申请日2013.04.08
公开(公告)日2013.07.10
IPC分类号C04B33/00; C04B38/00; C04B33/132
摘要
本发明公开一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料。所述的用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料由85%粉煤灰、10.5%脱水污泥、0.5%粘土和4%脱硫石膏组成，孔隙率达55.86%，比表面积为3.16m2/g。所述的用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料的堆积密度0.49g/cm3，表观密度0.11g/cm3，破损率与磨损率之和为1.14，盐酸可溶率为1.98，即各指标均能达到建设部《水处理用人工陶粒滤料质量标准》CJ/T299—2008中的各项规定的要求。特别是破损率与磨损率之和及盐酸可溶率两项均达标，说明此种高比例粉煤灰陶粒材料在强度方面的性能是稳定的。将其用于水处理，可实现以废制废。
权利要求书
1.一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料，其特征在于按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
粉煤灰 85%
脱水污泥 10.5%
粘土 0.5%
脱硫石膏 4%;
所述的粉煤灰粒径为1-200μm;
所述的脱水污泥为城市污水厂脱水污泥，含水率为70-78%;
所述的粘土为粉碎烘干过80目筛的粘土;
所述的脱硫石膏为燃煤电厂的脱硫石膏，粒径为200-300目;
上述的一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料通过包括如下步骤的方法制备：
(1)将粉煤灰、脱水污泥、粘土及脱硫石膏混合搅拌均匀，加水搅拌调和成塑状泥团;
(2)将步骤(1)所得的塑状泥团造粒成直径8mm左右的湿颗粒球;
(3)将步骤(2)所得的湿颗粒球控制温度为100℃下干燥1h，再控制温度为1000℃焙烧20min，自然冷却至室温后取出即得到用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料。
说明书
一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料
技术领域
本发明属于材料领域和废水处理技术领域，具体涉及一种以粉煤灰、脱硫石膏为主要原料经高温烧结而成的用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料。
技术背景
利用粉煤灰制作陶粒材料已有几十年的历史，最早主要用于建筑领域，作为建材轻骨料等。后来根据它的孔隙率较高、比表面积较大和质轻等优势，逐步应用到水处理领域。
以往研制的粉煤灰水处理陶粒材料，粉煤灰的比例一般为50%左右，最大也不超过70%。粉煤灰的含量越高，孔隙度越高，材料比重越小，水处理效果越好;但高比例粉煤灰含量的水处理陶粒材料制作难度较大。
因为粉煤灰比例加大后，材料容易松散，强度也会降低。为了获得高比例的粉煤灰陶粒材料，研究组成员在配比及制备过程的参数条件控制等方面进行了长期的摸索，最终获得成功。
发明内容
本发明的目的是为了获得一种粉煤灰比例和孔隙率较高、比表面积较大、强度满足水处理要求的陶粒材料，为粉煤灰水处理陶粒的开发提供技术依据，也可为粉煤灰、城市污水处理厂脱水污泥、燃煤电厂脱硫石膏等的综合利用开辟更有效、更有价值的应用领域。
本发明的技术方案
一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料，按质量百分比计算，其原料组成及含量如下：
粉煤灰 85%
脱水污泥 10.5%
粘土 0.5%
脱硫石膏 4%。
所述的粉煤灰粒径为1-200μm;
所述的脱水污泥为城市污水厂脱水污泥，含水率为70-78%;
所述的粘土为粉碎烘干过80目筛的粘土;
所述的脱硫石膏为燃煤电厂的脱硫石膏，粒径为200-300目。
上述的一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将粉煤灰、脱水污泥、粘土及脱硫石膏混合搅拌均匀，加水搅拌调和成塑状泥团;
(2)、将步骤(1)所得的塑状泥团造粒成直径8mm左右的湿颗粒球;
(3)、将步骤(2)所得的湿颗粒球控制温度为100℃下干燥1h，再控制温度为1000℃焙烧20min，自然冷却至室温后取出即得到用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料。
本发明的有益效果
本发明的一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料，由于粉煤灰含量高达85%，因此孔隙率较高，可达55.86%，比表面积也较大，可达3.2m2/g。进一步，其堆积密度0.49g/cm3，表观密度0.11g/cm3，破损率与磨损率之和为1.14，盐酸可溶率为1.98。各项指标均能达到建设部《水处理用人工陶粒滤料质量标准》CJ/T 299—2008中的各项规定。
进一步，本发明的一种用于水处理的粉煤灰陶粒材料，由于以固体废物粉煤灰、城市污水处理厂脱水污泥、燃煤电厂脱硫石膏等为主要原料制备而成，从而实现以废治废的目的。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明实施例中所用的造粒机为湖南中诚公司DZ-20C型造粒机;
马弗炉为上海精宏实验设备有限公司SXL-1208型马弗炉。
实施例1
一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料，其原料组成及含量如下：
粉煤灰 85g(85%)
脱水污泥 10.5g(10.5%)
粘土 0.5g(0.5%)
脱硫石膏 4g(4%);
所述的粉煤灰采用上海外高桥某电厂粉煤灰，其粒径为1-200μm;
所述的脱水污泥采用上海曲阳水质净化厂脱水污泥，其含水率为75%;
所述的粘土为粉碎烘干过80目筛的粘土;
所述的脱硫石膏采用上海外高桥电厂的脱硫石膏，粒径200-300目。
上述的一种用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将85g粉煤灰、10.5g脱水污泥、0.5g粘土及4g脱硫石膏倒入容器中混合搅拌均匀，加入适量水进行调和成塑状泥团;
(2)、将步骤(1)所得的塑状泥团造粒成湿颗粒球，球粒径控制在8mm左右;
(3)、将步骤(2)所得的湿颗粒球放入干燥箱中，控制温度为100℃下干燥1h， 再放入1000℃的马弗炉中焙烧20min，自然冷却至室温后取出即得到用于水处理的高比例粉煤灰陶粒材料。
上述所得的水处理的高比例粉煤灰陶粒材料的性能指标按照中华人民共和国建设部的《水处理用人工陶粒滤料质量标准》CJ/T 299—2008中给出的检测步骤进行检测，所得的结果及标准中要求的各对应指标数据见下表：
从上表中可以看出，尽管材料中粉煤灰的比例高达85%，但各项指标均能达到建设部《水处理用人工陶粒滤料质量标准》CJ/T 299—2008中的各项规定。特别是前两项破损率与磨损率之和及盐酸可溶率达标，表明本发明所得的高比例粉煤灰陶粒材料在强度方面符合要求。
进一步，从上表中还可以看出，由于粉煤灰的比例高达85%，最终的高比例粉煤灰陶粒材料的孔隙率和比表面积均较大，孔隙率达55.86%，比表面积达3.16 m2/g。
上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
