本發(fā)明涉及陶粒，具體涉及一種造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒。

背景技術(shù)：

培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時使用的土壤，大多是采用就地附近的泥土，再添加一些草木灰或泥炭土攪拌在一起的，這些土壤的含水率在12～20％，還含有大量的有害病菌。

采用這些土壤培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，很難控制后期補水的水量，補水后的土壤含水率超過30％以上，土壤中的水分含量比較高，土壤將會呈半流泥糊狀或泥漿狀，如果土壤沒有能夠及時得到補水，土壤又將會出現(xiàn)板結(jié)硬塊狀，都將會直接影響到植物的正常生長。

隨著綠化工程質(zhì)量要求的不斷提高，也常采用粉煤灰陶粒、粘土陶粒、頁巖陶粒和花卉陶粒等材料為無土栽培基質(zhì)。

粉煤灰陶粒、粘土陶粒和頁巖陶粒是一種人造輕集料，采用優(yōu)質(zhì)黏土、頁巖或粉煤灰為主要原料，通過回轉(zhuǎn)窯高溫焙燒，經(jīng)膨化而成，由于其內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因而具有輕質(zhì)、高強、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率小等特點，（詳見國家標準：GBT17431.1-2010 輕集料及其試驗方法）。

由于人造輕集料經(jīng)過高溫焙燒后，其表面形成一層釉質(zhì)，雖然人造輕集料內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔，但是，內(nèi)部蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔是一種閉口孔，蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔不僅彼此之間不連通，而且與外界相隔絕，吸水率較低，人造輕集料內(nèi)部幾乎不含有水分，將人造輕集料放進水體中，只能漂浮于水的表面，因此，人造輕集料只能撒在土壤的表層，做為一種裝飾，并不能直接用于種植各種苗木、花卉和蔬菜等植物。

中國專利授權(quán)公告號：CN 102503539 B，授權(quán)公告日：2013年04月17日，名稱為“圓球形凹凸棒花卉陶?！保_了“一種圓球形凹凸棒花卉陶粒，圓球形凹凸棒花卉陶粒由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾礦粉、紅色膨潤土粉、污泥、脫硫石膏尾礦粉和稻殼粉組成。將圓球形凹凸棒花卉陶粒的配料經(jīng)過混合、造粒、焙燒、冷卻和篩分包裝為圓球形凹凸棒花卉陶?！薄?/p>

圓球形陶粒制備工藝：在造粒過程中，先將粉狀配料加工成一種小于0.5毫米的小球，然后將配制好的霧狀水溶液，噴灑在運轉(zhuǎn)中的造粒機內(nèi)的小球表面，再將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經(jīng)過多次重復(fù)的噴灑霧狀水溶液和將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經(jīng)過一層又一層的包裹，小球的體積不斷增大，最終完成造粒的全過程，制備成一種強度比較高的圓球形陶粒。

經(jīng)過焙燒后的圓球形陶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密，雖然圓球形陶粒強度比較高，但是造成了有效比表面積小，比重和堆積密度都比較大，從而降低了圓球形陶粒的吸附能力和吸水率。

圓球形凹凸棒花卉陶粒是一種圓球形陶粒，在焙燒過程中，圓球形凹凸棒花卉陶粒內(nèi)部很難能完全燒透，直接影響到圓球形凹凸棒花卉陶粒的內(nèi)在質(zhì)量。

經(jīng)多次抽樣測試：市場上銷售的人造輕集料平均堆積密度≥800kg/m3,平均吸水率≤18％，普通土壤平均堆積密度≥1020kg/m3，平均吸水率≤26％，圓球形凹凸棒花卉陶粒平均堆積密度≥850kg/m3,平均吸水率≤50％。

相比之下，這幾種陶粒的堆積密度都比較大，吸水率比較小，用戶希望能發(fā)明一種堆積密度≤800kg/m3，吸水率≥65％的輕質(zhì)陶粒，以適用于配制無土栽培基質(zhì)和營養(yǎng)土。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒由造紙污泥、高粘凹凸棒石粘土、熟石膏、生石灰、粉狀凹凸棒發(fā)泡劑、空心微珠、輕質(zhì)氧化鎂、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和硫酸亞鐵組成。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法：將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的配料進行攪拌混合、擠壓造粒、烘干、焙燒、保溫、篩分后密封包裝為造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒。

造紙污泥處理指的是隨著造紙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和污染防治設(shè)施的建設(shè)，造紙廢水經(jīng)治理設(shè)施處理后產(chǎn)生的污泥成為新的污染源，污泥除了部分得到綜合利用外，其余均為衛(wèi)生填埋處理，既浪費土地資源，還會產(chǎn)生二次污染；造紙污泥屬于生物固體廢棄物，它既含有大量的纖維素類有機質(zhì)和氮、磷、鉀等植物養(yǎng)分，又含有微量重金屬和病原菌，本發(fā)明選用造紙污泥的含水率≤85％。

高粘凹凸棒石粘土是以凹凸棒石粘土為原料，經(jīng)破碎、浸泡、添加、輥壓、干燥、粉碎等工藝制得的一種天然產(chǎn)品，具有較高粘度的優(yōu)良粘結(jié)劑，主要用于精細化工、建材、石油化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等行業(yè)，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和功效，本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的動力粘度≥2200 mPa·s，產(chǎn)品質(zhì)量需要符合JC/T 2266-2014 凹凸棒石粘土制品的標準；本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的粒度≤0.074毫米。

天然二水石膏又稱為生石膏，經(jīng)過煅燒、磨細可得熟石膏，熟石膏是一種氣硬性膠凝材料，熟石膏的微孔結(jié)構(gòu)有利于加快造紙污泥的脫水和增加造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的強度，本發(fā)明選用熟石膏的粒度≤0.074毫米。

石灰又稱生石灰，石灰可以殺滅造紙污泥中傳染病菌，并防腐與抑制臭氣的產(chǎn)生，在常溫下，石灰能與玻璃態(tài)的活性氧化硅或活性氧化鋁反應(yīng)，生成有水硬性的產(chǎn)物，產(chǎn)生膠結(jié)，本發(fā)明選用生石灰的粒度≤0.074毫米。

粉狀凹凸棒發(fā)泡劑具有發(fā)泡能力強、發(fā)泡倍數(shù)高、單位體積產(chǎn)泡量大、泡沫外膜韌性好不易破碎，泡沫穩(wěn)定性好、可長時間不消泡、泡沫細膩、在介質(zhì)內(nèi)生成的孔洞大小均勻、泌水量低和使用介質(zhì)的相容性好等優(yōu)點，本發(fā)明選用粉狀凹凸棒發(fā)泡劑的粒度≤0.074毫米。

空心微珠外觀為灰白色，是一種松散、流動性好的粉體材料，空心微珠比重小、表面光滑、強度大、易分散，本發(fā)明選用空心微珠的粒度≤0.149毫米。

輕質(zhì)氧化鎂為白色輕質(zhì)疏松無定型粉末，無臭無味，無毒。暴露在空氣中極易吸收水分和二氧化碳，屬于氣硬性的膠結(jié)材料，本發(fā)明選用輕質(zhì)氧化鎂的粒度≤0.074毫米。

珍珠巖經(jīng)膨脹而成為一種輕質(zhì)、多功能新型材料，具有表觀密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點，本發(fā)明選用膨脹珍珠巖的粒度≤0.25毫米。

蛭石經(jīng)過高溫焙燒后，其體積能迅速膨脹數(shù)倍至數(shù)十倍，體積膨脹后的蛭石叫膨脹蛭石，是世界上最輕的礦物之一，本發(fā)明選用膨脹蛭石的粒度≤0.149毫米。

無水硫酸亞鐵是白色粉末，含結(jié)晶水的硫酸亞鐵是淺綠色晶體，10%水溶液的硫酸亞鐵對石蕊呈酸性，pH值約為3.7，在本發(fā)明中，硫酸亞鐵用于調(diào)整凹凸棒輕質(zhì)通孔陶粒的pH值。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

1、造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成：造紙污泥20～80％、高粘凹凸棒石粘土5～25％、熟石膏2～15％、生石灰0～20％、粉狀凹凸棒發(fā)泡劑2～15％、、空心微珠1～10％、輕質(zhì)氧化鎂1～5％、膨脹珍珠巖0.5～5％、膨脹蛭石0.5～5％和硫酸亞鐵0～5％。

2、造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法：⑴將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的配料輸入已經(jīng)運轉(zhuǎn)的攪拌混合機中，攪拌混合為造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的混合物；⑵將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品；⑶將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在150～250℃，烘干時間控制在1～4小時；⑷將烘干后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900～950℃，焙燒時間控制在1～3小時；⑸將焙燒后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在8～24小時；⑹將保溫冷卻后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒成品；⑺擠壓造粒為不同形狀的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品，是指根據(jù)設(shè)計需要，分別擠壓造粒為圓球形、圓柱形、梅花形的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒在焙燒過程中，造紙污泥內(nèi)的有機殘片燃燒后提高了燃燒氣流的熱量，不但能節(jié)省能源，有利于造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)部能完全燒透，還能增加鉀、鈣、磷、鎂和微量元素等營養(yǎng)成分，提高造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部的孔隙率，以確保造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的質(zhì)量。

高粘凹凸棒石粘土具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘結(jié)力，高粘凹凸棒石粘土的動力粘度≥2200 mPa·s，附著力好，有利于原料之間的粘結(jié)，增加造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的強度和吸附能力。

粉狀凹凸棒發(fā)泡劑是采用由本發(fā)明人于2013年05月26日申請的“粉狀凹凸棒發(fā)泡劑”，中國專利授權(quán)公告號為：CN 103265213B，授權(quán)公告日：2014年09月24日。

粉狀凹凸棒發(fā)泡劑在攪拌混合為造紙污泥輕質(zhì)通孔陶?；旌衔飼r，將會產(chǎn)生一定量的氣泡，有利于增加造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部的孔隙率。

熟石膏、生石灰和硫酸亞鐵不但可以殺滅造紙污泥中傳染病菌，并防腐與抑制臭氣的產(chǎn)生，還能調(diào)節(jié)造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的pH值，增加造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的強度和內(nèi)部的孔隙率。

空心微珠、輕質(zhì)氧化鎂、膨脹珍珠巖和膨脹蛭石能降低造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度，增加造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部的孔隙率。

擠壓造粒后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品含水率大于30％，直接輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中高溫焙燒，在高溫焙燒過程中，陶粒半成品的表面先開始燒結(jié)固化，而內(nèi)部的水蒸汽很難快速蒸發(fā)出來，陶粒半成品將會產(chǎn)生爆裂，而且也不能將陶粒半成品內(nèi)部燒透。

本發(fā)明先將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中緩慢進行烘干，烘干溫度控制在150～250℃，再將烘干后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900～950℃，可以確保在焙燒過程中將陶粒燒透，不會產(chǎn)生爆裂。

焙燒后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品內(nèi)在溫度仍然高達700℃以上，將焙燒后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，可以利用自身的余熱，繼續(xù)對造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品均勻加熱，不但能確保將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部完全燒透，還能起到均勻散布熱量的作用，提高造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)在質(zhì)量。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部有大量的微孔，是一種開口孔，開口孔不僅彼此貫通還與外界相通，造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒中心的大孔是一種通孔，有利于在焙燒過程中，能夠?qū)⑻樟?nèi)部完全燒透，并能增加陶粒的有效比表面積、強度和降低堆積密度。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的外觀形狀設(shè)計為圓球形、圓柱形、梅花形等多種形狀，有利于增加造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒相互之間的空隙率和降低造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部有大量相互連通的微孔，放進水中將會迅速沉入水底，在吸入大量水分的同時，將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部微孔中的空氣置換出來。

雖然造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的吸水率較高，即使吸水率≥80％時，造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒表面只是一種濕潤的狀態(tài)，并沒有明顯的水滲漏出來，將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒堆積在一起，相互之間形成眾多的空隙，透氣性能好，造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒在干燥狀態(tài)下沒有粉塵，長年浸泡在水中也不會產(chǎn)生崩解。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒具有比表面積大、堆積密度小、吸水率高、透氣性能優(yōu)越、外觀造型美觀無異味、沒有有害病菌、輕質(zhì)強度好、微孔和大孔為一體的特點。

為了確保植物的正常生長發(fā)育，將水、液態(tài)的有機肥或無機肥噴灑在造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒中，也可以將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒浸泡在水、有機肥或無機肥的溶液中，造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒吸收儲存一定量的水或液態(tài)肥后取出，用于培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，植物的根部將會從造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒里吸收水或液態(tài)肥的營養(yǎng)成分，確保植物生長發(fā)育好，成活率高和壽命更長，并能大大減少補水的次數(shù)。

造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒適用于配制無土栽培基質(zhì)和營養(yǎng)土。

附圖說明

圖1是圓球形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒示意圖，圖2是圓球形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒A-A剖面圖；圖3是圓柱形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒示意圖，圖4是圓柱形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒B-B剖面圖；圖5是梅花形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒示意圖，圖6是梅花形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒C-C剖面圖。

如圖所示：1是圓球形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的通孔，2是圓柱形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的通孔，3是梅花形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的通孔。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述：

1、造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成：造紙污泥62％、高粘凹凸棒石粘土16％、熟石膏10％、生石灰0％、粉狀凹凸棒發(fā)泡劑5％、、空心微珠3％、膨脹珍珠巖1.5％、膨脹蛭石0.5％、輕質(zhì)氧化鎂2％和硫酸亞鐵0％。

2、造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法：⑴將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的配料輸入已經(jīng)運轉(zhuǎn)的攪拌混合機中，攪拌混合為造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的混合物；⑵將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品；⑶將造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在200～220℃，烘干時間控制在2小時；⑷將烘干后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在940～950℃，焙燒時間控制在1小時；⑸將焙燒后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在16小時；⑹將保溫冷卻后的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒成品；⑺擠壓造粒為不同形狀的造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品，是指根據(jù)設(shè)計需要，擠壓造粒為梅花形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒半成品。

梅花形造紙污泥輕質(zhì)通孔陶粒平均堆積密度為720kg/m3，吸水率為86％。