一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒及制备方法，以质量份数计，所述免烧陶粒组成包括：污泥20～30份，砖混微粉20～40份，矿渣微粉10～30份，水泥10～20份，石膏0～4份，珍珠岩0～4份，氢氧化钙0～8份，水玻璃0～4份，氢氧化钠0～2份，水6～12份；制备方法包括干燥、搅拌混合、初制坯、造粒、养护等步骤/本发明专利技术工艺与传统的烧结式工艺相比具有较多优势，污泥可不需处理，直接用于陶粒生产，降低陶粒成本和技术困难；生产工艺简单，无需大型煅烧设备，且不会产生因煅烧污泥陶粒给环境造成二次污染现象，有利于大量消纳污泥和建筑垃圾，缓解环境污染给城市发展造成的压力。

An unburned ceramsite containing sludge and construction waste and its preparation method

The invention discloses an unburned ceramsite containing sludge and construction waste and a preparation method. The unburned ceramsite consists of 20-30 parts of sludge, 20-40 parts of brick powder, 10-30 parts of slag powder, 10-20 parts of cement, 0-4 parts of gypsum, 0-4 parts of perlite, 0-8 parts of calcium hydroxide, 0-4 parts of water glass, 0-2 parts of sodium hydroxide and 6-12 parts of water. The method includes drying, mixing, preliminary billet making, granulation and maintenance etc. / Compared with the traditional sintering process, the process of the invention has more advantages, sludge needn't be treated, and can be directly used in ceramsite production to reduce the cost and technical difficulties of ceramsite, and the production process is simple, does not need large-scale calcining equipment, and does not cause secondary pollution to the environment caused by calcined ceramsite. It is conducive to a large number of sludge and construction waste, and alleviates the pressure of environmental pollution on urban development.

【技术实现步骤摘要】
一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒及其制备方法
本专利技术涉及资源再生利用
，具体涉及一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒及其制备方法。
技术介绍
截至2016年3月，我国已建约4千座城镇污水处理厂，污水处理能力已达到1.7亿m3/d，城市污水处理厂污泥是污水净化过程中产生的沉淀物质，我国每年产生4000万吨市政污泥，预计到2020年，我国的市政污泥产量将达到6000万吨以上。2015年住建部调查显示，我国对污泥的最终处置，堆肥农用约展44％，陆地填埋约占31％，其他处置约占25％，而很多采取了处置形式的，并未得到有效的处理处置。《十三五规划》要求到2020年，城市污泥无害化处理率达到90％，县城达到70％，建制镇达到50％。另外，我国每年产生建筑垃圾20亿吨以上，其中砖块、瓦砾、混凝土块、渣土约占80％。从存量来看，过去50年，中国至少生产了300亿立方米的黏土砖，这在未来50年大都会转化成建筑垃圾。目前，我国建筑垃圾资源化利用率不到10％，远低于西方发达国家90％以上利用率。污泥再生利用是节约土地、节约资源的重要举措，而现阶段研究较多的是将污泥用于作烧结砖和烧结陶粒，在这方面虽有一定效果，但并未进一步推广。主要原因是烧结工艺要求高，成本较大，且高温生产时会产生大量毒气，严重影响生态环境健康，增大了这项技术运用的困难。另外，近年来我国建筑垃圾增量逐年上涨，我国建筑垃圾一个显著特点是黏土砖和瓷片占主要部分，而纯混凝土块占比小。怎样再生利用污泥和以砖渣为主的建筑垃圾，缓解污泥和建筑垃圾对城市建设和环保所造成的压力，又降低再生产品生产成本和工艺难度，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术综合利用污泥和建筑垃圾，采用免烧工艺生产陶粒，彻底解决烧结陶粒带来的“二次污染”问题，降低生产成本同时保证陶粒质量。有效缓解污泥和建筑垃圾对城市建设和环保所造成的压力，又有效降低再生产品生产成本和工艺难度，真正做到变废为宝，提高城市固废利用率和环境质量，具有可观的社会效益和环保效益。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种含污泥和建筑垃圾为主要成分的免烧陶粒，所述免烧陶粒由以下质量份数的组分混合而成：污泥20～30份，砖混微粉20～40份，矿渣微粉10～30份，水泥10～20份，石膏0～4份，珍珠岩0～4份，氢氧化钙0～8份，水玻璃0～4份，氢氧化钠0～2份，水6～12份；所述污泥含水率大于80％；所述砖混微粉粒径为0～4.75mm，比表面积大于200m2/kg；所述矿渣微粉的比表面积大于300m2/kg；所述珍珠岩细度为100目以下；所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；所述氢氧化钠纯度达99％以上；所述水玻璃为液态，质量分数为30％～34％，水玻璃模数为3.0～3.3；所述氢氧化钙为粉末状，纯度99％以上。优选地，所述砖混微粉为建筑垃圾去除木屑、塑料等杂质后，将剩余废旧砖块和混凝土块混合破碎至粒径不大于4.75mm，比表面积大于200m2/kg；所述矿渣微粉采用高炉炼铁矿渣经磨细所得，比表面积大于300m2/kg；所述珍珠岩为市售膨胀岩，磨细至细度为100目以下；所述氢氧化钠为工业级片碱，纯度达99％以上；水玻璃为液态，质量分数为30％～34％，水玻璃模数为3.0～3.3；所述石膏为工业副产石膏、天然石膏的任意一种或多种的混合物；水为普通自来水。优选地，含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒包括以下组分，以质量份数计，污泥25～30份，砖混微粉20～30份，矿渣微粉10～20份，水泥10～20份，珍珠岩2～4份，水玻璃0～4份，氢氧化钠0～2份，水6～12份。优选地，含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒包括以下组分，以质量份数计，污泥20份，砖混微粉32份，矿渣微粉21份，水泥10份，珍珠岩4份，水玻璃2份，氢氧化钠1份，水10份。一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤如下：(1)将待制备使用的水泥、砖混微粉、矿渣微粉、石膏充分干燥；准确测出所述污泥的含水率，计算出所述污泥中的实际含水量，并计算出外掺水的用水量；(2)将水泥、矿渣微粉、砖混微粉、石膏与氢氧化钙按比例掺入所述污泥中进行混合搅拌，搅拌时间为20～30秒；再将所述外掺水的70％～80％加入混合料中，继续搅拌20～30秒；(3)将搅拌好的混合料在练泥机中练泥10～20秒，然后从所述练泥机的挤嘴中挤出，再切割成粒径4～20mm的泥丁；(4)将步骤(3)中生成的泥丁放入圆盘造粒机中，成球盘倾角控制在40～50度之间，转速控制在10～15r/min之间，在所述圆盘造粒机运行的前1～10min，将所述外掺水20％～30％以喷雾形式加入所述成球盘中，然后继续运行圆盘造粒机5～10min，所述泥丁被滚圆成丸状坯体，即陶粒生料球；(5)将步骤(4)制成的陶粒生料球放入60～65℃蒸汽环境中养护22～24小时后取出，再放入18～22℃、湿度大于95％的环境中养护6～8天，即制成含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒。优选地，含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤如下：(1)将待制备使用的水泥、砖混微粉、矿渣微粉、珍珠岩、石膏充分干燥；准确测出所述污泥的含水率，计算出所述污泥中的实际含水量，并计算出外掺水的用水量；(2)将水泥、矿渣微粉、砖混微粉、珍珠岩按比例掺入污泥中进行混合搅拌，搅拌时间为20～30秒，将所述既定比例的水玻璃和氢氧化钠加入70％～80％的所述外掺水中，充分溶解后，将溶液加入混合料中，继续搅拌20～30秒；(3)将搅拌好的混合料在练泥机中练泥10～20秒，然后从所述练泥机的挤嘴中挤出，再切割成粒径4～20mm的泥丁；(4)将步骤(3)中生成的泥丁放入圆盘造粒机中，成球盘倾角控制在40～50度之间，转速控制在10～15r/min之间，在所述圆盘造粒机运行的前1～10min，将所述外掺水20％～30％以喷雾形式加入所述成球盘中，然后继续运行圆盘造粒机5～10min，所述泥丁被滚圆成丸状坯体，即陶粒生料球；(5)将步骤(4)制成的陶粒生料球放入60～65℃蒸汽环境中养护22～24小时后取出，再放入18～22℃、湿度大于95％的环境中养护6～8天，即制成含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒。本专利技术的有益效果：1、本专利技术将污泥、矿渣微粉和砖混微粉作为免烧陶粒的主要原材料，并添加适量化学剂激发上述材料的火山灰活性成分，形成类似于水泥作用的凝胶，使陶粒具有一定强度。本专利技术采用的化学激发剂为水玻璃，水玻璃模数和碱含量对胶凝材料的性能影响重大，本专利技术采用的水玻璃模数和碱含量是通过大量试验验证得出，在此模数和碱含量条件下，上述材料所激发出的凝胶性能最优。另外，由于污泥掺量大，陶粒强度难以保证，且砖混微粉火山灰活性低，早期强度低，所以在陶粒中添加少量组分水泥，既能提高陶粒早期强度，同时又能为后期材料水化反应以及强度发展提供相应碱环境。本专利技术是基于碱激发胶凝材料体系原理，碱激发胶凝材料被认为是替代水泥的最佳绿色材料，不仅能大量消耗工业废渣，而且所制备的混凝土制品强度高、耐久性好。所以通过后期的养护，本专利技术陶粒具有较好的强度。另外，珍珠岩和石膏在水化反应后具有一定膨胀性，能降低免烧陶粒的密度，且主材所用的砖混微粉为多孔材料，密度小，同样降低了陶粒密度。2、本专利技术工艺与传统的烧结工艺相比具有较多优势。首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒，其特征在于：包括以下组分，以质量份数计，污泥20～30份，砖混微粉20～40份，矿渣微粉10～30份，水泥10～20份，石膏0～4份，珍珠岩0～4份，氢氧化钙0～8份，水玻璃0～4份，氢氧化钠0～2份，水6～12份。所述污泥含水率大于80％；所述砖混微粉粒径为0～4.75mm，比表面积大于200m2/kg；所述矿渣微粉的比表面积大于300m

【技术特征摘要】
1.一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒，其特征在于：包括以下组分，以质量份数计，污泥20～30份，砖混微粉20～40份，矿渣微粉10～30份，水泥10～20份，石膏0～4份，珍珠岩0～4份，氢氧化钙0～8份，水玻璃0～4份，氢氧化钠0～2份，水6～12份。所述污泥含水率大于80％；所述砖混微粉粒径为0～4.75mm，比表面积大于200m2/kg；所述矿渣微粉的比表面积大于300m2/kg；所述珍珠岩细度为100目以下；所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；所述氢氧化钠纯度达99％以上；所述水玻璃为液态，质量分数为30％～34％，水玻璃模数为3.0～3.3；所述氢氧化钙为粉末状，纯度99％以上。2.根据权利要求1所述的含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒，其特征在于：所述砖混微粉为建筑垃圾去除木屑、塑料等杂质后，将剩余废旧砖块和混凝土块混合破碎至粒径不大于4.75mm，比表面积大于200m2/kg；所述矿渣微粉采用高炉炼铁矿渣经磨细所得，比表面积大于300m2/kg；所述珍珠岩为市售膨胀岩，磨细至细度为100目以下；所述氢氧化钠为工业级片碱，纯度达99％以上；水玻璃为液态，质量分数为30％～34％，水玻璃模数为3.0～3.3；所述石膏为工业副产石膏、天然石膏的任意一种或多种的混合物；水为普通自来水。3.根据权利要求1或2任一所述的含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒，其特征在于：包括以下组分，以质量份数计，污泥25～30份，砖混微粉20～30份，矿渣微粉10～20份，水泥10～20份，珍珠岩2～4份，水玻璃0～4份，氢氧化钠0～2份，水6～12份。4.根据权利要求1或2任一所述的含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒，其特征在于：包括以下组分，以质量份数计，污泥20份，砖混微粉32份，矿渣微粉21份，水泥10份，珍珠岩4份，水玻璃2份，氢氧化钠1份，水10份。5.一种含污泥和建筑垃圾的免烧陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤如下：(1)将待制备使用的水泥、砖混微粉、矿渣微粉、石膏充分干燥；准确测出所述污泥的含水率，计算出所述污泥中的实际含水量，并计算出外掺水的用水量；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：万暑，吴超凡，张继森，欧阳添资，李行，罗丽，黄倩，龙志强，
申请(专利权)人：湖南云中再生科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43