申请日2017.05.02
公开(公告)日2017.09.05
IPC分类号C04B33/132; C04B33/135; C04B38/00; C04B18/02
摘要
本发明公开了一种掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，步骤包括：将煤渣、粘土粉碎后烘干后待用，将污泥进行脱水处理;将煤渣、粘土、脱水污泥按一定比例混合搅拌均匀;以各物料按体积称取，其中煤渣用量20%‑60%，粘土用量20%‑30%，脱水污泥用量20%‑50%;将步骤b中混合搅拌均匀的物料制成粒径0‑40mm的小球;将制备好的小球放入105±5℃的恒温箱中烘干;将恒温箱中烘干的小球放入350‑500℃的预热箱中预热10‑30min;最后将预热箱中的小球放入1050‑1150℃的焙热箱中焙烧5‑15min，冷却后即可得到轻质陶粒。用本发明方法烧制的陶粒，操作可控，重现率好，且采用70%以上的固体废弃物作为原料，节约资源降低成本。
权利要求书
1.一种掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
a.前处理：将煤渣、粘土粉碎至粒径大于180目后烘干待用，将污泥进行脱水处理;
b.配料：将煤渣、粘土、脱水污泥按一定比例混合搅拌均匀;以各物料按体积称取，其中煤渣用量20%-60%，粘土用量20%-30%，脱水污泥用量20%-50%;
c.造粒：将步骤b中混合搅拌均匀的物料制成粒径0-40mm的小球;
d.烘干：将制备好的小球放入105±5℃的恒温箱中烘干;
e.预热：将恒温箱中烘干的小球放入350-500℃的预热箱中预热10-30min;
f.烘焙成品：将预热箱中的小球放入1050-1150℃的焙热箱中焙烧5-15min，冷却后即可得到轻质陶粒。
2.根据权利要求1所述的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：步骤a中所述煤渣采用生产窑余热进行烘干处理，所述污泥采用絮凝剂或烘干、除臭设备进行脱水处理。
3.根据权利要求1所述的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：步骤a中所述煤渣烘干后含水量低于10%，所述脱水污泥的含水量不超过40%。
4.根据权利要求1所述的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：步骤b中所述的煤渣及脱水污泥的总用量为70%-80%之间。
5.根据权利要求1所述的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：步骤b中还包括用量为0.5%-4%的凹凸棒土。
6.根据权利要求1所述的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，其特征在于：步骤d中恒温箱烘干时间为2-2.5h。
说明书
一种掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料领域，涉及掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法。
背景技术
陶粒是以黏土、亚黏土等为主要原料，经加工制粒、烧胀而成的，其粒径在5mm以上的轻粗骨料，适用于保温、也可用于结构用轻骨料混凝土。陶粒行业中将密度300～500kg/m3的陶粒称为超轻陶粒，而密度>500kg/m3的陶粒为一般密度陶粒。超轻陶粒对原料配方要求很苛刻，故一般只是用固体废弃物部分代替粘土或页岩，或者固体废弃物加入煤炭、水玻璃等非固废原料来制备超轻陶粒。
传统的陶粒原料主要是粘土、页岩等天然矿产资源，但是，大量利用它们来生产陶粒会破坏耕地和生态环境。随着对环保重视程度的不断提高，近年来国家开始逐步禁止生产和使用纯天然粘土类制品，鼓励利用固体废弃物来部分或全部代替粘土和页岩等天然矿产资源。目前，国内外大都集中在如何利用各种固体废弃物烧制陶粒。
一般来讲，煤渣和污泥含水量较高，煤渣含水率25%左右，污泥含水率80%左右，煤渣、污泥、黄土三者拌合后若不进行处理，难以造粒成型。污泥脱水难度较大，CN104163617B中所使用的的污泥为经压滤、自然干化处理后的污泥，含水率为45%-60%;CN101148346A中所使用的污泥则是经粉碎、烘干脱水。上述方法污泥脱水或时间长、或能耗高，且经脱水后的污泥含水量仍然较高，在制备陶粒的时候造粒成型的难度较大。
另外，轻质高强陶粒是当前新型建筑材料研究的热点。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，包括如下步骤：
a.前处理：将煤渣、粘土粉碎后烘干后待用，将污泥进行脱水处理，粘土、煤粉渣粉碎粒径大于180目;
b.配料：将煤渣、粘土、脱水污泥按一定比例无需加水混合搅拌均匀;以各物料按体积称取，其中煤渣用量20%-60%，粘土用量20%-30%，脱水污泥用量20%-50%;
c.造粒：将步骤b中混合搅拌均匀的物料制成粒径0-40mm的小球;
d.烘干：将制备好的小球放入105±5℃的恒温箱中烘干;
e.预热：将恒温箱中烘干的小球放入350-500℃的预热箱中预热10-30min;
f.烘焙成品：将预热箱中的小球放入1050-1150℃的焙热箱中焙烧5-15min，冷却后即可得到轻质陶粒。
进一步地，步骤a中所述煤渣采用生产窑余热进行烘干处理，进而充分利用能源达到节能减排的目的;所述污泥采用絮凝剂或烘干、除臭设备进行脱水处理，絮凝剂选自市面上常见的无机絮凝剂、有机絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂中的一种或几种，采用絮凝剂进行脱水处理，脱水效率更高。
进一步地，步骤a中所述煤渣烘干后含水量低于10%，所述脱水污泥的含水量不超过40%。在未脱水前，煤渣含水率25%左右，污泥含水率80%左右。
进一步地，步骤b中所述的煤渣及脱水污泥的总用量为70%-80%之间，由此，不仅降低了生产成本又节约了资源。
在本发明的另一种优选实施例中，步骤b中配方还包括用量为0.5%-4%的凹凸棒土。凹凸棒土具有独特的层链状结构特征，比表面积大，同时具有强吸水性。将凹凸棒土加入至配料中，一方面可以进一步吸取污泥和煤渣中的水分，降低造粒成型难度;另一方面可减轻陶粒的密度，增强陶粒的强度。
进一步地，步骤d中恒温箱烘干时间为2-2.5h。
有益效果：本发明的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法与现有技术相比:
(1)本发明方法所使用的煤渣是生产过程中煤燃烧后的固体废物，所使用的污泥是城市生活污泥，一般没有利用空间，经该发明使用后，节约了固体废物的占地面积，节约资源、变废为宝，减轻环境污染;本发明方法固体废弃物(煤渣、污泥)使用量超过70%，极大降低生产成本，具有良好的经济和社会效益。
(2)本发明在配料中使用凹凸棒土降低了造粒成型难度，减轻陶粒密度、增强了陶粒的强度。
(3)用该方法烧制的陶粒，操作可控，重现率好。可用于混凝土中具有降低混凝土早期水化热，增加混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗渗性，而抗渗性直接关系到混凝土的抗碳化能力、抗冻性和抗侵蚀性，同时对混凝土的收缩、徐变也有很大影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
1.将粘土、煤渣磨碎烘干成粉，污泥经絮凝剂脱水;2.按体积称取粘土2份、污泥5份、煤渣3份;3.将三种原材料无需加水混合均匀后成球;4.在105±5℃恒温箱烘2小时50分钟;5.在450℃恒温电炉箱烘20分钟;6.在1150℃恒温电炉箱烘10分钟即可得到本发明产品。
实施例2
1.将粘土、煤渣磨碎烘干成粉;污泥经絮凝剂脱水，2.按体积称取粘土2份、污泥3份、煤渣5份;3.将三种原材料无需加水混合均匀后成球;4.在105±5℃恒温箱烘2小时30分钟;5.在400℃恒温电炉箱烘25分钟;6.在1100℃恒温电炉箱烘13分钟即可得到本发明产品。
实施例3
1.将粘土、煤渣磨碎烘干成粉;污泥经絮凝剂脱水，2.按体积称取粘土2.5份、污泥4份、煤渣3.5份;3.将三种原材料无需加水混合均匀后成球;4.在105±5℃恒温箱烘2小时;5.在380℃恒温电炉箱烘20分钟;6.在1060℃恒温电炉箱烘15分钟即可得到本发明产品。
实施例4
1.将粘土、煤渣磨碎烘干成粉，污泥经絮凝剂脱水;2.按体积称取粘土2.5份、污泥4份、煤渣3.5份，凹凸棒土0.2份;3.将四种原材料无需加水混合均匀后成球;4.在105±5℃恒温箱烘2小时;5.在380℃恒温电炉箱烘20分钟;6.在1060℃恒温电炉箱烘15分钟即可得到本发明产品。
最后，根据国家标准(GB/T17431.2-2010)来测定各实施例制得的陶粒的物理性能，结果如表1所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
