一种陶瓷骨料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种陶瓷骨料及其制备方法和应用，属于固体废物资源化利用技术领域。按重量份数计其原料为：河流底泥20‑85份、坊子土5‑50份和焦宝石10‑50份。本发明专利技术以河流底泥为主要原料，为处理河流底泥提供了一种新的解决方法。除此之外河流底泥为废弃物，废物的资源化利用大大降低了生产陶粒的成本，同时即从源头上解决了河流污染问题，又对产生的废弃物进行资源化利用，减少黏土类物质的使用，将河流底泥烧成陶瓷骨料不仅解决了底泥中重金属、有机毒物等得处理问题，还能将陶瓷骨料进行应用，实现了资源的再利用，具有显著的环境和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷骨料及其制备方法和应用
本专利技术属于固体废物资源化利用
，具体涉及一种陶瓷骨料及其制备方法和应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。完整的水体系统包括上覆水、底泥以及周围的环境。河流底泥指自然侵蚀、生物活动、有机物质降解及人类生产生活时产生的污染物经雨水冲刷、废气中污染物经大气沉降转移到河流中，从而在河流中滞留、堆积，从而形成河流底泥。底泥是水生植物生长的基质和底栖动物繁衍的场所，同时底泥也是各种污染物累计富集的场所，底泥中污染物的浓度可以一定程度反映河流的污染程度。河流底泥常见污染物的种类及危害如下：(1)氮磷等营养物质。经历各种途径进入水体的N、P等营养元素，一部分会被水生植物吸收转化成营养物质，与水体保持动态平衡，但相当大的一部分营养元素沉积到底泥中，当水体污染源得到一定程度控制后，N、P的释放就来源于河流底泥，严重时可造成水体富营养化。(2)重金属。河流中的重金属可与不同载体相结合，以碳酸盐结合态、可交换态、有机物结合态、铁锰氧化物结合态等多种形式存在，不同形态的重金属会有不同的生物有效性，重金属可被生物吸收利用或对生物产生毒性效应。水中污染物浓度越高，生物体对污染物的累积量越大。(3)大量难降解有机物。如PCH、PCBs等有机物由于疏水性强、难降解等特性在底泥中富集大量积累。底泥中的POPs类污染物可通过生物富集在生物体内达到较高浓度，从而对生物体产生较强的毒害作用，这种富集作用会通过食物链的方式危害到人类。(4)PTS。PTS为持久性有毒物可通过富集作用在生物体内达到较高浓度，从而对生物体产生较强的毒害作用。这些污染物还能够通过气-水-生物-底泥等多介质环境体系中的转移、转化、暴露等在动物和人生物体内大量积累，对人和动物的健康构成极大威胁。目前，针对河流底泥的修复技术主要包括原位修复和异位修复。原位修复技术包括原位化学修复技术、原位生物修复技术和原位掩蔽覆盖修复技术。原位化学修复技术主要通过向底泥中投加化学试剂，将有机物分解或者与其形成稳定的物质附在底泥上，这种方法不稳定且没有从根本上解决问题。原位生物修复技术包括植物修复技术和微生物修复技术。主要指向污染的底泥中投加人工专门养殖的菌种或者种植沉水植物，原理是通过吸附、转移、转化、降解等方法对底泥污染物进行处理，该种方法适合污染负荷较低的底泥处理。原位掩蔽覆盖修复技术指向原位底泥上放置一层或多层覆盖物，阻止污染物进入上层水体。水速较快的河流湖泊不适用此方法。异位修复技术包括底泥浮选修复技术和底泥疏浚修复技术。浮选修复技术对厌氧底泥金属硫化物具有较好的修复作用，去除率可接近80％，但专利技术人发现，由于氧化强度不同，重金属容易再次分散导致效率降低。疏浚修复技术指人工清淤，可以将污染底泥永久性的去除，但是底泥不能长时堆放，不然会造成二次污染。因此如果采用永久性去除底泥污染的疏浚修复技术，需提前准备好清出的底泥该如何处置。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术目的在于提供一种陶瓷骨料及其制备方法和应用。本专利技术以河流底泥为主要原料，成功制备一种高强度陶瓷骨料，可广泛应用于建筑、筑路等领域，同时有效解决河流底泥污染处理不彻底或者长期堆放造成二次污染的问题，因此具有良好的实际推广应用之价值。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术的第一方面，提供一种陶瓷骨料，按重量份数计其原料为：河流底泥20-85份、坊子土5-50份和焦宝石10-50份；进一步的，所述陶瓷骨料，按重量份数计其原料为：河流底泥50-80份、坊子土5-20份和焦宝石15-30份。本专利技术的第二方面，提供上述陶瓷骨料的制备方法，所述制备方法包括：将上述原料粉粹、干燥、加水拌合、造粒、干燥、烧结、冷却后即得。具体的，所述制备方法包括：(1)将原料粉粹并烘干；(2)按照质量比将干燥后的各原料加水混合搅拌并造粒得骨料坯样；(3)将步骤(2)中骨料坯样烘干然后进行低温烧结得预制陶粒；(4)将步骤(3)中的预制陶粒进行高温焙烧，冷却至室温得陶瓷骨料。本专利技术的第三个方面，提供上述陶瓷骨料在如下1)-3)任一项中的应用：1)重金属吸附治理；2)有机污染物降解；3)建筑施工。以上一个或多个技术方案的有益效果：以河流底泥为主要原料，为处理河流底泥提供了一种新的解决方法。除此之外河流底泥为废弃物，废物的资源化利用大大降低了生产陶粒的成本，同时即从源头上解决了河流污染问题，又对产生的废弃物进行资源化利用，减少黏土类物质的使用，将河流底泥烧成陶瓷骨料不仅解决了底泥中重金属、有机毒物等得处理问题，还能将陶瓷骨料进行应用，实现了资源的再利用，具有显著的环境和经济效益。通过高温烧结过程，骨料原料之间通过进行固相、液相反应最终形成陶瓷骨料。与此同时，通过窑系统对河流底泥进行高温焚烧，将河流底泥中的重金属熔融固化在骨料中，将底泥中各类难降解的有机物和持久性的有机毒物经高温分解，从而实现无害化、资源化处理。成瓷的玻璃相包覆重金属阻止重金属的浸出，因此具有良好的实际应用之价值。说明书附图为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中河流底泥陶瓷骨料断面的扫描形貌图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。如前所述，在河流底泥异位修复中，清除出去的污染底泥如何处置成为一个复杂难解的问题。有鉴于此，本专利技术提供一种河流底泥陶瓷骨料的及其制备方法和应用，从而解决底泥污染处理不彻底或者长期堆放造成二次污染的问题。本专利技术的一个具体实施方式中，提供一种陶瓷骨料，按重量份数计其原料为：河流底泥20-85份、坊子土5-50份和焦宝石10-50份；本专利技术的又一具体实施方式中，所述陶瓷骨料，按重量份数计其原料为：河流底泥50-80份、坊子土5-20份和焦宝石15-30份。本专利技术的又一具体实施方式中，提供上述陶瓷骨料的制备方法，所述制备方法包括：将上述原料粉粹、干燥、加水拌合、造粒、干燥、烧结、冷却后即得。...

【技术保护点】
1.一种陶瓷骨料，其特征在于，按重量份数计其原料为：河流底泥20-85份、坊子土5-50份和焦宝石10-50份。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷骨料，其特征在于，按重量份数计其原料为：河流底泥20-85份、坊子土5-50份和焦宝石10-50份。


2.如权利要求1所述的陶瓷骨料，其特征在于，按重量份数计其原料为：河流底泥50-80份、坊子土5-20份和焦宝石15-30份。


3.权利要求1或2所述陶瓷骨料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将各原料粉粹、干燥、加水拌合、造粒、干燥、烧结、冷却后即得。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将原料粉粹并烘干；
(2)按照质量比将干燥后的各原料加水混合搅拌并造粒得骨料坯样；
(3)将步骤(2)中骨料坯样烘干然后进行低温烧结得预制陶粒；
(4)将步骤(3)中的预制陶粒进行高温焙烧，冷却至室温得陶瓷骨料。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱英，杨晓伟，王启春，李静，邵艳秋，
申请(专利权)人：山东山科生态环境研究院有限公司，山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37