[发明专利]一种掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，涉及掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法。

背景技术

陶粒是以黏土、亚黏土等为主要原料，经加工制粒、烧胀而成的，其粒径在5mm以上的轻粗骨料，适用于保温、也可用于结构用轻骨料混凝土。陶粒行业中将密度300～500kg/m3的陶粒称为超轻陶粒，而密度＞500kg/m3的陶粒为一般密度陶粒。超轻陶粒对原料配方要求很苛刻，故一般只是用固体废弃物部分代替粘土或页岩，或者固体废弃物加入煤炭、水玻璃等非固废原料来制备超轻陶粒。

传统的陶粒原料主要是粘土、页岩等天然矿产资源，但是，大量利用它们来生产陶粒会破坏耕地和生态环境。随着对环保重视程度的不断提高，近年来国家开始逐步禁止生产和使用纯天然粘土类制品，鼓励利用固体废弃物来部分或全部代替粘土和页岩等天然矿产资源。目前，国内外大都集中在如何利用各种固体废弃物烧制陶粒。

一般来讲，煤渣和污泥含水量较高，煤渣含水率25％左右，污泥含水率80％左右，煤渣、污泥、黄土三者拌合后若不进行处理，难以造粒成型。污泥脱水难度较大，CN104163617B中所使用的的污泥为经压滤、自然干化处理后的污泥，含水率为45％-60％；CN101148346A中所使用的污泥则是经粉碎、烘干脱水。上述方法污泥脱水或时间长、或能耗高，且经脱水后的污泥含水量仍然较高，在制备陶粒的时候造粒成型的难度较大。

另外，轻质高强陶粒是当前新型建筑材料研究的热点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法，包括如下步骤：

a.前处理：将煤渣、粘土粉碎后烘干后待用，将污泥进行脱水处理，粘土、煤粉渣粉碎粒径大于180目；

b.配料：将煤渣、粘土、脱水污泥按一定比例无需加水混合搅拌均匀；以各物料按体积称取，其中煤渣用量20％-60％，粘土用量20％-30％，脱水污泥用量20％-50％；

c.造粒：将步骤b中混合搅拌均匀的物料制成粒径0-40mm的小球；

d.烘干：将制备好的小球放入105±5℃的恒温箱中烘干；

e.预热：将恒温箱中烘干的小球放入350-500℃的预热箱中预热10-30min；

f.烘焙成品：将预热箱中的小球放入1050-1150℃的焙热箱中焙烧5-15min，冷却后即可得到轻质陶粒。

进一步地，步骤a中所述煤渣采用生产窑余热进行烘干处理，进而充分利用能源达到节能减排的目的；所述污泥采用絮凝剂或烘干、除臭设备进行脱水处理，絮凝剂选自市面上常见的无机絮凝剂、有机絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂中的一种或几种，采用絮凝剂进行脱水处理，脱水效率更高。

进一步地，步骤a中所述煤渣烘干后含水量低于10％，所述脱水污泥的含水量不超过40％。在未脱水前，煤渣含水率25％左右，污泥含水率80％左右。

进一步地，步骤b中所述的煤渣及脱水污泥的总用量为70％-80％之间，由此，不仅降低了生产成本又节约了资源。

在本发明的另一种优选实施例中，步骤b中配方还包括用量为0.5％-4％的凹凸棒土。凹凸棒土具有独特的层链状结构特征，比表面积大，同时具有强吸水性。将凹凸棒土加入至配料中，一方面可以进一步吸取污泥和煤渣中的水分，降低造粒成型难度；另一方面可减轻陶粒的密度，增强陶粒的强度。

进一步地，步骤d中恒温箱烘干时间为2-2.5h。

有益效果：本发明的掺煤渣和污泥烧制陶粒的方法与现有技术相比:

(1)本发明方法所使用的煤渣是生产过程中煤燃烧后的固体废物，所使用的污泥是城市生活污泥，一般没有利用空间，经该发明使用后，节约了固体废物的占地面积，节约资源、变废为宝，减轻环境污染；本发明方法固体废弃物(煤渣、污泥)使用量超过70％，极大降低生产成本，具有良好的经济和社会效益。

(2)本发明在配料中使用凹凸棒土降低了造粒成型难度，减轻陶粒密度、增强了陶粒的强度。

(3)用该方法烧制的陶粒，操作可控，重现率好。可用于混凝土中具有降低混凝土早期水化热，增加混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗渗性，而抗渗性直接关系到混凝土的抗碳化能力、抗冻性和抗侵蚀性，同时对混凝土的收缩、徐变也有很大影响。

具体实施方式