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CN111072371A - 以工业废弃物为主要原料制备的陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，包括以下组分：工业污泥粉60‑80份；页岩15‑25份；粉煤灰20‑30份；粘土3‑5份；方解石10‑15份；炉灰5‑8份；玻璃渣10‑20份；水30份。本发明还公开了该陶粒的制备方法，包括将各物料混合、造粒以及烧结。通过本发明能够将工业污泥、粉煤灰、炉灰等工业废弃物废物利用，且生产的陶粒各方面的综合性能均较为优秀，具有较高的商业价值。

Description

以工业废弃物为主要原料制备的陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业污泥处理领域，尤其是工业污泥回收再利用领域，涉及一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展，各类化工厂、污水厂等的数量不断增加，随之带来的污水量也在不断的变大，同时产生了大量的工业污泥，而工业污泥中含有大量废水中的化学成分，直接排放对环境的危害极大，污泥中含有多种重金属元素、致病微生物细菌等，若大量堆积不但侵占土地面积，还会腐臭并污染城市环境，影响环境卫生情况，污染水源从而对人体健康带来长期的影响，而且工业污泥中也含有丰富的有机物及氮、磷等营养元素，将工业污泥直接排放也是极大的浪费。并且在工业生产中，产生大量的工业废弃物，如玻璃渣、炉灰等，目前工业处理上一般也采用填埋的方式处理，这样不仅占用了极大的土地资源，并且也一定程度上造成了资源的浪费。
目前我国处理工业污泥的方式主要有浓缩、污泥调理、厌氧消化、脱水、堆肥、焚烧等处理技术，填埋处理的成本较低，并且易于实行，但在工业污泥填埋的过程中，容易产生填埋渗滤液以及有害气体的形成，渗滤液对土壤的污染极大，而产生的有害气体主要是甲烷，容易爆炸、燃烧；焚烧污泥也是处理的主要方式之一，然而没有进行干化的污泥焚烧的难度较大，并且焚烧所需的成本较高，不经济。玻璃渣、炉灰也是常见的工业废弃物，目前大多厂商选择直接填埋的处理方式，十分不经济环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒其制备方法，能够有效的将工业污泥回收利用，提供一种工业污泥回收再利用的方法，并且使用多种工业废弃物，使得资源回收再利用。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉 60-80份；
页岩 15-25份；
粉煤灰 20-30份；
粘土 3-5份；
方解石 10-15份；
炉灰 5-8份；
玻璃渣 10-20份；
水 30份。
作为优选的方案，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉 70份
页岩 20份；
粉煤灰 25份；
粘土 5份；
方解石 10份；
炉灰 7份；
玻璃渣 15份；
水 30份。
作为优选的方案，所述的工业污泥粉通过工业污泥经脱水后烘干并破碎至150目以下所得。
作为优选的方案，所述的玻璃渣通过玻璃废渣经粉碎并筛选至80目以下所得。
制备所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配比称取工业污泥粉、页岩、粉煤灰、粘土以及炉灰，加水后搅拌，再加入玻璃渣与方解石，进行再次搅拌，得到混合物料；
(2)将混合物料加入至造粒机中，向造粒机内部以喷洒的方式将水加入至混合物料中，调节物料的pH，喷洒完毕后继续运行造粒机，得到生料球；
(3)将生料球干燥后加入至高温炉中预热，待预热结束后高温炉进行升温，烧结生料球，烧结完毕后将生料球取出并冷却后即得工业污泥烧结陶粒。
作为优选的方案，所述步骤(1)和步骤(2)中所使用水的质量份数相同，均为15份。
作为优选的方案，所述步骤(3)中，生料球干燥的温度为120℃。
作为优选的方案，所述步骤(3)中，预热的温度为350℃，烧结的温度为1150℃，且升温的速度为2℃/分钟。
工业污泥为本发明所生产陶粒的基体，有着较为不错的强度与硬度，并且制成之后表面的孔隙较多，透气性较好。
页岩与粉煤灰的添加能够有效的改变陶粒内部结构，增加页岩与粉煤灰改善了陶粒的脱水性能，并且粉煤灰能够对污泥中的污染物进行一定的吸附，同时降低污泥的刺激性气味，页岩的加入可以提高陶粒陶粒生料塑性和生料球抗冲击强度；。
方解石的主要成分为碳酸钙，在原料中主要起到助烧剂的作用，烧结过程中方解石能够有效地帮助陶粒成型，并且提供钙含量，增强陶粒的强度与寿命。
玻璃渣能够提供大量的二氧化硅，二氧化硅可以减少粘土的分散度，使其膨胀性能降低，同时增加陶粒的强度。
该技术方案具有以下有益的技术效果：
一、本发明采用的原料均为工业废弃物，通过废物利用将各组分结合，较为环保且成本较低，实现了资源的有效回收利用，并且解决了大量废弃物的回收问题。
二、本发明通过各原料的配合制备的一种工业污泥烧结陶粒，各方面的性能都较好，通过合理的控制配方比例，使得产品性能优良。
三、本发明制备的陶粒比表面积较大，且脱水、吸水率较高，制作成本低，符合技能减排的政策。
四、本发明提供的加工方法简单，合理的减少了烧结时繁琐的步骤，操作人员能够轻易的进行本发明的制备。
具体实施方案
以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
实施例一：
一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉60份、页岩15份、粉煤灰20份、粘土5份、方解石10份、炉灰5份、玻璃渣10份、水30份。
一种用于制备以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)按配比称取工业污泥粉、页岩、粉煤灰、粘土以及炉灰，加入15份水后搅拌，再加入玻璃渣与方解石，进行再次搅拌，得到混合物料，搅拌的转速为1200转每分钟；；
(2)将混合物料加入至造粒机中，向造粒机内部以喷洒的方式将水加入至混合物料中，加入的水为12份，喷洒完毕后继续运行造粒机，50分钟后得到生料球；
(3)将生料球再120℃的条件下干燥，之后加入至高温炉中预热，预热的温度为350℃，待预热结束后高温炉进行匀速升温至1150℃，烧结生料球，烧结完毕后将生料球取出并冷却后即得工业污泥烧结陶粒。
实施例二：
一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉70份、页岩20份、粉煤灰25份、粘土5份、方解石10份、炉灰7份、玻璃渣15份、水30份。
一种用于制备以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)按配比称取工业污泥粉、页岩、粉煤灰、粘土以及炉灰，加入15份水后搅拌，再加入玻璃渣与方解石，进行再次搅拌，得到混合物料，搅拌的转速为1200转每分钟；；
(2)将混合物料加入至造粒机中，向造粒机内部以喷洒的方式将水加入至混合物料中，加入的水为12份，喷洒完毕后继续运行造粒机，50分钟后得到生料球；
(3)将生料球再120℃的条件下干燥，之后加入至高温炉中预热，预热的温度为350℃，待预热结束后高温炉进行匀速升温至1150℃，烧结生料球，烧结完毕后将生料球取出并冷却后即得工业污泥烧结陶粒。
实施例三：
一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉70份、页岩30份、粉煤灰30份、粘土5份、方解石10份、炉灰7份、玻璃渣15份、水30份。
一种用于制备以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)按配比称取工业污泥粉、页岩、粉煤灰、粘土以及炉灰，加入15份水后搅拌，再加入玻璃渣与方解石，进行再次搅拌，得到混合物料，搅拌的转速为1200转每分钟；；
(2)将混合物料加入至造粒机中，向造粒机内部以喷洒的方式将水加入至混合物料中，加入的水为12份，喷洒完毕后继续运行造粒机，50分钟后得到生料球；
(3)将生料球再120℃的条件下干燥，之后加入至高温炉中预热，预热的温度为350℃，待预热结束后高温炉进行匀速升温至1150℃，烧结生料球，烧结完毕后将生料球取出并冷却后即得工业污泥烧结陶粒。
实施例四：
一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉80份、页岩25份、粉煤灰30份、粘土8份、方解石15份、炉灰8份、玻璃渣20份、水30份。
一种用于制备以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)按配比称取工业污泥粉、页岩、粉煤灰、粘土以及炉灰，加入15份水后搅拌，再加入玻璃渣与方解石，进行再次搅拌，得到混合物料，搅拌的转速为1200转每分钟；；
(2)将混合物料加入至造粒机中，向造粒机内部以喷洒的方式将水加入至混合物料中，加入的水为12份，喷洒完毕后继续运行造粒机，50分钟后得到生料球；
(3)将生料球再120℃的条件下干燥，之后加入至高温炉中预热，预热的温度为350℃，待预热结束后高温炉进行匀速升温至1150℃，烧结生料球，烧结完毕后将生料球取出并冷却后即得工业污泥烧结陶粒。
收集实施例一至四所制得的陶粒，对陶粒的部分性能进行检测，检测数据如下：
表一：实施例一、二、三、四所得陶粒的性能数据
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四
粒径范围 10-15mm 12-22mm 18-27mm 20-30mm
堆积密度 1000Kg/m<sup>3</sup> 1200Kg/m<sup>3</sup> 1100Kg/m<sup>3</sup> 1100Kg/m<sup>3</sup>
筒压强度 6.0Mpa 6.5Mpa 6.2Mpa 6.2Mpa
1h吸水率 15％ 20％ 22％ 23％
由表一可知通过本发明制备的陶粒各方面的数据均达到了不错的范围，性能指标也较为优秀，实施例二的强度更高，实施例三、四的吸收率更高。然而在实际的制备过程中，由于粉煤灰、页岩的添加量的增多，对于陶粒内部的稳定性有一定的影响，造成陶粒的体积增大，比表面积减小，而且大幅度增加页岩与粉煤灰的添加量，会提高工业污泥处理的成本，因此实施例二的添加量为本发明的最优选，实施例一至四的数据范围均在本发明的较优选择范围之内。

Claims (8)

1.一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，其特征在于，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉60-80份；
页岩15-25份；
粉煤灰20-30份；
粘土3-5份；
方解石10-15份；
炉灰5-8份；
玻璃渣10-20份；
水30份。
2.根据权利要求1所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，其特征在于，以质量份数计，包含以下组分：
工业污泥粉70份；
页岩20份；
粉煤灰25份；
粘土5份；
方解石10份；
炉灰7份；
玻璃渣15份；
水30份。
3.根据权利要求1所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，其特征在于，所述的工业污泥粉通过工业污泥经脱水后烘干并破碎至150目以下所得。
4.根据权利要求1所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒，其特征在于，所述的玻璃渣通过玻璃废渣经粉碎并筛选至80目以下所得。
5.制备权利要求1-4所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配比称取工业污泥粉、页岩、粉煤灰、粘土以及炉灰，加水后搅拌，再加入玻璃渣与方解石，进行再次搅拌，得到混合物料；
(2)将混合物料加入至造粒机中，向造粒机内部以喷洒的方式将水加入至混合物料中，
喷洒完毕后继续运行造粒机，得到生料球；
(3)将生料球干燥后加入至高温炉中预热，待预热结束后高温炉进行升温，烧结生料球，烧结完毕后将生料球取出并冷却后即得工业污泥烧结陶粒。
6.根据权利要求5所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中所使用水的质量份数相同，均为15份，步骤(1)中搅拌的转速为1200转/分钟。
7.根据权利要求5所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，生料球干燥的温度为120℃。
8.根据权利要求5所述的一种以工业废弃物为主要原料制备的陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，预热的温度为350℃，烧结的温度为1150℃，且升温的速度为2℃/分钟。
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