申请日2013.10.09
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号C04B33/22; C04B33/132
摘要
本发明公开了利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，按质量百分比由石油湿污泥1%～40%和填料60%～99%组成，以上组分的含量总和为100%。本发明还公开了该烧结砖材料的制备方法及应用，该烧结砖材料的制备方法是分别将石油湿污泥和粉碎后的填料于搅拌机内混合均匀;利用该烧结砖材料制烧结砖的方法是将该烧结砖材料挤压制成砖坯，经干燥后焙烧即可制成烧结砖。本发明的烧结砖材料采用油田、油厂的石油污泥制砖，可以做到日产日清，石油污泥在与其他制砖原料掺合过程中，达到了固体废弃物减量化、无害化、资源化的处置目的。本发明还解决了石油污泥终端化、资源化、无害化处理一大难题，节约了填埋用地，节约了黏土砖用地，节省了燃煤，实现了节能减排的环境目标。
权利要求书
1.利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，其特征在于，按质量百分比由以 下组分组成：
石油湿污泥1%～40%，填料60%～99%，以上组分的含量总和为100%。
2.根据权利要求1所述的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，其特征在 于，所述的填料为煤矸石、页岩或粘土中的任意两种。
3.根据权利要求1或2所述的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，其特 征在于，所述填料为煤矸石与页岩的混合物，所述煤矸石与所述页岩的质量 比为2～1:1;
所述填料为煤矸石与粘土的混合物，所述煤矸石与所述粘土的质量比为 2～1:1;
所述填料为页岩与粘土的混合物，所述页岩与所述粘土的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，其特征在 于，所述填料为煤矸石、页岩及粘土的混合物，所述煤矸石、页岩、粘土三 者的质量比为2～1:1:1。
5.利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的制备方法，其特征在于，具体按 照以下步骤实施：
步骤1、按质量百分比分别称取以下原料：
石油湿污泥1%～40%、填料60%～99%，以上组分的含量总和为100%;
步骤2、将步骤1中称取的石油湿污泥经喂料机输送至搅拌机内：
步骤2.1、将喂料机通过传送带与搅拌机连接;
步骤2.2、将步骤1中称取的石油湿污泥倒入步骤2.1的喂料机内，喂料 机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌机内;
步骤3、将步骤1中称取的填料粉碎后输送至搅拌机内：
步骤3.1、将步骤1中称取的填料粉碎，得到粒径不大于1mm的填料碎 块;
步骤3.2、将经步骤3.1粉碎后得到的填料碎块经传输机输送至步骤2 中存有石油湿污泥的搅拌机内;
步骤4、经步骤3粉碎后的填料与步骤2中的石油湿污泥在搅拌机中经 搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为 20KW～75KW，搅拌时间为10min～20min，搅拌速度为50r/min～60r/min。
6.根据权利要求5所述的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的制备方 法，其特征在于，所述的填料为煤矸石、页岩或粘土中的任意两种。
7.根据权利要求5或6所述的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的制备 方法，其特征在于，所述填料为煤矸石与页岩的混合物，所述煤矸石与所述 页岩的质量比为2～1:1;
所述填料为煤矸石与粘土的混合物，所述煤矸石与所述粘土的质量比为 2～1:1;
所述填料为页岩与粘土的混合物，所述页岩与所述粘土的质量比为1:1。
8.根据权利要求5所述的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的制备方 法，其特征在于，所述填料为煤矸石、页岩及粘土的混合物，所述煤矸石、 页岩、粘土三者的质量比为2～1:1:1。
9.利用石油湿污泥制备的烧结砖材料制备烧结砖的方法，其特征在于， 具体按照以下步骤实施：
步骤1、将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯， 制砖机的挤压力为60MPa～120MPa;
步骤2、将经步骤1制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为 6%～8%;
步骤3、将经步骤2干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的 焙烧温度为900℃～1100℃，焙烧时间为60h～72h。
说明书
利用石油湿污泥制备的烧结砖材料及其制备方法及应用
技术领域
本发明属于建筑材料及制备方法技术领域，涉及一种利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，本发明还涉及上述烧结砖材料的制备方法及利用烧结砖材料制备烧结砖的方法。
背景技术
石油湿污泥指原油或成品油混入泥土或其他介质，导致其中的油分不能直接回收，形成易造成环境污染的多种形态的混合物。石油湿污泥主要产生于油田和炼油厂，按其来源可分为三种类型：(1)在油田开发，特别是油井采油生产和井下作业施工过程中，部分原油放喷或被油管、抽油杆、泵及其他井下工具携带至土油地或井场，这些原油渗入地面土壤，形成油泥称为落地油泥;(2)各种储油罐在自然沉降中会产生一些油泥，这些油泥称为罐底泥;(3)“炼油厂三泥”，包括：隔油池底泥、溶气浮选浮渣和剩余活性污泥等，其中以浮选浮渣量为最大，占三泥总量的80%。
我国石油湿污泥的产量巨大，据统计，中等规模油田日产石油湿污泥量大约为100吨左右，其堆放总量约在40万吨以上。若石油湿污泥不经处理直接排放入环境中，不仅会浪费污泥中有用的石油类资源，导致增加石化行业的隐性成本，还会造成二次污染，使废水处理的整体效果下降。对石油湿污泥进行无害清洁化处理，无论从保护环境还是从资源再利用角度来看都是非常有必要的。
烧结制品历来是中国建筑墙体的主要材料，烧结制品具有质量稳定、耐久保温、装饰方便的优点，这些优点决定了其在今后相当长的时间内仍然能占据中国墙材工业的主导地位;若要想提升产品档次、拓宽产品出路，必须进一步提高现有的生产技术。
将石油湿污泥作为原料制备出烧结砖材料，再利用烧结砖材料制备出烧结砖，该类砖体其抗压强度和放射性指标完全符合国家标准，还能充分利用石油湿污泥中的石油和水份，降低了制作成本的同时避免了资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，解决了油田、炼油厂的石油湿污泥难以后处理的问题。
本发明的另一目的在于提供上述烧结砖材料的制备方法及利用烧结砖材料制备烧结砖的方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，按质量百分比由以下组分组成：
石油湿污泥1%～40%，填料60%～99%，以上组分的含量总和为100%。
本发明的特点还在于，
填料为煤矸石、页岩或粘土中的任意两种。
填料为煤矸石与页岩的混合物，煤矸石与页岩的质量比为2～1:1;
填料为煤矸石与粘土的混合物，煤矸石与粘土的质量比为2～1:1;
填料为页岩与粘土的混合物，页岩与粘土的质量比为1:1。
填料为煤矸石、页岩及粘土的混合物，煤矸石、页岩、粘土三者的质量比为2～1:1:1。
本发明所采用的第二种技术方案是，利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按质量百分比分别称取以下原料：
石油湿污泥1%～40%、填料60%～99%，以上组分的含量总和为100%;
步骤2、将步骤1中称取的石油湿污泥经喂料机输送至搅拌机内：
步骤2.1、将喂料机通过传送带与搅拌机连接;
步骤2.2、将步骤1中称取的石油湿污泥倒入步骤2.1的喂料机内，喂料机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌机内;
步骤3、将步骤1中称取的填料粉碎后输送至搅拌机内：
步骤3.1、将步骤1中称取的填料粉碎，得到粒径不大于1mm的填料碎块;
步骤3.2、将经步骤3.1粉碎后得到的填料碎块经传输机输送至步骤2中存有石油湿污泥的搅拌机内;
步骤4、经步骤3粉碎后的填料与步骤2中的石油湿污泥在搅拌机中经搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为20KW～75KW，搅拌时间为10min～20min，搅拌速度为50r/min～60r/min。
本发明第二种技术方案的特点还在于，
填料为煤矸石、页岩或粘土中的任意两种。
填料为煤矸石与页岩的混合物，煤矸石与页岩的质量比为2～1:1;
填料为煤矸石与粘土的混合物，煤矸石与粘土的质量比为2～1:1;
填料为页岩与粘土的混合物，页岩与粘土的质量比为1:1。
填料为煤矸石、页岩及粘土的混合物，煤矸石、页岩、粘土三者的质量比为2～1:1:1。
本发明所采用的第三种技术方案是，利用石油湿污泥制备的烧结砖材料制备烧结砖的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯，制砖机的挤压力为60MPa～120MPa;
步骤2、将经步骤1制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为6%～8%;
步骤3、将经步骤2干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的焙烧温度为900℃～1100℃，焙烧时间为60h～72h。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料及其制备方法及应用解决了油田、炼油厂的石油湿污泥难以后处理的问题。
2.本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料及其制备方法及应用主要利用石油湿污泥内所含有的水和石油成份，石油热量可减少烧结砖内燃煤粉的使用量，污泥中含水率的高低，决定在制砖坯时无需或少加水，降低了制砖工艺的能源消耗。
3.本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料及其制备方法及应用在石油湿污泥的综合利用方面，以石油湿污泥为主要原料，采用特定的工艺生产生态建筑材料，一方面将石油湿污泥变废为宝，实现资源再利用，为社会创造一定的价值;另一方面固化油田污泥中的有毒物质，防止石油湿污泥污染地下水和危害人身安全，保护了生态环境。
4.本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的制备方法及应用具有工艺简单、制作方便及成品率高的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料，按质量百分比由以下组分组成：
石油湿污泥1%～40%，填料60%～99%，以上组分的含量总和为100%。
其中，填料为煤矸石、页岩或粘土之任意两种或三种：
填料第一种组合：填料包括有煤矸石、页岩，煤矸石与页岩的质量比为2～1:1;
填料第二种组合：填料包括有煤矸石、粘土，煤矸石与粘土的质量比为2～1:1;
填料第三种组合：填料包括有页岩、粘土，页岩与粘土的质量比为1:1;
填料第四种组合：填料包括有煤矸石、页岩及粘土，煤矸石、页岩、粘土三者的质量比为2～1:1:1。
本发明的利用石油湿污泥制备烧结砖材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按质量百分比分别称取以下原料：
石油湿污泥1%～40%、填料60%～99%，以上组分的含量总和为100%;
其中，填料为煤矸石、页岩或粘土之任意两种或三种：
填料第一种组合：填料包括有煤矸石、页岩，煤矸石与页岩的质量比为2～1:1;
填料第二种组合：填料包括有煤矸石、粘土，煤矸石与粘土的质量比为2～1:1;
填料第三种组合：填料包括有页岩、粘土，页岩与粘土的质量比为1:1;
填料第四种组合：填料包括有煤矸石、页岩及粘土，煤矸石、页岩、粘土三者的质量比为2～1:1:1。
步骤2、将步骤1中称取的石油湿污泥经喂料机输送至搅拌机内：
步骤2.1、将喂料机通过传送带与搅拌机连接;
步骤2.2、将步骤1中称取的石油湿污泥倒入步骤2.1的喂料机内，喂料机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌机内;
步骤3、将步骤1中称取的填料粉碎后输送至搅拌机内：
步骤3.1、将步骤1中称取的填料粉碎，得到粒径不大于1mm的填料碎块;
步骤3.2、将经步骤3.1粉碎后得到的填料碎块经传输机输送至步骤2中存有石油湿污泥的搅拌机内;
步骤4、经步骤3粉碎后的填料与步骤2中的石油湿污泥在搅拌机中经搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为20KW～75KW，搅拌时间为10min～20min，搅拌速度为50r/min～60r/min。
本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料制备烧结砖的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯，制砖机的挤压力为60MPa～120MPa;
步骤2、将经步骤1制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为6%～8%;
步骤3、将经步骤2干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的焙烧温度为900℃～1100℃，焙烧时间为60h～72h。
本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料中所采用的填料要能满足 以下的条件：
1.颗粒度：原料的颗粒粒径直接影响到制砖的可塑性和收缩率，颗粒粒径越小，则可塑性越高，但收缩率也越大，制砖时要求原料的颗粒粒径为0.05mm～2mm。
2.可塑性：原料加适量水分经搅拌和碾练后，可以塑成任何形状，这种特性称为可塑性;原料的可塑性指数表示原料是可塑状态时含水率的变化范围，并表示原料的可塑程度，其值等于液限与塑限之差;制砖时要求原料可塑性指数为7～15，如制品空洞率越高，孔型复杂，薄壁成型时需要的指数也越高。
3.收缩率：砖坯在干燥过程中，由于机械结合水的蒸发，使砖坯内的粒子互相靠拢，坯体体积有收缩的现象，称为干燥收缩;干燥线收缩率是指收缩的长度与坯体原长度的百分比;制砖时要求原料的干燥线收缩率小于6%。
4.原料的化学成分及其它性能均应满足国家规定的烧结砖的各项质量指标要求。
利用本发明的烧结砖材料制备烧结砖，可制成不同的形态如：普通砖、多孔砖、空心砖、空心砌块、瓦。
本发明的利用石油湿污泥制备的烧结砖材料的过程中所采用的机器主要有：喂料机、传输机、搅拌机;
其中喂料机可以是绞龙式喂料机、带式喂料机、圆盘喂料机或振动喂料机。本发明中采用绞龙式喂料机喂料，绞龙式喂料机又称螺旋喂料机，其内部所设的可旋转的螺旋叶片又称绞龙，通过绞龙旋转将物料推移而完成输送过程。其喂料原理为：绞龙式喂料机把经过的石油湿污泥通过称重桥架检测重量，以确定石油湿污泥重量，再结合喂料机的运行速度，计算出累计量/ 瞬时流量，将该流量与设定流量进行比较，通过改变喂料机的蛟龙旋转速度，使喂料机上的石油湿污泥流量发生变化，接近并保持在所设定的喂料流量，从而实现定量喂料的要求。
传输机可以是带式输送机、螺旋输送机、斗式提升机或大倾角输送机。
搅拌机可以是双轴卧式搅拌机、圆筒搅拌机、强制搅拌机、单卧搅拌机、轮碾式搅拌机、星星轮碾式搅拌机或立式混凝土搅拌机。
利用石油湿污泥制备的烧结砖材料制备烧结砖的过程中所采用的机器主要有：制砖机、烧砖窑;
其中制砖机：可以是转盘机、真空挤出机、全自动液压成型机、垫块机、路面砖机、空心砖机、小型砖机。
烧砖窑：可以是隧道窑、晾晒型轮窑、人工干燥室轮窑、五风道轮窑、直型轮窑、单风道轮窑。
本发明的烧结砖材料采用油田、油厂的石油污泥制砖，可以做到日产日清，石油污泥在与其他制砖原料掺合过程中，达到了固体废弃物减量化、无害化、资源化的处置目的。本发明还解决了石油污泥终端化、资源化、无害化处理一大难题，节约了填埋用地，节约了黏土砖用地，节省了燃煤，实现了节能减排的环境目标。
实施例
实施例1
按质量百分比分别称取石油湿污泥1%和填料99%，以上组分的含量总和为100%;其中，填料为煤矸石、页岩与粘土构成的混合物，煤矸石、页岩与粘土的质量比为2:1:1;将喂料机通过传送带与搅拌机连接后，将称取的石油湿污泥倒入喂料机内，喂料机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌 机内;再将称取的填料进行粉碎处理，得到粒径不大于1mm的填料碎块，将填料碎块经传输机输送至存有石油湿污泥的搅拌机内;填料碎块与石油湿污泥在搅拌机中经搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为20KW，搅拌时间是10min，搅拌速度为50r/min。
将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯，制砖机的挤压力为60MPa;将制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为6%;将干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的焙烧温度为900℃，焙烧时间为60h。
实施例2
按质量百分比分别称取石油湿污泥25%和填料75%，以上组分的含量总和为100%;其中，填料为煤矸石与页岩构成的混合物，煤矸石与页岩的质量比为2:1;将喂料机通过传送带与搅拌机连接后，将称取的石油湿污泥倒入喂料机内，喂料机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌机内;再将称取的填料进行粉碎处理，得到粒径不大于1mm的填料碎块，将填料碎块经传输机输送至存有石油湿污泥的搅拌机内;填料碎块与石油湿污泥在搅拌机中经搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为20KW，搅拌时间是20min，搅拌速度为55r/min。
将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯，制砖机的挤压力为70MPa;将制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为7%;将干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的焙烧温度为900℃，焙烧时间为65h。
实施例3
按质量百分比分别称取石油湿污泥30%和填料70%，以上组分的含量总 和为100%;其中，填料为页岩与粘土构成的混合物，页岩与粘土的质量比为1:1;将喂料机通过传送带与搅拌机连接后，将称取的石油湿污泥倒入喂料机内，喂料机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌机内;再将称取的填料进行粉碎处理，得到粒径不大于1mm的填料碎块，将填料碎块经传输机输送至存有石油湿污泥的搅拌机内;填料碎块与石油湿污泥在搅拌机中经搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为40KW，搅拌时间是15min，搅拌速度为60r/min。
将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯，制砖机的挤压力为80MPa;将制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为8%;将干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的焙烧温度为1000℃，焙烧时间为70h。
实施例4
按质量百分比分别称取石油湿污泥40%和填料60%，以上组分的含量总和为100%;其中，填料为煤矸石与粘土构成的混合物，煤矸石与粘土的质量比为1:1;将喂料机通过传送带与搅拌机连接后，将称取的石油湿污泥倒入喂料机内，喂料机内的石油湿污泥通过传送带输送至搅拌机内;再将称取的填料进行粉碎处理，得到粒径不大于1mm的填料碎块，将填料碎块经传输机输送至存有石油湿污泥的搅拌机内;填料碎块与石油湿污泥在搅拌机中经搅拌后均匀混合，制成烧结砖材料，在搅拌的过程中，搅拌机的电功率为70KW，搅拌时间是20min，搅拌速度为60r/min。
将制得的烧结砖材料送入制砖机中，经制砖机挤压制成砖坯，制砖机的挤压力为120MPa;将制成的砖坯进行干燥处理，干燥后的砖坯含水量为8%;将干燥后的砖坯装入烧砖窑中烧制成砖体，烧砖窑的焙烧温度为1100℃，焙 烧时间为72h。
