利用电镀污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥技术

本发明专利技术涉及一种利用电镀污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥，属于污泥处理技术领域。胶凝材料由原料与水混合后煅烧得，原料包括60‑90wt％的第一原料以及10‑40wt％的第二原料，第一原料由电镀污泥经烘干粉碎得，第二原料由钢渣经烘干粉碎得，其利用工业废渣对电镀污泥进行有效处理利用。其制备方法包括备取原料、加水搅拌成料球并将料球煅烧后冷却，工艺简单、能耗低、原料处理完全。利用电镀污泥制备的水泥包括4‑6wt％的二水石膏、65‑90wt％的水泥熟料及5‑30wt％的胶凝材料，抗压强度高。胶凝材料制备水泥中的应用，能充分利用电镀污泥的潜在价值。

Gelled material prepared by electroplating sludge, preparation method and application thereof, and cement prepared by the same

The invention relates to a cementing material prepared by electroplating sludge, a preparation method and an application thereof, and a cement prepared by the same, belonging to the technical field of sludge treatment. Cementitious material by mixing water and raw materials after calcination, the first raw material including 60 90wt% and 10 40wt% second raw materials, raw materials by electroplating sludge by first drying and crushing, drying and crushing raw materials from the steel slag is second, the effective use of industrial waste treatment and utilization of electroplating sludge. The preparation method comprises raw material preparation, mixing water into pellets and pellets after calcination cooling, simple process, low energy consumption, raw material processing completely. Cement clinker cement prepared by electroplating sludge including 4 6wt% two, 90wt% 65 gypsum and 5 30wt%, high compressive strength. The potential value of electroplating sludge can be fully utilized in cement production by cementitious materials.

【技术实现步骤摘要】
利用电镀污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥
本专利技术涉及污泥处理
，且特别涉及一种利用电镀污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥。
技术介绍
电镀行业是当今全球三大污染行业之一，也是我国重要的基础性加工行业，而电镀过程产生的电镀污泥富集了电镀废水中的几乎所有元素，其中包括大量的有害重金属元素。电镀污泥是金属表面处理后的电镀废水经污水处理后排出的污泥，其含有大量电镀废水中含有的有害物质，且电镀污泥的生产量大，其直接排放污染严重，必须对其进行无害化处理或进一步资源化处理。现有技术中对电镀污泥的处理方式主要有填埋处理、焚烧处理以及固化处理。填埋处理操作简单但是投资高资源浪费及环境污染等问题；焚烧处理的减量化效果好，但是在焚烧过程中还存在产生飞灰及烟气污染环境的问题。固化处理技术能够降低有毒物质的滤出率，可以用来处理重金属含量比较高的污泥，但是其产生的固化体仍要堆存或者填埋，需占据大量的土地和空间，不符合环境保护和可持续发展的要求。此外，上述处理方法还存在处理后产物无法再利用的问题。由于电镀污泥产量巨大，为了充分利用电镀污泥资源，国内外研究者有将电镀污泥用于生产建筑胶凝材料石膏超细填料，实现污泥资源的再利用。但是现有技术中，利用电镀污泥再生产其能耗高，且生产的材料强度不高，其稳定性不高，存在电镀污泥中的有害物质特别是重金属元素重新溶于水中造成二次污染的隐患。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种利用电镀污泥制备的胶凝材料，利用电镀污泥及钢渣作原料，利用工业废渣对电镀污泥进行有效处理及循环再利用；其强度高、稳定性好，能够防止二次污染。本专利技术的第二目的在于提供上述胶凝材料的制备方法，其工艺简单、能耗低，原料处理完全且产品附加值高。本专利技术的第三目的在于提供上述胶凝材料制备水泥中的应用，其能够充分利用电镀污泥及钢渣等工业废物的潜在价值，实现废物循环利用。同时，其能够降低水泥熟料生产过程中的能耗，进一步降低水泥的成本，同时降低二氧化碳的排放量。本专利技术的第四目的在于提供一种利用电镀污泥制备的水泥，其生产成本低，抗压性能优良，可广泛应用于道路及民用建筑等工程建设中。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种利用电镀污泥制备的胶凝材料，由原料与水混合后煅烧制得，原料包括60-90wt％的第一原料以及10-40wt％的第二原料，第一原料由电镀污泥经烘干后粉碎制得，第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得。本专利技术提出一种上述胶凝材料的制备方法，包括：备取第一原料及第二原料，加水搅拌成料球，将料球于1000-1100℃煅烧0.5-1h，冷却后粉碎。本专利技术提出一种上述胶凝材料制备水泥中的应用。本专利技术还提出一种利用电镀污泥制备的水泥，包括：4-6wt％的二水石膏、65-90wt％的水泥熟料以及5-30wt％的上述的胶凝材料。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术提供的利用电镀污泥制备的胶凝材料，利用电镀污泥及钢渣作原料，采用工业废渣对电镀污泥进行有效处理及循环再利用，符合国家可持续发展的战略。钢渣和电镀污泥在煅烧过程中能够形成硅酸二钙等矿物，硅酸二钙由γ相转化为β相并与金属氧化物等形成固溶体，增加了胶凝材料的强度和稳定性。上述胶凝材料的制备方法，只需要对原料进行粉碎及煅烧等操作，且煅烧周期短，煅烧过程无固体废物等排出，其原料处理完全，工艺简单、能耗低。利用该胶凝材料部分替代水泥熟料，充分利用了电镀污泥的潜在价值。其制备的水泥生产成本低，抗压性能优良，由于污泥的生产量大，而水泥在建筑业等行业的需求量也大，该水泥能够广泛应用于道路及民用建筑等工程建设中。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1-8提供的胶凝材料的XRD图谱。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的利用电镀污泥制备的胶凝材料、水泥以及该胶凝材料的制备方法及应用进行具体说明。一种利用电镀污泥制备的胶凝材料，由原料与水混合后煅烧制得，原料包括60-90wt％的第一原料以及10-40wt％的第二原料，第一原料由电镀污泥经烘干后粉碎制得，第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得。本专利技术中，电镀污泥的成分含量高，其污泥使用和处理量大。钢渣为钢铁厂排出的固体废弃物，采用电镀污泥和钢渣作为原料，有效利用工业废渣对电镀污泥进行处理及利用。钢渣在煅烧过程中能够与电镀污泥中的结构发生反应生成新的官能团，与采用单一的电镀污泥进行煅烧相比，煅烧产物除了含有无水硫酸钙以外，还生成了硅酸二钙(2CaO·SiO2)，其水化热小，加速了胶凝材料的水化发应。在本专利技术较佳的实施例中，第二原料的含量为20-40wt％，更优的为20-30wt％。经研究人发现，当该胶凝材料中第二原料的含量为30wt％左右的时候，钢渣和电镀污泥之间的反应更充分，制得的胶凝材料的抗压性能最佳。将电镀污泥和钢渣分别进行烘干后粉碎至粒径小于80μm或分体细度为80μm方孔筛筛余量为3％以下，便于钢渣和电镀污泥充分混匀，使原料在煅烧过程中能够充分反应。上述胶凝材料的制备方法，包括：备取第一原料及第二原料，加水搅拌成料球，将料球于1000-1100℃煅烧0.5-1h，冷却后粉碎。本专利技术提供的胶凝材料的制备方法，只需要将原料进行烘干、粉碎后混匀再进行煅烧，其工艺简单、能耗低。其煅烧时间仅为0.5-1h,生产周期短、效率高。在制备过程中无固体废渣等排出，其对电镀污泥及钢渣等废弃物的处理完全。在煅烧过程中，料球在高温条件下充分进行化学反应，对污泥产生腐蚀作用，破坏污泥中有害物质的原有结构；此外，污泥中残余的重金属等有害物质固溶于晶格之中，防止其产生二次污染。具体地，请参阅图1，图1中1为Fe2O3，2为2CaO·SiO2，3为CaSO4，4为石英，5为5CaO·MgO·Cr2O3·Al2O3·Fe2O3。煅烧过程中，在温度为达到约800℃时，电镀污泥与钢渣中的CaO和SiO2反应生成硅酸二钙(2CaO·SiO2)等矿物，同时钢渣中γ-2CaO·SiO2晶型转变为β相。原料生成铝酸盐(CaO·Al2O3、12CaO·7Al2O3、3CaO·Al2O3)、铁酸盐(CaO·Fe2O3)、铜酸盐(CaO·2CuO和2CaO·CuO)和铬酸盐(CaO·Cr2O3)。由于物料中含有大量的Fe2O3以及Cu、Zn等微量元素起到助熔剂的作用，使焚烧过程的液相温度降低，随着温度进一步升高，物料约900℃时出现液相。温度继续升高到1000℃，煅烧物料的液相量逐渐增多，液相粘度降低，利于反应的进行，2CaO·SiO2与Cr2O3、CuO和Al2O3等物质形成复杂固溶体。β相的2CaO·SiO2与原料中的金属氧化物等物质形成了复杂的固溶体，在冷却过程中对2CaO·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电镀污泥制备的胶凝材料，其特征在于，由原料与水混合后煅烧制得，所述原料包括60‑90wt％的第一原料以及10‑40wt％的第二原料，所述第一原料由电镀污泥经烘干后粉碎制得，所述第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得。

【技术特征摘要】
1.一种利用电镀污泥制备的胶凝材料，其特征在于，由原料与水混合后煅烧制得，所述原料包括60-90wt％的第一原料以及10-40wt％的第二原料，所述第一原料由电镀污泥经烘干后粉碎制得，所述第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得。2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述原料包括：60-80wt％的所述第一原料以及20-40wt％的所述第二原料。3.根据权利要求2所述的胶凝材料，其特征在于，所述原料包括：70-80wt％的所述第一原料以及20-30wt％的所述第二原料。4.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述第一原料的粒径小于80μm，所述第二原料的粒径小于80μm。5.一种如权利要求1-4任一项所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长森，
申请(专利权)人：张青，戴汝悦，
类型：发明
国别省市：江苏,32