申请日2017.10.19
公开(公告)日2018.01.19
IPC分类号C04B33/13; C04B33/132
摘要
本发明公开了一种污泥页岩砖的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。本发明首先将褐煤在惰性气体保护下加热热解，制得热解料，再将热解料、石油树脂、萜烯树脂和纳米铁粉加热搅拌混合，制得保温料;再将污泥、蔗糖和稻草屑搅拌混合后恒温密闭发酵，制得发酵污泥，随后经自然晾干后烘干至恒重，再经粉碎、过筛制得改性污泥粉;接着将改性污泥粉、级配页岩粉和保温料搅拌混合后，注模，压制成型后冷却，脱模及高温烧结，即得污泥页岩砖。本发明所得污泥页岩砖抗压强度得到了有效提高，具有良好的力学性能。
权利要求书
1.一种污泥页岩砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)将褐煤于惰性气体保护状态下，升温至550～650℃，保温热解2～4h后，继续升温至980～1000℃，保温热解3～5h后，随炉冷却至室温，出料，得热解料;
(2)按重量份数计，依次取60～80份热解料，8～10份石油树脂，4～6份萜烯树脂，0.8～1.2份纳米铁粉，于惰性气体保护状态下，加热搅拌混合45～60min，于温度为140～150℃条件下保温备用，得保温料;
(3)按重量份数计，将80～100份污泥，8～10份蔗糖，10～15份稻草屑搅拌混合后，恒温密闭发酵20～30天，得发酵污泥，再将发酵污泥自然晾干5～7天后，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得干燥污泥，再经粉碎、过筛，得改性污泥粉;
(4)按重量份数计，依次取20～40份改性污泥粉，80～150份级配页岩粉，10～15份保温料，恒温搅拌混合3～5h后，注模，压制成型，冷却至室温后，脱模，得砖坯;
(5)将所得砖坯于惰性气体保护状态下，缓慢升温至900～1000℃，保温烧结后，随炉冷却至室温，出料，即得污泥页岩砖。
2.根据权利要求1所述的一种污泥页岩砖的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气或氩气中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种污泥页岩砖的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种污泥页岩砖的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述污泥为炼油厂污水处理二沉池活性污泥、生活污水处理厂二沉池活性污泥或河道污泥中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种污泥页岩砖的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述稻草屑是由稻草粉碎后，过30～50目筛得到。
6.根据权利要求1所述的一种污泥页岩砖的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述级配页岩粉是由以下重量份数的页岩粉配置而成：10～30份目数为80～100目的页岩粉，20～40份目数为120～180目的页岩粉，30～40份目数为200～325目的页岩粉。
说明书
一种污泥页岩砖的制备方法
技术领域
本发明公开了一种污泥页岩砖的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术
随着城市经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，能源的消耗也是与日剧增。目前，能源消耗量中，煤炭占绝大部分为68.7%，其次为石油21.2%。这些通常都是不可再生能源，因此节能便成为我国乃至全世界的首要解决问题。在能源消耗的众多形式中，建筑能耗在总能源消耗中所占比例逐年上升，所以已经开始实施节能50%的标准。污泥页岩砖与其他传统的实心粘土砖相比不仅具有很好的隔热保温性能，而且在保证其抗压强度、吸水率、烧成收缩率、放射性、重金属等指标符合要求的前提下，污泥页岩砖在烧制时还大大节约了燃煤和矿物资源。
页岩砖，指的是利用页岩和煤矸石为原料进行高温烧制的砖块。污泥烧结页岩砖是由页岩粉中掺加一定比例的污泥和一些其他辅料均匀混合后经焙烧制得。使用污泥烧制页岩砖不仅可以很好的解决污泥处理这一大难题，而且还能将污泥无害化处理。这种方法可以消除污泥处理不当对环境的影响，是实现资源的循环利用与保护环境的可持续的优良方法。
但是目前传统的污泥页岩砖还存在着抗压强度不佳的问题，力学性能还可进一步加强，因此，还需对污泥页岩砖进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统污泥页岩砖力学性能不佳的问题，提供了一种污泥页岩砖的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)将褐煤于惰性气体保护状态下，升温至550～650℃，保温热解2～4h后，继续升温至980～1000℃，保温热解3～5h后，随炉冷却至室温，出料，得热解料;
(2)按重量份数计，依次取60～80份热解料，8～10份石油树脂，4～6份萜烯树脂，0.8～1.2份纳米铁粉，于惰性气体保护状态下，加热搅拌混合45～60min，于温度为140～150℃条件下保温备用，得保温料;
(3)按重量份数计，将80～100份污泥，8～10份蔗糖，10～15份稻草屑搅拌混合后，恒温密闭发酵20～30天，得发酵污泥，再将发酵污泥自然晾干5～7天后，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得干燥污泥，再经粉碎、过筛，得改性污泥粉;
(4)按重量份数计，依次取20～40份改性污泥粉，80～150份级配页岩粉，10～15份保温料，恒温搅拌混合3～5h后，注模，压制成型，冷却至室温后，脱模，得砖坯;
(5)将所得砖坯于惰性气体保护状态下，缓慢升温至900～1000℃，保温烧结后，随炉冷却至室温，出料，即得污泥页岩砖。
所述惰性气体为氮气或氩气中的任意一种。
步骤(2)所述石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂中的任意一种。
步骤(3)所述污泥为炼油厂污水处理二沉池活性污泥、生活污水处理厂二沉池活性污泥或河道污泥中的任意一种。
步骤(3)所述稻草屑是由稻草粉碎后，过30～50目筛得到。
步骤(4)所述级配页岩粉是由以下重量份数的页岩粉配置而成：10～30份目数为80～100目的页岩粉，20～40份目数为120～180目的页岩粉，30～40份目数为200～325目的页岩粉。
本发明的有益效果是：
(1)本发明技术方案通过利用蔗糖为营养源，与污泥和稻草屑搅拌混合发酵，在发酵过程中，可使污泥中所含大分子有机质得以降解，避免污泥中原有大分子有机质的存在对产品力学性能的干扰，且在发酵过程中，污泥得以充分活化，另外，稻草屑中易降解的成分也得到有效降解，剩下难以降解的稻草筋残留在污泥体系中，可起到补强增韧效果;
(2)本发明技术方案通过添加褐煤的热解产物，褐煤在高温条件下热解可产生焦油和焦炭成分，焦油可在砖坯压制过程中起到将各粉料粘结的作用，且在烧结过程中，可作为流动相增强体系内部的流动性，使烧结后的砖体内部孔隙得到有效填充，另外，其中的焦炭成分可在纳米铁粉的催化作用下，与体系中的二氧化硅反应，生成坚硬的碳化硅骨架，作为补强体存在与体系中，使体系力学性能得到进一步提升。
