申请日2017.06.15
公开(公告)日2017.10.13
IPC分类号C04B33/132; C04B33/138; C04B33/135; B28C3/00; B28B3/20
摘要
本发明提供一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，利用污水处理厂的污泥、煤矸石、给水厂的污泥以及废硅藻土烧结自保温砖，经过原材料混合预均化、陈化技术、双轴螺旋桨式干化、液压成型、干燥、烧结，从而得到自保温砖。本发明的优点在于：利用污水处理厂的污泥、煤矸石、给水厂的污泥以及废硅藻土烧结自保温砖，实现废物资源化利用，减少环境污染，且其工艺简单、原材料来源广、成本低、强度高、保温性能高、外观良好。
权利要求书
1.一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.3%～0.4%的助凝剂，再经过压滤机脱水后，得到含水率为40%-50%的污水厂污泥，备用;
步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50%以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用;
步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用;
步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的10%-30%、煤矸石粉碎物占混合料的40%-50%，给水厂污泥占混合料的20%-40%、废硅藻土占混合料的5-10%，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料;
步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.2～0.5%混匀后，获得坯料;
步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯;
步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在5%-8%后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在950℃-1050℃左右，烧结时间为6h-10h，得到自保温砖。
2.如权利要求1所述的一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，其特征在于：所述步骤1中，助凝剂包括高炉灰和粉煤灰。
3.如权利要求1所述的一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，其特征在于：所述步骤3中，给水厂污泥经过浓缩，其浓缩后的污泥含固率为5%～15%，污泥仍具有液体特性，而后经过脱水，其脱水后污泥的含固率为10%～30%，污泥呈现出半固体状，最后经过干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用。
4.如权利要求1所述的一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，其特征在于：所述步骤4中，将混合料机械搅拌后，预匀化和陈化后，加入混合料的10%～15%的水。
5.如权利要求1所述的一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，其特征在于：所述步骤6中，液压成型的压力为25-35MPa。
说明书
一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法
【技术领域】
本发明涉及一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法。
【背景技术】
近年来，建筑行业发展迅猛，对烧结砖的需求量巨大，由于国家已禁止粘土实心砖的使用和生产，因此采用固体废弃物制砖替代粘土制砖成为未来发展趋势。随着我国城镇污水处理厂的建设以及城镇污水处理率的不断提高，其污泥的产生量也急剧增加。污水处理厂污泥是由有机物、无机颗粒、胶体、重金属及持久性有机物和微生物等组成。我国每年排放的大量低热值煤矸石即热值小于600千卡/kg的煤矸石大多没有利用，随意堆放占用土地，不仅污染环境，而且造成资源浪费。给水厂污泥是由粘土、腐殖质、以及其它悬浮的或不溶于水的物质等组成，若不加以综合利用会对环境造成污染。区别于传统用粘土烧结砖原料组成，将污水厂污泥、给水厂污泥以及煤矸石用于烧结砖存在技术的难度，主要问题是：针对原料混合过程易团聚、砖坯抗压差及烧结砖内部结构不均匀等难题。如何妥善处理污水处理厂污泥、煤矸石、给水厂污泥和废硅藻土，实现固体废物资源化利用，而不污染环境，是我们急需解决的难题。本发明利用污水处理厂污泥、煤矸石、给水厂污泥和废硅藻土等烧结自保温砖国内还未见报道。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题，在于提供一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，利用污水处理厂的污泥、煤矸石、给水厂的污泥以及废硅藻土烧结自保温砖，实现废物资源化利用，减少环境污染，且其工艺简单、原材料来源广、成本低、强度高、保温性能高、外观良好。
本发明是这样解决上述技术问题的：
一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，包括如下步骤：
步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.3%～0.4%的助凝剂，再经过压滤机脱水后，得到含水率为40%-50%的污水厂污泥，备用;
步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50%以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用;
步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用;
步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的10%-30%、煤矸石粉碎物占混合料的40%-50%，给水厂污泥占混合料的20%-40%、废硅藻土占混合料的5-10%，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料;
步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.2～0.5%混匀后，获得坯料;
步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯;
步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在5%-8%后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在950℃-1050℃左右，烧结时间为6h-10h，得到自保温砖。
进一步地，所述步骤1中，助凝剂包括高炉灰和粉煤灰。
进一步地，所述步骤3中，给水厂污泥经过浓缩，其浓缩后的污泥含固率为5%～15%，污泥仍具有液体特性，而后经过脱水，其脱水后污泥的含固率为10%～30%，污泥呈现出半固体状，最后经过干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用。
进一步地，所述步骤4中，将混合料机械搅拌后，预匀化和陈化后，加入混合料的10%～15%的水。
进一步地，所述步骤6中，液压成型的压力为25-35MPa。
本发明具有如下优点：
本发明利用污水处理厂的污泥、煤矸石、给水厂的污泥和废硅藻土烧结自保温砖，通过预均化技术、陈化技术、双轴螺旋桨式干化，使污泥、煤矸石、给水厂的污泥和废硅藻土充分均匀的混合，解决原料混合过程易团聚;同时使用烧结砖超高压力挤压成型技术，使制备出的自保温砖强度高、内部结构均匀、保温效果好等优点。
同时，本发明实现废物资源化利用，减少环境污染，且工艺简单、原材料来源广、成本低，强度高，自保温性能好，外观良好。
【具体实施方式】
一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，包括如下步骤：
步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.3%～0.4%的助凝剂(浓缩池中污泥量的0.3%～0.4%)，再经过压滤机脱水后，得到含水率为40%-50%的污水厂污泥，备用;本发明的百分比均为重量百分比;
步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50%以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用;
步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用;
步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的10%-30%、煤矸石粉碎物占混合料的40%-50%，给水厂污泥占混合料的20%-40%、废硅藻土占混合料的5-10%，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料;所述废硅藻土是指用于化工、医药、制酒等行业的硅藻土助滤剂，使用后产生的废硅藻土，其作用是提高原料的塑性，同时增强保温性能，所述煤矸石本身是块状的必须要粉碎得到煤矸石粉碎物，煤矸石本身含有的无机物类似于粘土的物质，是烧砖的主要原料。
步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.2～0.5%混匀后，获得坯料;加入硫酸渣粉末目的是增加空隙，使传热减慢，增强保温性能。
步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯;
步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在5%-8%后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在950℃-1050℃左右，烧结时间为6h-10h，得到自保温砖。
更优地，所述步骤1中，助凝剂包括高炉灰和粉煤灰。所述步骤3中，给水厂污泥经过浓缩，其浓缩后的污泥含固率为5%～15%，污泥仍具有液体特性，而后经过脱水，其脱水后污泥的含固率为10%～30%，污泥呈现出半固体状，最后经过干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用。所述步骤4中，将混合料机械搅拌后，预匀化和陈化后，加入混合料的10%～15%的水。所述步骤6中，液压成型的压力为25-35MPa。
为了对本发明烧结方法进行进一步阐述说明，申请人给出了如下具体实施例。
实施例1
一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，包括如下步骤：
步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.3%的助凝剂，再经过压滤机脱水后，得到含水率为40%的污水厂污泥，备用;
步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50%以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用;
步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为30%的给水厂污泥，备用;
步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的10%、煤矸石粉碎物占混合料的40%，给水厂污泥占混合料的40%、废硅藻土占混合料的10%，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料;
步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.2%混匀后，获得坯料;加入硫酸渣粉末目的是增加空隙，使传热减慢，增强保温性能?
步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯;
步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在5%后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在950℃左右，烧结时间为10h，得到自保温砖。
实施例2
一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，包括如下步骤：
步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.35%的助凝剂，再经过压滤机脱水后，得到含水率为45%的污水厂污泥，备用;
步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50%以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用;
步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为40%的给水厂污泥，备用;
步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的20%、煤矸石粉碎物占混合料的45%，给水厂污泥占混合料的30%、废硅藻土占混合料的5%，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料;
步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.4%混匀后，获得坯料;
步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯;
步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在7%后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在1000℃左右，烧结时间为8h，得到自保温砖。
实施例3
一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，包括如下步骤：
步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.4%的助凝剂，再经过压滤机脱水后，得到含水率为50%的污水厂污泥，备用;本发明的百分比均为重量百分比;
步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50%以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用;
步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为30%～60%的给水厂污泥，备用;
步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的15%、煤矸石粉碎物占混合料的47%，给水厂污泥占混合料的30%、废硅藻土占混合料的8%，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料;
步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.5%混匀后，获得坯料;步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯;
步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在8%后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在1050℃左右，烧结时间为6h，得到自保温砖。
经本发明烧结方法所述的自保温砖经测试，其抗压性能高：实心砖达到18-27MPa，多孔砖达到15-24MPa，空心砖达到8-15MPa;且自保温砖的传热系数为0.3-1.35W/(㎡·K)。
本发明利用污水处理厂的污泥、煤矸石、给水厂的污泥和废硅藻土烧结自保温砖，通过预均化技术、陈化技术、双轴螺旋桨式干化，使污泥、煤矸石、给水厂的污泥以及废硅藻土充分均匀的混合，解决原料混合过程易团聚;同时使用烧结砖超高压力挤压成型技术，使制备出的自保温砖强度高、内部结构均匀、保温效果好等优点。
同时，本发明实现废物资源化利用，减少环境污染，且工艺简单、原材料来源广、成本低，强度高，自保温性能好，外观良好。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
