河湖泊涌底泥碳化陶粒及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种河湖泊涌底泥碳化陶粒，所述陶粒具有闭微孔结构，其堆积密度为300‑400kg/m3；所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、膨化剂制成，或所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、干燥剂、膨化剂制成，以所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的原料总重为100％计，所述膨化剂的重量百分含量为1‑2％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶粒
，尤其涉及一种河湖泊涌底泥碳化陶粒及其制备工艺。
技术介绍
河湖泊涌污染底泥是城市污水处理过程中产生的一种固体废物，富含病原体、微生物等，环境危害性大，处理不当很容易引起二次污染。我国河湖泊涌污染底泥量大，处理处置方式主要采用填埋、土地利用及少量焚烧等方式。这些处理方法，一方面不能从根本上降低有害物质的含量，容易造成二次生态环境污染，另一方面，河湖泊涌污染底泥没有得到有效的利用。陶粒具有质轻、强度高等优点，是一种应用领域广泛的材料。传统方法制备陶粒时，需要消耗大量的粘土。由于我国粘土资源越来越紧张，因此寻找能够粘土的可替代资源显得尤为重要。河湖泊涌污染底泥烧结制取陶粒，提供了一个新的泥底资源化的方向。目前，有企业尝试以生物污泥或河河湖泊涌污染底泥作为主要原材料制备陶粒，制备可用作建筑填充料的底泥陶粒。然而，现有的底泥陶粒，由于原料和制备方法的限制，得到的底泥陶粒孔隙率往往偏低、质量相对较重，难以作为轻质建材使用。此外，河湖泊涌污染底泥中的Cu、Ni、Pb、Zll、Cd等重金属不能得到有效固化，容易造成二次污染，从而限制了陶粒的进一步应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种河湖泊涌底泥碳化陶粒及其制备工艺，旨在解决现有技术采用河湖泊涌底泥制备得到的底泥陶粒孔隙率低、质量较重、重金属不能有效固化的问题。本专利技术是这样实现的，一种河湖泊涌底泥碳化陶粒，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒具有闭微孔结构，且所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的堆积密度为300-400kg/m3；所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、膨化剂制成，或所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、干燥剂、膨化剂制成，以所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的原料总重为100％计，所述膨化剂的重量百分含量为1-2％；其中，所述河湖泊涌底泥泥饼由下述方法制备获得：从河湖泊涌提取污染底泥后，进行垃圾分选，去除垃圾后得到泥沙混合物；利用泥沙分离设备对所述泥沙混合物进行分级沉淀，筛除砂石后得到泥水混合物；采用泥浆浓缩设备将所述泥水混合物进行浓缩处理，滗除上清液后得到泥浆；采用脱水固化装置将所述泥浆进行调理调质和脱水固化，得到河湖泊涌底泥泥饼。以及，一种河湖泊涌底泥碳化陶粒的制备工艺，包括以下步骤：按照上述河湖泊涌底泥碳化陶粒的配方称取各组分，进行一次搅拌处理，得到混合物料；将所述混合物料进行干燥处理后，依次进行陈化、二次搅拌、制粒处理，得到陶粒预制品；将所述陶粒预制品依次进行预热、碳化处理，经冷却、筛分后得到河湖泊涌底泥碳化陶粒；其中，所述预热、碳化处理采用生物质燃料、在双筒回转窑中进行，且所述双筒回转窑包括预热部分和烧结部分，且所述预热部分设置有扬料板。本专利技术提供的河湖泊涌底泥碳化陶粒，采用经特殊处理后的河湖泊涌底泥泥饼作为基体原料，显著降低了河湖泊涌底泥中的杂质成分和重金属含量，提到了粘性物质的相对含量。因此，可以通过在原料中添加少量膨化剂，即可在高温条件下促进陶粒膨胀，得到孔隙率、比表面积、堆积密度高的闭微孔结构陶粒。本专利技术提供的河湖泊涌底泥碳化陶粒，颗粒强度高，且透气、隔热、隔音、保温作用强，能够用作墙体砌块材料或墙体隔音材料；此外，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒中重金属得到固化，可以防止二次污染的发生，满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)标准。本专利技术提供的河湖泊涌底泥碳化陶粒的制备工艺，可控性强，环保节能，且制备得到的河湖泊涌底泥碳化陶粒膨胀系数高，具有较好的性能。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种河湖泊涌底泥碳化陶粒，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒具有闭微孔结构，且所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的堆积密度为300-400kg/m3；所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、膨化剂制成，或所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、干燥剂、膨化剂制成，以所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的原料总重为100％计，所述膨化剂的重量百分含量为1-2％；其中，所述河湖泊涌底泥泥饼由下述方法制备获得：从河湖泊涌提取污染底泥后，进行垃圾分选，去除垃圾后得到泥沙混合物；利用泥沙分离设备对所述泥沙混合物进行分级沉淀，筛除砂石后得到泥水混合物；采用泥浆浓缩设备将所述泥水混合物进行浓缩处理，滗除上清液后得到泥浆；采用脱水固化装置将所述泥浆进行调理调质和脱水固化，得到河湖泊涌底泥泥饼。本专利技术实施例所述河湖泊涌底泥碳化陶粒包括两配方体系。作为一个具体优选实施例，当所述河湖泊涌底泥泥饼的含水率＜40％时，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、膨化剂制成。该实施例中，以经过特殊处理的河湖泊涌底泥泥饼作为骨架原料，添加少量的膨化剂制备底泥陶粒，不仅能够降低生产成本，而且能够得到性能优异-孔隙率高、堆积密度相对低的底泥陶粒。作为另一个具体优选实施例，当所述河湖泊涌底泥泥饼的含水率≥40％时，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、干燥剂、膨化剂制成，其中，所述干燥剂的添加量根据所述河湖泊涌底泥泥饼的具体含水量来定。该实施例中，通过添加所述干燥剂可以减少后续干燥处理的时间，并一定程度上避免底泥内部水分过多导致干燥效果不佳的问题。具体的，所述河湖泊涌底泥泥饼作为所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的支撑骨架成分，其组成含量对得到的所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的影响较大，直接从河湖泊涌提取的污染底泥由于杂质含量过高、而粘结性成分过低，无法制备获得高孔隙率的陶粒。因此，本专利技术实施例中，将来自于河湖泊涌的污染底泥进行特殊处理后制备河湖泊涌底泥泥饼。具体的，将从河湖泊涌提取污染底泥一次经过垃圾分选、泥沙分离、泥浆浓缩、调理调质和脱水固化后，得到的河湖泊涌底泥泥饼。由此得到的底泥泥饼，不仅有效降低了不利于颗粒高温膨胀的物质含量，促进高温膨胀；而且可以将重金属进行固化，减少游离重金属离子的含量，避免二次污染。进一步优选的，采用特殊的复合材料进行调理调质处理。以所述复合材料的总质量为100％计，包括如下质量百分含量的下列组分：其中，所述纳微米改性胶凝材料优选通过下述方法制备获得：(1)以下述原料总质量为100％计，提供如下重量百分含量的各组分：(2)将上述各组分进行混合处理形成混合物料，将所述混合物料在1000-1450℃条件下煅烧20-45min，得到烧结物；(3)将所述烧结物与半水CaSO4和纳米二氧化硅按质量比为1：0.03-0.06：0.01-0.04进行混合，磨细处理后得到纳微米改性胶凝材料。本专利技术实施例提供的所述复合材料，可显著降低所述底泥中重金属含量、有机污染物、微生物含量。特别的，所述纳微米改性胶凝材料能够与所述底泥中的重金属形成微包裹体，使其完全被包裹钝化到底泥固结体中。所述三聚硫氰酸三钠盐、所述活性碳粉、所述沸石粉等捕捉污染底泥中的重金属，进而与其他组分一起将所述重金属沉淀下来。具体的，所述三聚硫氰酸三钠盐为一种高分子盐，其特殊的高分子空间结构，可以作为配体与所述底泥中的重金属络合，形成螯合物从而沉淀；且所述三聚硫氰酸三钠盐受环境影响较小，能在较宽的pH范围内迅速地从重金属络合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种河湖泊涌底泥碳化陶粒，其特征在于，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒具有闭微孔结构，且所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的堆积密度为300‑400kg/m3；所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、膨化剂制成，或所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、干燥剂、膨化剂制成，以所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的原料总重为100％计，所述膨化剂的重量百分含量为1‑2％；其中，所述河湖泊涌底泥泥饼由下述方法制备获得：从河湖泊涌提取污染底泥后，进行垃圾分选，去除垃圾后得到泥沙混合物；利用泥沙分离设备对所述泥沙混合物进行分级沉淀，筛除砂石后得到泥水混合物；采用泥浆浓缩设备将所述泥水混合物进行浓缩处理，滗除上清液后得到泥浆；采用脱水固化装置将所述泥浆进行调理调质和脱水固化，得到河湖泊涌底泥泥饼。

【技术特征摘要】
1.一种河湖泊涌底泥碳化陶粒，其特征在于，所述河湖泊涌底泥碳化陶粒具有闭微孔结构，且所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的堆积密度为300-400kg/m3；所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、膨化剂制成，或所述河湖泊涌底泥碳化陶粒由河湖泊涌底泥泥饼、干燥剂、膨化剂制成，以所述河湖泊涌底泥碳化陶粒的原料总重为100％计，所述膨化剂的重量百分含量为1-2％；其中，所述河湖泊涌底泥泥饼由下述方法制备获得：从河湖泊涌提取污染底泥后，进行垃圾分选，去除垃圾后得到泥沙混合物；利用泥沙分离设备对所述泥沙混合物进行分级沉淀，筛除砂石后得到泥水混合物；采用泥浆浓缩设备将所述泥水混合物进行浓缩处理，滗除上清液后得到泥浆；采用脱水固化装置将所述泥浆进行调理调质和脱水固化，得到河湖泊涌底泥泥饼。2.如权利要求1所述的河湖泊涌底泥碳化陶粒，其特征在于，所述膨化剂为含有铁渣的膨化剂，且以所述膨化剂的总重为100％计，所述膨化剂包括如下重量百分含量的下述组分：三氧化二铁 40-50％；二氧化硅 30-40％；三氧化二铝 15-20％。3.如权利要求2所述的河湖泊涌底泥碳化陶粒，其特征在于，所述膨化剂的重量百分含量为1-1.5％。4.如权利要求1-3任一所述的河湖泊涌底泥碳化陶粒，其特征在于，所述河湖泊涌底泥泥饼的含水率＜40％，所述河湖泊涌底泥碳化...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德安，王胜奎，翟德勤，王振发，刘学武，张敏，
申请(专利权)人：中电建水环境治理技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44