工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明的工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法（簡稱膠凝材料），完全由污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的污泥與堿渣，按一定比例混合進行成球，低溫焙燒等步驟處理成膠凝材料，并加入適量石膏粉磨成膠凝材料，既能在空氣中又能在水中凝結(jié)硬化，具有高活性的水硬性膠凝材料，并直接用于大壩、水下、道路、橋梁、民用等建筑工程建設；也可加入少量其他材料一起粉磨成高標污泥膠凝材料。有效地克服了傳統(tǒng)的堆放、填埋、焚燒等極易造成二次污染的處置方式，又克服了直接用作燒置高溫水泥熟料而增加能耗和降低生產(chǎn)效率等不足之處，是一種能耗低、工藝先進合理，無二次污染，能明顯提高水泥質(zhì)量，耐磨等性能，降低水泥成本和有利于環(huán)境保護等優(yōu)點的將污泥和堿渣生產(chǎn)膠凝材料的很好的處理方法。
【專利說明】工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以工業(yè)廢渣污泥為主要原料而生產(chǎn)的污泥膠凝材料(簡稱膠凝材料)，特別是對污水處理廠生物化、印染等污水進行處理后排出的污泥為主要原料生產(chǎn)一種既能在空氣中又能在水中凝結(jié)硬化具有高活性的水硬性污泥膠凝材料及其無害化、減量化處理的一種生產(chǎn)方法，屬于環(huán)保或水泥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城鄉(xiāng)工業(yè)的迅速發(fā)展，污泥的排放量急劇增加，年排放量達2億噸，而被開發(fā)利用的污泥僅占排放污泥量的10%左右，造成污泥的大量堆積，未被利用的污泥堆放不僅占用大量土地，而且嚴重造成二次污染環(huán)境。隨著環(huán)保理念的逐漸深入人心，隨著國家對環(huán)保產(chǎn)業(yè)扶持力度的不斷加大，開發(fā)利用已是當務之急。
[0003]這里所講的污泥是指污水處理廠將生物化、印染等各種工業(yè)污水用重力濃縮為主和機械化脫水等排出的廢渣，這里稱為污泥。它含有植物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀及維持植物正常發(fā)育的多種微量元素和能改良土壤結(jié)構(gòu)的有機質(zhì)，同時也含有鉻一類、能使人們產(chǎn)生癌癥的物質(zhì)，以及其它有毒和不同類型的寄生蟲等對人體有害成份，含水率在70—80%,開發(fā)利用十分困難。
[0004]為處理這些污泥，為了變廢為寶，消除公害，國內(nèi)外很多人想了不少辦法，其主要方法是將污泥進 行填埋、堆放、投棄海洋、焚燒、堆肥處理等，現(xiàn)在也有人將污泥用于配制燒制高溫水泥熟料，此方法則需將其水泥窯中鍛燒到1500度高溫時才能燒結(jié)成水泥熟料，使能量消耗加大，且生產(chǎn)效率降低，所以對降低成本的作用不大，以上無論怎樣處理都免不了有二次污染問題，而投資費用也大。但通過本發(fā)明的工藝，不僅能使這些污泥成為有用的原材料，并能完全解決二次污染問題。本發(fā)明生產(chǎn)工序，就是將各種污泥為主要材料，輔以堿渣次要材料(這里所用堿渣是鹽化廠生產(chǎn)工業(yè)堿排出的廢渣)，并在有水環(huán)境中充分地攪拌混合均勻，制成球存化干固，再入烘干窯低溫焙燒，焙燒至脫去所有自由水和絕大部分結(jié)晶水，即成為該產(chǎn)品的膠凝材料，加入適量石膏，直接粉磨成膠凝材料，可替代特種水泥使用，也可以加入少量其他材料粉磨成高標號污泥膠凝材料，它們可廣泛用于大壩、水下、道路、橋梁、民用等建筑工程建設。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有的對污泥處理各種方法的不足之處，能將堆積如山又難以處理的工業(yè)廢渣污泥變廢為寶，生產(chǎn)成需求量巨大、投資少、產(chǎn)品質(zhì)量好、抗耐磨、抗凍性好、干縮性小的膠凝材料產(chǎn)品而提供一種工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法。
[0005]本發(fā)明的用工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法，其技術(shù)工藝特點在于包括以下步驟:
A)備料:主要原料為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，輔助原料為化工企業(yè)生產(chǎn)石堿排出的堿渣；B)配料:將污泥按重量百分數(shù)計算為80~60%、堿渣按重量百分數(shù)計算為20~40%的比例之和為100%的原料初步混合成混合料；
C)成球:將混合料加入攪拌成型機,邊攪拌邊加入適量的水充分攪拌混合均勻后將混合料加工成分散均勻、不出現(xiàn)結(jié)塊起團和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5~10_的物料球，堆放涼干備用;
D)烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)300—500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30~50分鐘出窯，出窯后的物料球再與適量石膏粉磨成粉即為工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)的水泥膠凝材料。
[0006]上述烘干旋轉(zhuǎn)窯中最佳焙燒溫度為400±50°C。
[0007]本方法使用的污泥是污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的各種污泥，堿渣是化工企業(yè)生產(chǎn)石堿排出廢渣，來源非常廣，成本也非常低，只需要按一定比例混合攪拌成球，使具有均勻分散性的干固料球會在產(chǎn)生一定的化學反應基礎(chǔ)上還對污泥產(chǎn)生分解腐蝕作用，從而破壞污泥中的有害物質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)，是污泥中重金屬等有害物質(zhì)，也都固熔在新型膠凝材料的晶格之中，再也不能逸出或析出，沒有二次污染隱患。再經(jīng)低溫焙燒，使加有一定量的堿渣的污泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生新的功能基因，增加了極微小的高分散性的硅和鈣的水化物，使這些新產(chǎn)物本身既能在空氣中又能在水中凝結(jié)硬化，具有高活性的水硬性膠凝材料，并加入適量石膏粉磨成膠凝材料，能極大地提高膠凝材料早后期強度，而且改善了水泥的需水性能，增強了抗硫酸鹽的侵蝕和抗凍性、耐磨性等性能。具有加強水化膠凝材料石結(jié)構(gòu)的作用，在膠凝材料水化過程中有微集料的作用，促進C2S的水化，改善了水泥早期強度低的弊病。一方面該產(chǎn)品本身加入一定的堿渣，就加速了污泥膠凝材料的水化反應，又是CaCl能加速與污泥間礦物組成C2S的早期水化，是CaCl與污泥膠凝材料中的各種化學成份反應，生成碳鋁酸鈣，碳鋁酸鈣是一種針狀體，促進污泥膠凝材料和水泥強度的發(fā)展，從而增強了水泥的早期強度，并超過了純硅酸鹽水泥熟料強度。另一方面，該產(chǎn)品膠凝材料能易磨，粉磨細度細，這些細小的顆粒，可以起微集料的作用，填實硬化水泥混凝土漿體的孔隙和裂縫，增加它們之間的粘結(jié)力，使顆粒級配合理有利于提高強度。該方法能將污水處理廠排出的堆放積如山和堿渣又難處置的各種污泥處理成需求量巨大、投資少、產(chǎn)品強度高、耐磨性、抗凍性、干縮性能好，既有利于環(huán)保，又能降低生產(chǎn)成本的優(yōu)質(zhì)水泥，也為處置污泥難題提供了新途徑、新思路，具有很強的現(xiàn)實意義。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明的用工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法，主要是選用了更合適的堿渣為輔助原料，具體方法包括以下步驟:
A)備料:主要原料為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，輔助原料為化工企業(yè)生產(chǎn)石堿排出的堿渣；
B)配料:將污泥按重量百分數(shù)計算為80~60%、堿渣按重量百分數(shù)計算為20~40%的比例之和為100%的原料初步混合成混合料；
如例1:取污泥按重量百分數(shù)計算為80%、堿渣按重量百分數(shù)計算為20%:
例2:取污泥按重量百分數(shù)計算為70%、堿渣按重量百分數(shù)計算為30% ；
例3:取污泥按重量百分數(shù)計算為60%、堿渣按重量百分數(shù)計算為40%:
C)成球:將混合料加入攪拌成型機,邊攪拌邊加入適量的水充分攪拌混合均勻后將混合料加工成分散均勻、不出現(xiàn)結(jié)塊起團和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5~10_的物料球，堆放涼干備用;
D)烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)300~500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30~50分鐘出窯，即得用污泥制成的水泥熟料。
[0009]上述烘干旋轉(zhuǎn)窯中的最佳焙燒溫度為400±50°C。
[0010]上述的窯體，如選用烘干回轉(zhuǎn)窯，可在窯體中部加熱焙燒，焙燒后的溫度熱氣自動向上從高位的進料端出窯，可使物料球進窯后，從高位進料端自動向中部翻滾下行的過程中逐步加熱干燥，在經(jīng)過中部的加熱焙燒后再向下翻滾行進到低位的出料端而逐步降溫出窯。
[0011]如選用隧道窯，可在窯體中部設置約5米長的焙燒溫度帶，窯體兩頭分別有約10米長的烘干帶和冷卻帶，冷空氣從出料端進窯經(jīng)冷卻帶逐步將產(chǎn)品的溫度降下。
[0012]焙燒溫度熱煙氣再經(jīng)烘干帶將物料預熱烘干，使物料進料端與出料端之間設有循環(huán)運轉(zhuǎn)的用耐火板連接而成的輸送帶，物料球從進料端均勻的置于輸送帶上，輸送帶以每分鐘0.5~1.0米的速度向出料端連續(xù)運行，在烘干帶被焙燒溫度熱煙氣逐步加熱干燥，經(jīng)過中部的焙燒溫度帶加熱焙燒到400度左右，再經(jīng)冷卻帶逐步被冷空氣降溫冷卻后從出料端出窯。
[0013]表一、用工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)成水泥膠凝材料的實施配比方案
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法，其特征在于包括以下步驟: A)備料:主要原料為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，輔助原料為化工企業(yè)生產(chǎn)石堿排出的堿渣； B)配料:將污泥按重量百分數(shù)計算為80~60%、堿渣按重量百分數(shù)計算為20~40%的比例之和為100%的原料初步混合成混合料； C)成球:將混合料加入攪拌成型機,邊攪拌邊加入適量的水充分攪拌混合均勻后將混合料加工成分散均勻、不出現(xiàn)結(jié)塊起團和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5~10_的物料球，堆放涼干備用; D)烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)300—500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30~50分鐘出窯，出窯后的物料球與適量石膏粉磨成粉即為工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)的水泥膠凝材料。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)廢渣污泥和堿渣生產(chǎn)水泥膠凝材料的方法，其特征在于所述烘干旋轉(zhuǎn)窯中最佳焙燒溫度為400±50°C。
【文檔編號】C04B7/36GK104016601SQ201410279157
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】譚紀林, 華建軍, 曹敏, 華玉海, 蔣兆廣 申請人:淮安市楚城水泥有限公司, 譚紀林