[发明专利]一种用污泥和赤泥制备超轻陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用城市污水厂的污泥与炼铝厂废渣赤泥烧制超轻陶粒的方法，属环境技术领域。

背景技术

污水厂污泥是指水处理过程中产生的絮状体，它含有大量水分、丰富的有机物及N、P、K等营养元素，同时还含有重金属及病原菌等有害物质，如果任意排放不加处理，不仅对环境造成污染，同时也是对资源的严重浪费。据不完全统计，全国污水排放量为4.474×107m³/d，不同规模、不同处理程度的污水处理厂有100多座。每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5％-1.0％，污泥中除含有丰富的氮、磷等营养物以外，还含有大量的有机物、重金属以及各种致病微生物，其容量大、易腐败、不稳定、有恶臭，如果处理不好，将会造成大范围的二次污染；同时，污泥处理的投资和运行费用巨大(分别占污水处理厂全厂费用的12％-30％和20％-50％)，因此寻求经济有效的减量化、无害化和资源化的污染处理利用技术具有重要意义。

当前污泥的资源化技术主要有：1.农田林地利用，2.消化制沼气，3.燃料化技术，4.建材利用，5.作黏结剂，6.低温热解制油，7.制取活性炭等等。这些资源化利用方式主要是针对污泥中的有机成分进行的，而利用污泥烧制超轻陶粒充分发挥污泥中有机和无机两种成分。

赤泥是指在炼铝工业过程中产生的红色或者红褐色固体物质。赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。赤泥的产出量，因矿石品位、生产方法、技术水平而异。大多数生产厂每生产1吨氧化铝同时产出1.0～1.8吨赤泥。据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×107t。我国氧化铝生产过程中每年产生的赤泥量超过600万吨，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体用赤泥构筑。目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害。赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。

当前超轻陶粒主要是利用页岩，砂岩等进行烧制，有的也适量的添加河底泥用于超轻陶粒的烧制。用城市污水厂污泥和赤泥混合烧制超轻陶粒还属于首次。

超轻赤泥污泥混合型陶粒是由粘土、污泥、赤泥等为主要原料，经加工、焙烧而成的颗粒状陶质物，其特点是具有浑圆状外形、外壳坚硬且具有一层隔水保气的釉层包裹，内部具有较多的孔洞，呈灰黑色蜂窝状，其松散容重为400-500kg/m³，并具有一定的强度，是一种较好的建筑材料和环保材料，可用于防水、防火、保温、隔音等建筑材料的原材料、吸附剂、水处理的滤料及农业、园林中的无土栽培的培养基等。以污泥、赤泥作为原料烧制轻质陶粒不仅解决了污泥、赤泥的处理处置这一环境难题，还实现了污泥和赤泥的资源化，变废为宝，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

发明内容

本发明针对现有用污泥和赤泥制备超轻陶粒技术存在的不足，提供一种工艺简单、方便的用污泥和赤泥制备超轻陶粒的方法，制备的超轻陶粒强度高、吸水率小、比表面积大。

本发明的用污泥和赤泥制备超轻陶粒的方法，包括以下步骤：

(1)以重量比1-3∶7-9∶0.5-1的比例称取经过烘干粉碎后的污泥、粘土和赤泥，加水搅拌均匀，直到呈粘稠状，然后制成生料球；

(2)将生料球置于常温下干燥10小时-20小时；

(3)再将生料球放入350℃-400℃箱式电阻炉中，预热时间10分钟-30分钟，迅速转移到1150℃的管式电阻炉中烧制5分钟-15分钟，将陶粒置于室温冷却，即可得到超轻陶粒。

各原料中主要无机化学成分表(％)

本发明工艺简单，制备的超轻陶粒外观为赤褐色或深褐色表面粗糙的球状固体，松散容重为400-500kg/m³，颗粒容重为865-975kg/m³，在水中可以漂浮，吸水率为3.0-6.0％，膨胀率为30-40％，具有轻质、高强、吸水率小、比表面积大等特点。

附图说明

图1是本发明制备的超轻陶粒表面在200倍显微镜下观察的表面结构图。

图2是本发明制备的超轻陶粒表面在1000倍显微镜下观察的表面结构图。

图3是本发明制备的超轻陶粒截面在200倍显微镜下观察的表面结构图。

图4是本发明制备的超轻陶粒截面在1000倍显微镜下观察的表面结构图。

图5是本发明制备的超轻陶粒在水中漂浮的状况图。

图6是本发明制备的超轻陶粒和生料球的对比图。

具体实施方式