申请日1995.01.25
公开(公告)日1995.10.11
IPC分类号C04B18/30
摘要
一种用垃圾和污泥生产建材陶粒的方法。垃圾陶粒是用筛选后的垃圾灰掺以粘土及辅料，经混合、成球、烘干、高温焙烧而制成的一种人造轻骨料。污泥陶粒以污泥为主要原料，掺以粘土和少量固体燃料，其生产工艺与垃圾陶粒相同。所得陶粒为球形，其表皮坚硬而龟裂，内部有细微气孔。其特点是容重轻、强度高、导热系数低、耐火度高、化学稳定性好，与水泥的和宜性比天然石料好。工艺配方可行，产品无毒无害，可消纳垃圾和污泥，变废为宝，有利于改善环境污染，具有较好的社会效益和环保效益。
権利要求書
1、一种生产垃圾陶粒的方法，其步骤为：
将垃圾筛选后烘干;
将烘干的垃圾与粘土、无烟煤按10～40∶60～90∶0～5的重量比混合后破碎;
将破碎后的混合原料造粒成型;
将成型的原料经烘干、高温焙烧、冷却后分选。
2、一种生产垃圾陶粒的方法，其步骤为：
将垃圾筛选后烘干;
将烘干的垃圾与粘土、铁粉按10～40∶60～90∶1～3的重量比混合后破碎;
将破碎后的混合原料造粒成型;
将成型的原料经烘干、高温焙烧、冷却后分选。
3、一种生产污泥陶粒的方法，其步骤为：
对污泥进行脱水;
将脱水的污泥与粘土、无烟煤按50～85∶10～40∶3～8的重量比混合后破碎;
将破碎后的混合原料造粒成型;
将成型的原料经烘干、高温焙烧、冷却后分选。
说明书
本发明涉及用垃圾制作陶粒(即人工骨料)和用污泥制作陶粒的方法，属于建筑材料领域。
据统计，1990年北京市平均日产垃圾8000余吨。如此大量的垃圾，多年来基本上以运往市郊裸露堆放的方式处理，这些垃圾除少量被当地农民作为肥料施于农田外，大量垃圾无其它出路。大大小小的垃圾堆已对北京市形成了包围之势，占地达450公顷。就全国来说，垃圾的处理和消纳的形势更为严峻，垃圾的有效处理率仅为7%左右。
目前，垃圾的处理方法有堆肥、填埋、焚烧及垃圾制砖等。这些方法存在以下缺点：
1.对于垃圾的堆肥和填埋，尽管技术上比较成熟，但不能从根本上解决垃圾的出路。另外，随着我国的改革开放和国民经济的高速发展，征地越来越困难，运距也越来越远，不仅耗资巨大，而且也严重影响了当地的环境卫生。现在填埋与堆肥厂的基本作法是筛选陈腐垃圾出售给农民作有机肥使用，但由于这些垃圾裸露堆放多年，经测定其农用价值不大，已不适合作为有机肥使用。
2.对于垃圾的焚烧，由于我国居民生活状况相对来说仍比较落后，这就决定了垃圾中所含热值偏低，垃圾若进行焚烧，必须另外添加大量的燃料如煤、汽油、柴油等，方可进行有效处理，焚烧后的废渣也需要进行填埋或堆肥处理。这样不仅要大量消耗燃料，还会产生二次污染，而二次污染对于世界上比较发达国家来说也是难以解决的课题，它需要大量的资金投入。
3.垃圾制砖，是将筛选后的陈腐垃圾作主要原料，添加一定比例的粘土，经烧结而成的，此技术是解决垃圾的处理和消纳的有效途径。但从世界建材行业发展趋势来看，可节约原料、降低成本、提高建筑效率的空心砖是今后若干年内的主要发展方向，实心砖将被逐渐淘汰。最近国务院也发布了要求大力开发空心砖，逐渐淘汰实心砖的通知。
此外，人类赖以生存的环境问题为愈来愈多的人所关注，成为全球性的重大问题，作为污染源之一的污水的处理，也成为世界各国所关注的对象，我国也不例外。最近我国已开始着手建立现代化的大型污水处理厂，如高碑店污水处理厂。目前高碑店污水处理厂的日处理污水能力为500万吨，日排出污泥400立方米。若以300天计，仅高碑店污水处理厂一处，一年就要产出污泥12万立方米。如此大量的污泥，严重地影响了当地的环境卫生，致使当地蚊蝇密度提高，加剧了病菌的传播和臭气的散发。若将这些污泥作为有机肥施于农田，则其中所含的腐化有机物和有毒物质就会严重地污染土壤、水源和农作物。而且这些污泥需要大量的良田作为堆放场，这样也侵占了宝贵的土地资源。
近几十年来，由于各种用途、多功能的建筑物的出现，大刺激了建筑材料向多元方向发展。对于某些特殊的需要，促使构成混凝土的主要成分之一的滑料，由天然骨料到人工骨料发生了质的变化。人工骨料即陶粒，其品种很多，按所用原料的不同可分为粘土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、煤矸石陶粒等。目前，日本等国主要生产粘土陶粒和页岩陶粒，而国内各地以生产粘土陶粒、页岩陶粒和粉煤灰陶粒为主。如：北京市陶粒厂生产页岩陶粒;北京市土桥砖瓦厂生产粘土陶粒;天津市硅酸盐制品厂生产粉煤灰陶粒等。但是尚未见到用垃圾和污泥制作陶粒的。
鉴于上述，本发明提出了一种利用垃圾和污泥生产建材陶粒的方法，它可消纳垃圾和污泥、变废为宝、改善环境污染，为垃圾和污泥的处理开辟一条新路。
本发明的目的是这样实现的：
垃圾陶粒的制作方法步骤为：垃圾筛选→烘干→垃圾与粘土、无烟煤按10～40∶60～90∶0～5的重量比混合→破碎→造粒成型→烘干→高温焙烧→冷却→分选。
污泥陶粒的制作方法步骤为：污泥脱水→污泥与粘土、无烟煤按50～85∶10～40∶3～8的重量比混合→破碎→造粒成型→烘干→高温焙烧→冷却→分选。
上述方法中粘土作为粘接剂使用，无烟煤则作内掺燃料使用。
陶粒的焙烧机理是：由于高温焙烧，首先在颗粒表面形成一层玻璃质，将颗粒完全覆盖，再继续焙烧，致使颗粒内部的有机质与被封闭的空气进行燃烧而产生气体释放出来， 故制得的陶粒表皮坚硬而龟裂，内部有微孔。其特点是容重轻、强度高、导热系数低、耐火度高、化学稳定性好。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
将垃圾填埋或堆肥厂中的陈腐垃圾筛选，取其粒度≤10mm的垃圾灰，烘干至含水率≤35%，将烘干的垃圾与粘土(包括粘土、亚粘土)、无烟煤按10～40∶60～90∶0～5的重量比例放入料仓中混合。当垃圾中所含的有机质较高时，可不用添加无烟煤。混合后的原料由传送带送到双辊破碎机中破碎粒度过大的原料，且使原料进一步混合均匀。破碎机中装有喷水嘴，由喷水嘴喷出原料成型所需的水分，喷水量占原料的16～20%左右，视粘土的塑性而定。均匀受湿的原料由传送带送至成球机中，进行成球造粒工作。造粒后的粒状原料由传送机送到回转烘干窑中进行烘干，其所用热量来自焙烧窑的余热。此后再由传送机送到回转焙烧窑中焙烧，焙烧窑的一端装有喷燃煤设备，燃煤由风机经管道直接喷到焙烧窑内。烘干后的粒状原料经高温焙烧、自然冷却两个过程后即成为陶粒，冷却后的陶粒经机械振动输送机送到提升机处，由提升机将陶粒送至振动筛进行分选，选出不同规格要求的陶粒和陶沙，分别送到不同的堆放场。对其中在焙烧过程中有可能由于粘连而产生的陶块，则由专用破碎机破碎后，重新送到振动筛处分选。
实施例2
将实施例1的配料中的无烟煤改用铁粉，且将烘干的垃圾与粘土、铁粉按10～40∶60～90∶1～3的重量比混合，采用同样的工艺方法，可制成高强度的垃圾陶粒。
用以上方法制成的垃圾陶粒为椭圆球形，其表皮坚硬而龟裂，呈酱红色;其内部有细微气孔，呈灰黑色。其特点是容重轻、强度高、导热系数低、耐火度高、化学稳定性好。
实施例3
将污水处理厂排出的污泥采用机械脱水或自然脱水的方法进行脱水，使污泥的含水率≤35%左右，将脱水的污泥与粘土、无烟煤按50～85∶10～40∶3～8的重量比混合，以下过程与制作垃圾陶粒相同。
污泥陶粒为圆球形或椭圆球形，其表皮粗糙而坚硬，呈淡灰黄色，其内部有细微气孔，呈灰黑色。其它性能同垃圾陶粒。
以上垃圾陶粒和污泥陶粒的生产条件均为：
成型含水率：16～20%
烘干窑转速：1.5～2转/分
焙烧窑转速：2～3转/分
风机转速：500～600转/分
烘干温度：400～900℃
焙烧温度：1000～1200℃
焙烧时间：15～45分钟
尾温温度：<400℃
本发明的优点是：
1.工艺配方可行，因焙烧温度高于1000℃，可完全杀死垃圾和污泥中的有害细菌，故产品无毒无害;
2.所制产品容重轻、强度高、导热系数低、耐火度高、化学稳定性好，因而比一般天然石料有更为优良的物理力学性能;
3.由于所制的陶粒其表面龟裂，因而使得制混凝土时，陶粒与水泥的和宜性比天然石料好;
4.节能节土，因垃圾和污泥本属废物，故产品成本低，经济效益高;
5.可大量消纳垃圾和污泥，变废为宝，有利于改善环境污染，具有较好的社会效益和环保效益。
