申请日2016.07.22
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C04B28/00; C04B111/76
摘要
本发明涉及一种免烧砖的制备方法，尤其是涉及一种利用污泥制备免烧砖的方法。其主要是解决现有技术所存在的生产的泥砖的吸水率、砖的耐久性和对环境的抗蚀能力较差，砖的养护期较长，同时页岩、污泥的添加量较大，污泥稳定行较差，并且会产生臭气等的技术问题。本发明使用泥水分离设备，使污泥的含水率降到20%‑30%;然后将污泥投入到淤泥反应罐里进行发酵干燥，然后将污泥进行粉碎、筛除10mm以上粗颗粒搅拌熟化;将固化剂加入到已经脱水的污泥中，搅拌混合均匀后至污泥达到常温状态，然后再加入建筑垃圾、发电厂粉灰、水泥以及足量的水，然后将混合料陈化后进行二次搅拌加入模具振动填平加压，脱模后蒸养，自然养护后即出成品免烧砖。
权利要求书
1.一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的方法包括：
a.使用泥水分离设备，使污泥的含水率降到20%-30%;
b.然后将污泥投入到淤泥反应罐里进行发酵干燥，然后将污泥进行粉碎、筛除10mm以上粗颗粒搅拌熟化;
c.将固化剂加入到已经脱水的污泥中，搅拌混合均匀后至污泥达到常温状态，然后再加入建筑垃圾、发电厂粉灰、水泥以及足量的水，然后将混合料陈化后进行二次搅拌加入模具振动填平加压，脱模后蒸养，自然养护后即出成品免烧砖，其中免烧砖的组成及质量百分比为：土壤固化剂5-15%，建筑垃圾25-35%，污泥35-45%，水泥5-15%，发电厂粉灰5-15%，无机物8-12%。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的土壤固化剂的组成及质量百分比为：水泥10%-30%、粉煤灰10%-30%、激活剂10%-15%、氧化剂2%-20%、胶凝材料30%-40%、火山灰类物质15%-25%。
3.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的无机物的组成及重量份为：含碳酸镁或碳酸钙的矿物材料40-50%，含硅的氧化物20-30%，石灰石10-20%，含纤维素的矿物材料15-25%，工业废渣15-20%。
4.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的步骤c中将混合料陈化8小时后进行二次搅拌加入模具振动填平加压，成型压力为40kn，脱模后蒸养16小时，自然养护15天出成品。
5.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的步骤c是将各组分加入到搅拌池(1)内进行搅拌，搅拌池(1)的内壁上设有搅拌刀片(2)，搅拌刀片的两侧设有断面为三角形的凸棱(3)，搅拌刀片的外端设有锯齿(4)。
6.根据权利要求5所述的一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的搅拌池(1)的底部设有弧形槽(5)，弧形槽内设有研磨球(6)。
说明书
一种利用污泥制备免烧砖的方法
技术领域
本发明涉及一种免烧砖的制备方法，尤其是涉及一种利用污泥制备免烧砖的方法。
背景技术
河道清淤后的污泥大量堆置的岸边以及租用的农田，会形成二次环境污染的可能，如要加大清淤力度，河道淤泥的出路必须解决，而新的污水污泥资源化利用方式非常必要。中国专利公开了一种利用生活污泥、河道湖泊淤泥烧制自保温节能砖的方法(公开号：CN101935199A)，具有如下工艺过程：将含水率85%左右的生活污泥自然堆放至含水率50-60%待用;将重量百分比70-80%所述的含水率50-60%的生活污泥、2-5%的生石灰、2-5%的石膏和15-20%的铸造废砂经搅拌并堆放至含水率35%左右;将重量百分比45-55%的步骤二所得混合物、30-40%的晾干的含水率10%左右的河道湖泊淤泥和5-25%的炉渣再经搅拌，陈化放置至含水率20%左右，得到制坯料;制坯，烘焙，得到成品砖;步骤三中还加入有重量比3-8%的助熔造孔剂一起搅拌，所述的助熔造孔剂为木屑、稻壳和粉煤灰中的一种或两种以上的混合物;步骤三中搅拌后的混合物堆放至防雨的陈化场进行陈化;步骤四中制坯烘焙的过程为：先用制坯料制成湿坯，再将湿坯码放在干燥车上，停放在干燥室强制干燥至砖坯含水率5-10%，最后进入轮窑烘焙;步骤二中所使用的石膏为脱硫石膏。但是采用这种制砖方法生产的泥砖的吸水率、砖的耐久性和对环境的抗蚀能力较差，砖的养护期较长，同时页岩、污泥的添加量较大，污泥稳定行较差，并且会产生臭气。
发明内容
本发明是提供一种利用污泥制备免烧砖的方法，其主要是解决现有技术所存在的生产的泥砖的吸水率、砖的耐久性和对环境的抗蚀能力较差，砖的养护期较长，同时页岩、污泥的添加量较大，污泥稳定行较差，并且会产生臭气等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的一种利用污泥制备免烧砖的方法，其特征在于所述的方法包括：
a.使用泥水分离设备，使污泥的含水率降到20%-30%;
b.然后将污泥投入到淤泥反应罐里进行发酵干燥，然后将污泥进行粉碎、筛除10mm以上粗颗粒搅拌熟化;
c.将固化剂加入到已经脱水的污泥中，搅拌混合均匀后至污泥达到常温状态，然后再加入建筑垃圾、发电厂粉灰、水泥以及足量的水，然后将混合料陈化后进行二次搅拌加入模具振动填平加压，脱模后蒸养，自然养护后即出成品免烧砖，其中免烧砖的组成及质量百分比为：土壤固化剂5-15%，建筑垃圾25-35%，污泥35-45%，水泥5-15%，发电厂粉灰5-15%。
污泥与固化剂经计量后通过分流阀实现初步混合，再经强力搅拌机搅拌混合，二者混合均匀,从而促进重金属等捕集更充分，既确保了污泥中重金属等物质的稳定化效果。
本发明原料为污泥、水泥、建筑垃圾等再加入固化剂，用湿态自然养护的方式经过养护期，使砖块各项指标达到国家免烧砖的指标。制砖工艺中针对目前污泥砖面临的吸水率高和耐久性与对环境的抗蚀能力较弱等主要问题，使用固化剂，大大降低吸水率，提高砖的耐久性和对环境的抗蚀能力，包括对淤泥里的金属阳离子做了多重配位，基本上完全封止金属离子的持有物性的螯合效果。
土壤稳固剂是一种新型的无机土壤聚合物， 其分子链由Si、O、Al 等以共价键连接而成。
传统淤泥处置是用高温焚烧来解决，其实高温焚烧只能解决有机物问题，并不能彻底解决重金属的污染问题。而且高温焚烧产生的能耗及二次污染问题不容忽视。所以，针对淤泥的有害物质的固锁是本发明研究的重点之一。
经过多次的分子结构形态分析、实验，发现多体的分子结构形态明显优于单体的分子结构形态，它具有的牢笼型的结构, 几乎对所有的重金属离子都有较好的固定作用。所以选择多体分子结构的物质为本配方中的物质之一，确定为其耐水热作用的特殊性能使其可能作为固定核废料的最佳材料。
普通淤泥具有松、脆等特性，特别体现与硅酸盐物质(水泥)结合时。要想解决这问题在配方里要选择既具备较高力学强度又能改变淤泥特性的类似硅酸盐水泥的胶凝材料非常重要，研究表明，配方所选用的材料与有机高分子相比，不老化、耐久性好，与硅酸盐物质相比能经受环境的影响，耐腐蚀性能优良，在各种酸深液或碱溶液以及各种有机溶剂中都表现了良好的稳定性。其密度、弹性模量、抗拉强度、抗弯强度等方面优秀性能，并能方便成型出各种形状的制品。
淤泥制品的经济价值不高，本发明重点就在原材料控制，所以在配方的研制中，既要考虑产品的质量又要考虑原材料成本尤为重要。配方中选择原材料是地表广泛存在的硅铝氧化合物，以及高炉矿渣、电厂粉煤灰、硅灰等工业废渣。既价格低廉, 原料又丰富，其成分接近于天然矿物，是绿色环保产品。
作为优选，所述的土壤固化剂的组成及质量百分比为：水泥10%-30%、粉煤灰10%-30%、激活剂10%-15%、氧化剂2%-20%、30%-40%胶凝材料、15%-25%火山灰类物质。
土壤中的化合物主要由硅、铝、氧等元素组成,由这些硅、铝、氧等元素组成的化合物形成具有网络状的结构。土壤聚合物是由硅铝氧化合物经土聚反应(聚合反应)后形成的, 其终产物形成与土壤化合物类似的铝硅酸盐网络状结。碱激活剂也由单一的碱金属、碱土金属氢氧化物扩展到氧化物、卤化物、有机基组分等。纤维等材料添加物使土壤增韧、增强的性能大幅度提高。
土壤稳固剂具有牢笼型的结构对淤泥里的金属阳离子做了多重配位，基本上完全封止金属离子的持有物性的螯合效果。达到了标准砖的各项性能参数。
作为优选，所述的无机物的组成及重量份为：含碳酸镁或碳酸钙的矿物材料40-50%，含硅的氧化物20-30%，石灰石10-20%，含纤维素的矿物材料15-25%，工业废渣15-20%。工业废渣包括矿渣、粉煤灰及硅灰等。
作为优选，所述的步骤c是将各组分加入到搅拌池内进行搅拌，搅拌池的内壁上设有搅拌刀片，搅拌刀片的两侧设有断面为三角形的凸棱，搅拌刀片的外端设有锯齿。
作为优选，所述的搅拌池的底部设有弧形槽，弧形槽内设有研磨球。
因此，本发明利废、节土、节能，污泥全部资源化，不会造成二次污染，保护了生态环境，污泥制砖过程不需要烘干，减少普通制砖过程的臭气污染，强度高、不怕水、抗风化、耐腐蚀、抗冻融，改进污泥性能，促进污泥稳定化，同时可以抑制臭气的产生。蛔虫卵、大肠杆菌等病原体去除率高 达90%以上，重金属的去除率高达30%-50%以上，部分重金属去除率高达80%以上。
