申请日2012.08.31
公开(公告)日2012.11.28
IPC分类号C04B7/32
摘要
一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法，属于环境工程技术领域，是通过以下步骤实现的：含氟污泥固化和干化、氟铝酸盐水泥的生产;氟铝酸盐水泥的生产包括生料制备、熟料烧成、水泥制备;其中生料制备是氟铝酸盐水泥采用的原料是石灰石、矾土和含氟污泥，其重量比为：石灰石：CaO>40%，矾土：Al2O3>25%;含氟污泥10%-15%;熟料烧成是将生料一般在回转窑内煅烧，温度在1300～1400℃下进行煅烧。通过本发明的制备，利用工业废弃资源含氟污泥制备氟铝酸盐水泥，实现污泥的资源化利用，有效解决了含氟污泥处置问题，实现资源可持续利用。本发明实现了资源的回收和再利用，为国家经济建设开创了一条新途径。
权利要求书
1.一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法，特征是通过以下步 骤实现的：含氟污泥固化和干化、氟铝酸盐水泥的生产;含氟污泥 固化是将污水厂得到的含氟量较大的污泥，往污泥中添加固化剂和 稳定剂，然后通过机械搅拌，使得污泥和固化稳定剂混合均匀，在 稳定剂作用下，氟离子被稳定化，使得污泥的氟浸出量大大降低， 经固定化的污泥粘性降低、硬度得以加强，含氟污泥干化是将固定 好的污泥采用回转干燥炉进行加热去除污泥中的水分;氟铝酸盐水 泥的生产包括生料制备、熟料烧成、水泥制备;其中生料制备是氟 铝酸盐水泥采用的原料是石灰石、矾土和含氟污泥，其重量比为： 石灰石：CaO>40%，矾土：Al2O3>25%;含氟污泥10%-15%; 熟料烧成是将生料一般在回转窑内煅烧，温度在1300～1400℃下进 行煅烧。
2.根据权利要求1所述的一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法， 其特征是水泥制备的粉磨阶段加入适量石膏和10%～20%矿渣一起 粉磨，同时加入小于5%的含氟污泥代替石膏。
3.根据权利要求1所述的一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法， 其特征是生料制备中，原料重量配比优选方案是：石灰石：CaO=5 2%，矾土：Al2O3=27%;萤石：9%，含氟污泥12%。
4.根据权利要求1所述的一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法， 其特征是制备生料中，原料重量配比次选方案是：石灰石45%;Al 2O332%;萤石4%，含氟污泥19%。
说明书
一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，尤其涉及一种将含氟污泥制备氟铝酸 盐水泥的方法。
背景技术
氟化钙污泥中，含有硫酸钙、石灰等杂质成份，可采用“固化稳定化+干 化工艺”，将含氟污泥处理至普通固废的要求，实现含氟污泥的无害化，为其 资源化奠定基础。固化/稳定化技术是目前国内市政污泥处理处置过程中的一 种重要方法，其保证了我国大量污泥在低成本条件下实现了无害化处理，并 可初步实现资源化。固化是指通过降低污泥含水率、提高污泥的强度、降低 透水性来改变污泥的物理性质的过程;稳定化是指转化污泥中所含污染物的 形态，构建内封闭系统而改变污泥化学性质的过程。
干化过程将污泥中的水份蒸发，使得污泥的性状变为固体颗粒状状，得 到的稳定化污泥可作为水泥厂或蒸汽砖厂原材料。目前，在土木工程材料应 用中，生产量最大、应用最广的是普通硅酸盐系列水泥，这种水泥需要不断 从大自然索取资源，与可持续发展的观点不相吻合。因此，若能将含氟固化 泥应用到制造普通硅酸盐水泥中，基本上可解决固化泥的出路问题，并能为 水泥制造商节省原材料成本。
发明内容
本发明旨在提供一种将含氟的污泥用于水泥的烧制中，达到污泥的无害 化、稳定化、资源化的目的。
本发明的目的是提供一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法，本发 明是通过以下步骤实现的：含氟污泥固化和干化、氟铝酸盐水泥的生产;含 氟污泥固化是将污水厂得到的含氟量较大的污泥，往污泥中添加固化剂和稳 定剂，然后通过机械搅拌，使得污泥和固化稳定剂混合均匀，在稳定剂作用 下，氟离子被稳定化，使得污泥的氟浸出量大大降低，经固定化的污泥粘性 降低、硬度得以加强，含氟污泥干化是将固定好的污泥采用回转干燥炉进行 加热去除污泥中的水分;氟铝酸盐水泥的生产包括生料制备、熟料烧成、水 泥制备;其中生料制备是氟铝酸盐水泥采用的原料是石灰石、矾土和含氟污 泥，其重量比为：石灰石：CaO>40%，矾土：Al2O3>25%;含氟污泥10%-15%; 熟料烧成是将生料一般在回转窑内煅烧，温度在1300～1400℃下进行煅烧。 由于氟的作用，生料有很高的活性。在1200℃以下，可以生成C11A7·CaF2和C3S，具体反应如下：
1080℃ CaF2+4C2S+3CaO→C11S4·CaF2
1180℃ C11S4·CaF2→3C3S+CaF2
C12A7+CaF2→C11A7·CaF2+CaO
(3)水泥制备，氟铝酸盐水泥的粉磨要求细度较高，由于熟料的易磨性高， 在水泥制备的粉磨阶段加入适量石膏和10%～20%矿渣一起粉磨，同时加入 小于5%的含氟污泥代替石膏。
其原理一是水泥的制作过程中要加入矿化剂，其主要作用是改善固相和液 相反应作用，而含氟固化泥中的CaF2和CaSO4则正是最普遍、最成熟的矿化 剂，二是在水泥制成阶段，对于氟铝酸盐水泥，萤石是必需矿物，而含氟固 化泥中本身含有较大量的CaF2，可看作品位不高的萤石作为生料使用，从而 达到降低成本的作用，而且可以改善水泥性能如强度、安定性、颜色等。
本发明的有益效果是：1.通过本发明的制备，利用工业废弃资源含氟污 泥制备氟铝酸盐水泥，实现污泥的资源化利用，有效解决了含氟污泥处置问 题，实现资源可持续利用。2.所制取的氟铝酸盐水泥，可以广泛地应用于房 屋、道路等基础建设，也可以用于国防科工建设。本发明实现了资源的回收 和再利用，为国家经济建设开创了一条新途径。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步对本发明加以说明：
实施例1：一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法，通过以下步骤实现：
(1)含氟污泥固化和干化，将污水厂得到的含氟量较大的污泥，往污泥中添 加固化剂和稳定剂，然后通过机械搅拌，使得污泥和固化稳定剂混合均匀。 得到固化的污泥。
(2)氟铝酸盐水泥的生产
1)生料制备，氟铝酸盐水泥采用的原料是石灰石、矾土、萤石和含氟 污泥，重量配比为：石灰石：CaO=52%，矾土：Al2O3=27%;萤石：9%，含 氟污泥12%。
2)熟料烧成，生料一般在回转窑内煅烧，温度在1300～1400℃下进行煅 烧。由于氟的作用，生料有很高的活性。在1200℃以下，可以生成C11A7·CaF2和C3S，具体反应如下：
1080℃ CaF2+4C2S+3CaO→C11S4·CaF2
1180℃ C11S4·CaF2→3C3S+CaF2
C12A7+CaF2→C11A7·CaF2+CaO
3)水泥制备，氟铝酸盐水泥的粉磨要求细度较高，由于熟料的易磨性高， 在粉磨阶段加入适量石膏和10%～20%的矿渣一起粉磨，同时加入3%的含氟 污泥代替石膏。
实施例2：又一种将含氟污泥制备氟铝酸盐水泥的方法，是通过以下步骤 实现：
(1)含氟污泥固化和干化，将污水厂得到的含氟量较大的污泥，往污泥 中添加固化剂和稳定剂，然后通过机械搅拌，使得污泥和固化稳定剂混合均 匀。得到固化的污泥。
(2)氟铝酸盐水泥的生产
1)制备生料，氟铝酸盐水泥采用的原料是石灰石、矾土、石膏和含氟 污泥，重量配比为：石灰石45%;Al2O332%;萤石4%，含氟污泥19%。
2)熟料烧成，生料一般在回转窑内煅烧，温度在1300～1400℃下进行 煅烧，熟料形成过程为：950℃时，C4A3S和C2AS开始形成;1100℃时， C2S出现;1200℃时，C2AS消失，出现2C2S·CaSO4;1250℃时，C2S增加; 1300～1400℃时，2C2S·CaSO4消失，熟料烧成。
3)水泥制备，氟铝酸盐水泥的粉磨要求细度较高，由于熟料的易磨性高， 在粉磨阶段加入适量石膏和10%～20%的矿渣一起粉磨，同时加入4%的含氟 污泥代替石膏。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的 举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上 述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，由此所引伸出的显 而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
