專利名稱：：一種固體廢棄物燒制陶粒的制備方法一種固體廢棄物燒制陶粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用煤矸石、污泥和廢玻璃粉燒制輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的制備方法，屬于建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景煤矸石是我國目前排放量最大的固體廢棄物，其產(chǎn)量占原煤總產(chǎn)量的15%20%，目前我國己積存50億噸，而且以年排放量1.5億噸的速度快速增長。我國年產(chǎn)干污泥量約為50萬噸，目前主要以填埋為主。煤矸石和污泥的堆放和填埋，不僅占有了大量的土地，并且造成了巨大的環(huán)境污染，急需加以無害化處理。陶粒作為一種建筑材料，可以大量消耗不能降解的無機(jī)非金屬質(zhì)固體廢棄物，為處理這些固體廢棄物提供了一個(gè)有效的手段?，F(xiàn)有煤矸石陶粒在成型過程中需要加入粘結(jié)劑(粘土、聚乙烯醇等)，一般燒制溫度在IIO(TC以上?，F(xiàn)有污泥陶粒也要加入粘土等提高制品強(qiáng)度的天然礦物，燒制溫度均在105(TC以上，有的甚至在125(TC時(shí)燒成。而玻璃陶粒的制備過程中，由于玻璃粉是瘠性料、可塑性差，在成型過程中需要使用粘結(jié)劑、改性劑和發(fā)泡劑，才能燒制輕質(zhì)陶粒。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明以現(xiàn)有的污泥陶粒、煤矸石陶粒和玻璃陶粒制造技術(shù)為基礎(chǔ)，是這些技術(shù)的發(fā)展。本發(fā)明以煤矸石、回收廢玻璃粉和污泥作為主要原料，制備煤矸石污泥廢玻璃全固體廢棄物輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒，為煤矸石、污泥回收廢玻璃的銷納和陶粒的制造提供了一個(gè)新的途徑。本發(fā)明以煤矸石、城市生活干污泥和回收廢玻璃粉為主要原料，其中的煤矸石成分接近粘土，有效增加了為所制備的陶粒制品強(qiáng)度，煤矸石所含的碳既可以增加熱值，又可以起到發(fā)泡的作用；污泥除提供陶粒氧化物組成外，還起著粘結(jié)劑和改性劑的作用，克服了玻璃粉作為瘠性料可塑性差的缺點(diǎn)，同時(shí)在燒制陶粒過程中污泥中的有機(jī)成分的燃燒，一方面使污泥中的熱值得到充分利用，另一方面起到發(fā)泡劑的作用；而玻璃粉則由于其軟化溫度低，可使陶粒的燒成溫度降低，同時(shí)增加了玻璃相使燒制溫度下生成的鼓泡氣體無法溢出，最終在坯體內(nèi)形成氣泡體現(xiàn)輕質(zhì)特點(diǎn)。在已有的煤矸石陶粒、污泥陶粒和玻璃陶粒的技術(shù)基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了一種全固體廢棄物在較低溫度下燒制煤矸石污泥玻璃輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的方法。本發(fā)明所提供的一種全固體廢棄物在較低溫度下燒制煤矸石污泥玻璃輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒，其特征在于以煤矸石、污泥和玻璃粉為主要原料，制備陶粒配合料，在95(TC110(TC燒制陶粒。我國煤矸石的化學(xué)成分質(zhì)量百分比范圍:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>我國回收廢玻璃的化學(xué)成分質(zhì)量百分比范圍:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>我國城市生活干污泥燒失量范圍28.86%54.81%，城市生活污泥無機(jī)灰分成分質(zhì)量百分比范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明步驟如下:(1)以煤矸石、城市污水處理廠脫水生活污泥和回收廢玻璃為原料，各組成質(zhì)量百分比如下所示煤矸石15%45%，城市生活干污泥25%50%，廢玻璃粉20%50%;(2)將各種原料以上述比例加入到預(yù)混攪拌機(jī)中攪拌，同時(shí)以噴霧形式加入水，最終水分質(zhì)量百分比含量為上述原料和水分總質(zhì)量的20%30%;攪拌均勻后，將混合好的原料送入造粒機(jī)造粒，顆粒為球形；將生料球放入烘箱中干燥，使生料球充分干燥；具體實(shí)施方式實(shí)例i:將城市生活干污泥、廢玻璃粉、硼砂以20:75:5的重量比加入球磨機(jī)中研磨8h，目的在于使原料磨細(xì)并充分混合，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入20%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105。C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫30(TC升溫速度2CTC/min，300。C保溫50min，300。C850。C升溫速度15°C/min，850。C保溫20min，降溫階段85(TC70(TC快速降溫，70(TC500。C緩慢降溫，500。C以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率10°C/min，快速降溫階段降溫速率20"C/min。通過以上步驟可制得堆積密度為392.4Kg/m3，筒壓強(qiáng)度為1.3Mpa，吸水率為4%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例2:將城市生活干污泥、廢玻璃粉、硼砂以40:58:2的重量比加入球磨機(jī)中研磨8h,目的在于使原料磨細(xì)并充分混合，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入30%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105r下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫50(TC升溫速度20°C/min，500。C保溫30min,500。C950。C升溫速度15°C/min，950。C保溫8min，降溫階段95(TC70(TC快速降溫，70CrC50(TC緩慢降溫，50(TC以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率10°C/min，快速降溫階段降溫速率2(TC/min。通過以上步驟可制得堆積密度為384.7Kg/m3，筒壓強(qiáng)度為1.2MPa,吸水率為6%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例3:將城市生活干污泥、廢玻璃粉、硼砂以47:47:6的重量比加入球磨機(jī)中研磨8h，目的在于使原料磨細(xì)并充分混合，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入30%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105。C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫600'C升溫速度2CTC/min，600。C保溫20min，600。C90(TC升溫速度15°C/min，900。C保溫15min，降溫階段900。C70(TC快速降溫，70(TC500。C緩慢降溫，500。C以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率1(TC/min，快速降溫階段降溫速率20TVmin。通過以上步驟可制得堆積密度為380.4Kg/m3，筒壓強(qiáng)度1.2Mpa，吸水率6%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例4:將城市生活干污泥、廢玻璃粉、硼砂以70:25:5的重量比加入球磨機(jī)中研磨8h，目的在于使原料磨細(xì)并充分混合，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入30%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105'C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫50(TC升溫速度20。C/min，50(TC保溫30min，500。C1100。C升溫速度15°C/min，IIO(TC保溫8min，降溫階段1100。C700。C快速降溫，70(TC500。C緩慢降溫，500。C以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率10°C/min，快速降溫階段降溫速率2(TC/min。通過以上步驟可制得堆積密度為517Kg/m3，筒壓強(qiáng)度為4.4MPa，吸水率為5%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例3:將煤矸石、城市生活干污泥、廢玻璃粉以45:25:30的重量比加入球磨機(jī)中研磨至80目篩篩余質(zhì)量百分比小于1%，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入20%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105"C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫600。C升溫速度2(TC/min，600。C保溫20min，600。C1050。C升溫速度15°C/min，1050。C保溫15min,降溫階段105(TC70(TC快速降溫，70(TC50(TC緩慢降溫，50(TC以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率1(TC/min，快速降溫階段降溫速率20°C/min。通過以上步驟可制得堆積密度為563Kg/m3，筒壓強(qiáng)度4.7Mpa，吸水率3.5%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例4:將煤矸石、城市生活干污泥、廢玻璃粉以32:64:32的重量比加入球磨機(jī)中研磨至80目篩篩余質(zhì)量百分比小于1%，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入27%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105。C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫50(TC升溫速度2(TC/min，500。C保溫30min，500。C1100。C升溫速度15°C/min，1100。C保溫15min，降溫階段110(TC70(TC快速降溫，70(TC50(TC緩慢降溫，50(TC以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率1(TC/min，快速降溫階段降溫速率2(TC/min。通過以上步驟可制得堆積密度541Kg/m3，筒壓強(qiáng)度4.75Mpa，吸水率2%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例5:將煤矸石、城市生活干污泥、廢玻璃粉以19:43:38的重量比加入球磨機(jī)中研磨至80目篩篩余質(zhì)量百分比小于1%，目的在于使原料磨細(xì)并充分混合，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入26%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105。C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫600。C升溫速度20。C/min，600。C保溫40min，600。C1000。C升溫速度15。C/min，1000。C保溫20niin，降溫階段1000。C700。C快速降溫，700。C50(TC緩慢降溫，50(TC以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率10°C/min，快速降溫階段降溫速率20°C/min。通過以上步驟可制得堆積密度533Kg/m3，筒壓強(qiáng)度4.5Mpa，吸水率5%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。實(shí)例6:將煤矸石、城市生活干污泥、廢玻璃粉以42:31:27的重量比加入球磨機(jī)中研磨至80目篩篩余質(zhì)量百分比小于1%，在磨細(xì)混勻后的配合料中加入28%的水，然后練泥成球。將生料球放入烘箱中在105'C下干燥2小時(shí)，然后放入電爐中，以下述溫度制度進(jìn)行燒制室溫500'C升溫速度20°C/min，500。C保溫30min，500。C1100。C升溫速度15°C/min，1100。C保溫15min，降溫階段1100。C70(TC快速降溫，70(TC50(TC緩慢降溫，500。C以下快速降溫，緩慢降溫階段降溫速率1(TC/min，快速降溫階段降溫速率20°C/min。通過以上步驟可制得堆積密度556Kg/m3，筒壓強(qiáng)度4.6Mpa，吸水率4%，符合國家輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)的陶粒產(chǎn)品。權(quán)利要求1、一種固體廢棄物燒制陶粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)以煤矸石、城市污水處理廠脫水生活污泥和回收廢玻璃為原料，各組成質(zhì)量百分比如下所示煤矸石15％～45％，城市生活干污泥25％～50％，廢玻璃粉20％～50％；(2)將各種原料以上述比例加入到預(yù)混攪拌機(jī)中攪拌，同時(shí)以噴霧形式加入水，最終水分質(zhì)量百分比含量為上述原料和水分總質(zhì)量的20％～30％；攪拌均勻后，將混合好的原料送入造粒機(jī)造粒；然后將陶粒生坯放入烘箱中充分干燥；(3)低溫保溫排炭階段300℃～600℃保溫20～50分鐘；室溫至所選定的低溫保溫溫度為以20℃/min的速率升溫；燒成保溫階段950℃～1100℃保溫8～20分鐘，低溫保溫排炭溫度至燒成溫度升溫速率10℃/min；降溫退火溫度階段700℃以上以20℃/min的速率快速降溫，700℃～500℃以10℃/min的速率降溫，500℃以下以20℃/min的速率降溫。全文摘要一種固體廢棄物燒制陶粒的制備方法屬于建筑材料領(lǐng)域。本發(fā)明以煤矸石、污泥和廢玻璃粉為原料燒制高性能陶粒產(chǎn)品。配方中各組分所占質(zhì)量百分比為煤矸石15～45％，城市生活干污泥25％～50％，廢玻璃粉20％～50％。根據(jù)上述配方所制備的陶粒生坯干燥后在300℃～600℃保溫20～50分鐘進(jìn)行低溫排炭，950℃～1100℃8～20分鐘燒成，所得到的陶粒產(chǎn)品性能符合《輕集料及其試驗(yàn)方法GB/T17431.1-1998標(biāo)準(zhǔn)》。文檔編號(hào)C04B33/32GK101215150SQ20081005640公開日2008年7月9日申請日期2008年1月18日優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日發(fā)明者嚴(yán)建華,蘭明章,崔素萍,李智豐,峰王,王亞麗,王子明申請人:北京工業(yè)大學(xué)