30份， 生物质1_5份， 固硫固氮除异味剂1-10份， 所述固硫固氮除异味剂由90-99wt%的氧化钙和l_10wt%的碳酸钾组成。2.根据权利要求1所述的轻质砖，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成: 污泥28-30份， 煤矸石38-42份， 高岭土尾矿18-22份， 生物质4-5份， 固硫固氮除异味剂4-6份。3.根据权利要求1或2所述的轻质砖，其特征在于，所述固硫固氮除异味剂由94-96wt%的氧化钙和4_6wt%的碳酸钾组成。4.根据权利要求1或2所述的轻质砖，其特征在于，所述生物质为稻草、秸杆或木材废弃物中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的轻质砖，其特征在于，所述污泥的含水量大于60%。6.根据权利要求1或2所述的轻质砖，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷立宝，张成，徐齐胜，方庆艳，陈刚，苏杭，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：