申请日2012.08.08
公开(公告)日2012.11.14
IPC分类号C04B9/04; C04B12/02
摘要
一种采用污水厂磷酸钙污泥制备水泥的技术,属于环境工程技术领域。本发明的原料重量配比为:含水率小于40%的磷酸钙污泥750~850份,氧化镁(MgO)250~315份,氯化镁(MgCl2)115~185份,磷酸二氢钾(KH2PO4)0.5~1.0份,粒状材料5~7份,所述粒状材料为蛭石或珍珠岩类加热膨胀的物质。本发明可以有效解决污水厂大量高磷污泥的排放,降低水泥的生产成本、减少生产水泥的能耗。采用本发明,原料来源广,所需辅料简单、经济,充分利用了污水厂排放的高磷污泥,降低石灰石的消耗量、减少了二氧化碳的排放,适应性广。
权利要求书
1.一种采用污水厂磷酸钙污泥制备水泥的技术,特征是原料重量配比 为:含水率小于40%的磷酸钙污泥750~850份,氧化镁(MgO)250~315 份,氯化镁(MgCl2)115~185份,磷酸二氢钾(KH2PO4)0.5~1.0份, 粒状材料5~7份,所述粒状材料为蛭石或珍珠岩类加热膨胀的物质。
2.根据权利要求1所述的一种采用污水厂磷酸钙污泥制备水泥的技术, 其特征是制备方法步骤为:第一步,配料;将MgCl2与KH2PO4混合, 搅拌均匀待用,得混合物A;将磷酸钙污泥、MgO混合,再加入混合物 A、粒状材料,搅拌得污泥混合料;第二步,煅烧;将上述混合料置于 1000~1250℃的温度下煅烧50~60min,短时间使之冷却,制得熟料;第 三步,制水泥,取熟料磨细至比表面积为300~400m2/kg,即制得水泥。
说明书
一种采用污水厂磷酸钙污泥制备水泥的技术
技术领域
本发明涉及一种污水厂磷酸钙污泥处理工艺,尤其涉及采用污水厂磷酸 钙污泥制水泥的工艺,属于环境工程技术领域。
背景技术
水泥是国民经济的基础原材料,水泥工业与经济建设密切相关,在未来 相当长的时期内,水泥仍将是人类社会的主要建筑材料。改革开放以来,我 国水泥工业得到较快的发展,整体素质明显提高,产量已多年居世界第一位。 当前我国正处于全面建设小康社会的关键发展阶段,国内国际环境总体上都 有利于我国加快发展。水泥工业作为基础性原材料行业,与国民经济关联度 比较高,随着推进工业化和城镇化进程,基础设施建设步伐加快,城乡居民 住房水平升级,都将拉动水泥工业的快速发展。综合考虑国情及水泥生产和 消费现状,借鉴国际工业化国家水泥消费变化经验,在今后较长一段时间内, 水泥消费都将保持在较高的水平。此外,在国家鼓励新型干法水泥技术推广 和实施装备国产化政策的引导下,已经解决了制约新型干法水泥设备依赖进 口的问题,降低了投资成本,为大力发展新型干法水泥创造了有利条件。
随着城市污水磷排放标准的日益严格,越来越多的污水处理厂采用了强 化生物除磷工艺,这也导致含磷量4%甚至高达9%以上的富磷污泥日益增多。 磷是一种不可再生的资源,研究开发经济高效的污泥磷回收技术不仅有利于 污泥的处理与处置及其资源化,而且还为磷的可持续利用开辟了新途径。因 此,近年来污泥磷回收技术的研发得到了人们的广泛重视。污泥磷回收技术 分为两部分,首先是使磷从固相(污泥)释放到液相,采用的技术包括加热、臭 氧氧化、投加酸碱、微波辐射等,然后向含磷上清液中投加某些金属盐类, 使之形成沉淀物,从而实现磷回收。磷酸钙沉淀法是目前回收磷的一个主要 途径,其优点在于成本较低、操作简单。但是仍存在的问题是如何将已沉淀 的磷酸钙污泥做进一步无害化、资源化处理。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种投资少、易维护、 能够有效采用污水处理厂磷酸钙污泥制备水泥的技术。
为达到上述目的,本发明是通过以下的技术方案来实现的:本发明的原 料重量配比为:含水率小于40%的磷酸钙污泥750~850份,氧化镁(MgO) 250~315份,氯化镁(MgCl2)115~185份,磷酸二氢钾(KH2PO4)0.5~1.0 份,粒状材料5~7份,所述粒状材料为蛭石或珍珠岩类加热膨胀的物质。
本发明由磷酸钙污泥制备的水泥产品的制备方法步骤为:第一步,配料; 将MgCl2与KH2PO4混合,搅拌均匀待用,得混合物A;将磷酸钙污泥、MgO 混合,再加入混合物A、粒状材料,搅拌得污泥混合料;第二步,煅烧;将 上述混合料置于1000~1250℃的温度下煅烧50~60min,短时间使之冷却,制 得熟料;第三步,制水泥,取熟料磨细至比表面积为300~400m2/kg,即制得 水泥。
本发明以污水厂磷酸钙污泥为主要原料,以MgO、MgCl2、粒状材料、 KH2PO4为辅料,制备出一种含磷酸钙的水泥,可以有效解决污水厂大量高磷 污泥的排放,降低水泥的生产成本、减少生产水泥的能耗。采用本发明,原 料来源广,所需辅料简单、经济,充分利用了污水厂排放的高磷污泥,降低 石灰石的消耗量、减少了二氧化碳的排放,适应性广;本发明方法中煅烧温 度为1000~1250℃,比普通硅酸盐水泥的煅烧温度低,节约耗能,同时,煅烧 的熟料质地较好,有利于进一步的粉磨工作。本发明制备的水泥具有优秀的 耐火耐热性及化学稳定性,也具备一定的融合性,特别适于普通硅酸盐水泥 开裂的修补、利于建筑物及水泥制品的耐久性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍;
实施例1:
(1)将115kg氯化镁与0.5kg磷酸二氢钾混合,搅拌均匀待用,得混合 物A;
(2)将750kg某南京污水厂剩余污泥预处理后得到的含水率小于40% 的磷酸钙污泥与250kg氧化镁混合后,再加入上述混合物A、5.0kg 珍珠岩,进行强制搅拌,得到污泥混合料;
(3)将混合料置于1000℃的温度下煅烧50min,短时间使之冷却,制得 孰料;
(4)取孰料磨细至比表面积为300~400m2/kg,即制得水泥。
实施例2:
(1)将150kg氯化镁与0.8kg磷酸二氢钾混合,搅拌均匀待用,得混合 物A;
(2)将800kg某南京污水厂剩余污泥预处理后得到含水率小于40%的磷 酸钙污泥与270kg氧化镁混合后,再加入上述混合物A、6.0kg珍 珠岩,进行强制搅拌,得到污泥混合料;
(3)将混合料置于1100℃的温度下煅烧55min,短时间使之冷却,制得 孰料;
(4)取孰料磨细至比表面积为300~400m2/kg,即制得水泥。
实施例3:
(1)将185kg氯化镁与1.0kg磷酸二氢钾混合,搅拌均匀待用,得混合 物A;
(5)将850kg某南京污水厂剩余污泥预处理后得到含水率小于40%的磷 酸钙污泥与315kg氧化镁混合后,再加入上述混合物A、7.0kg珍 珠岩,进行强制搅拌,得到污泥混合料;
(6)将混合料置于1250℃的温度下煅烧60min,短时间使之冷却,制得 孰料;
(7)取孰料磨细至比表面积为300~400m2/kg,即制得水泥。
由上述实施例可以看到,在氧化镁和磷酸盐的混合物中加入水以后,磷 酸盐迅速溶解产生酸性溶液,将镁氯化物溶解出Mg2+,并与之反应生成由凝 胶体和MKP晶体组成的水化产物。镁离子,使得粉煤灰颗粒与水化产物之间 产生紧密结合,因而提高了强度,也提高了材料的胶凝性能。
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。