一种污泥粉煤灰陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥粉煤灰陶粒及其制备方法，该陶粒包括如下质量分数的原料：污泥45％～75％，粉煤灰20％～50％，淀粉0.5％～1.5％、碳酸钙2％～4％，腐殖酸钠0.5％～1.5％。该陶粒的制备方法包括原料预处理、称量混匀、造粒、干燥、筛分、预热、高温焙烧、冷却后得到成品陶粒。本发明专利技术实现了污泥大量化、无害化、资源化利用，解决了污泥处理容易对环境造成二次污染的弊端，并且通过掺配固废粉煤灰，实现了多种固废的资源化利用，提高了固废利用率和附加价值，使污泥、粉煤灰“变废为宝”，同时大大降低了专用于固废的处理费用，还有利于环境保护，具有良好的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥粉煤灰陶粒及其制备方法
本专利技术属于固体废弃物处理
，更具体地说，是涉及一种污泥粉煤灰陶粒及其制备方法。
技术介绍
污泥是污水处理后留下的产物，是一种由有机残片、细菌、菌体、无机颗粒、胶体等组成的及其复杂的非均质体。其中富含难降解的有机物、病原体、重金属等，若不加处理或处置不当，将会对环境产生很大威胁。目前主要的污泥处置方法有土地利用、卫生填埋、焚烧处理和水体消纳等几种。然而这些处置方法容易对环境产生二次污染，且处理效率低，费用高昂。随着对污泥的重视程度提高，污泥资源化利用技术被看作是污泥处置的根本出路。粉煤灰作为一种煤燃烧后残留的工业固体废弃物，是工业“三废”之一。随着电力工业的迅速发展，粉煤灰的排放量急剧增加。一方面，粉煤灰的大量排放不仅占用土地资源，造成土地资源的浪费，更严重的会造成土壤、水体和大气污染，危害自然环境和人类健康。另一方面，目前粉煤灰的利用方式主要作为混凝土的掺合料，利用量有限，附加值低。因此，对粉煤灰进行综合研究，合理地资源化利用排放的粉煤灰，对于保护资源、保护环境、提高粉煤灰利用量和附加值，具有明显的研究价值。陶粒是一种具有陶质或釉质外壳的轻粗集料，具有密度低、比表面积大、空隙率高、筒压强度高、微孔结构发达、隔热性能好等特点，广泛应用于建材、园艺、化工、水处理等领域，市场需求量大。当前我国传统陶粒主要以黏土或页岩等不可再生自然资源为原料，一方面黏土、页岩等矿物受自身资源属性的制约和国家耕地保护制度的限制，无法长期、大量使用，另一方面受黏土、页岩等矿物价格影响，导致生产成本过高，限制了传统陶粒的产量。随着《中华人民共和国环境保护税法》的颁布，环保力度不断加大，固体废弃物处理成为迫切需要解决的难题，固体废弃物资源化利用越来越受到重视。中国专利(申请号201910163375.2)公开了一种以50-70％污泥、10-30％粘合剂、5-15％发泡剂、5-20％添加剂为原料，经称量搅拌、造粒、烘干、焙烧制备陶粒滤料的方法，其筒压强度为3.33-7.08MPa，比表面积为4.54-6.82×104cm2/g。中国专利(申请号201510985517.5)公开了一种以粘土、给水污泥和污水污泥为原料，经风干磨粉、造粒、焙烧制备陶粒滤料的方法，其陶粒滤料空隙率为42.3-53.21％，比表面积为0.55-0.74×104cm2/g。中国专利(申请号200810230795.X)公开了一种以50-70％废玻璃、25-45％污泥、3-10％添加剂为原料，经粉碎、混合、造粒、焙烧、冷却制备而成的陶粒滤料的方法，其筒压强度为5.2MPa，盐酸可溶率为9.5％。根据《陶粒滤料QB/T4383-2012》标准中对陶粒滤料的相关性能都有具体检测指标。综上所述，现有技术存在的问题如下：(1)《陶粒滤料QB/T4383-2012》标准中要求陶粒滤料的筒压强度≥8MPa，但现有技术制备的陶粒滤料筒压强度达不到标准中的最低要求，或者筒压强度符合标准后其比表面积达不到标准中≥2×104cm2/g的最低要求，或者盐酸可溶率不符合标准中≤2％的要求。(2)部分专利采用粘土为原料制备陶粒滤料，不符合国家可持续发展战略。(3)部分专利所用原料中固废的使用量只有50-70％，固废利用率不高，此外所添加的粘合剂、发泡剂和添加剂比例较高，增加了原料成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种污泥粉煤灰陶粒及其制备方法，以污泥、粉煤灰为主要原料，与添加剂配合使用以制备污泥粉煤灰陶粒。实现了污泥大量化、无害化、资源化利用，解决了污泥处理容易对环境造成二次污染的弊端，并且通过掺配固废粉煤灰，实现了多种固废的资源化利用，提高了固废利用率和附加价值，使污泥、粉煤灰“变废为宝”，同时大大降低了专用于固废的处理费用，还有利于环境保护，具有良好的社会和经济效益。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。本专利技术污泥粉煤灰陶粒，采用污泥、粉煤灰、添加剂为原料，经混合、造粒、焙烧后制得；所述添加剂为淀粉、碳酸钙和腐殖酸钠的混合物。所述原料的质量百分比为：污泥45％～75％，粉煤灰20％～50％，淀粉0.5％～1.5％、碳酸钙2％～4％，腐殖酸钠0.5％～1.5％。所述污泥取自污水处理厂污泥脱水车间，含水率60％；污泥包括如下成分：35-45wt％氧化硅，18-24wt％氧化铝，10-16wt％氧化铁，5-8wt％氧化钙，3-6wt％氧化镁，2-4wt％氧化钾，1-3wt％氧化钠；所述粉煤灰取自煤气化装置，包括如下成分：33.9-59.7wt％氧化硅，16.5-35.4wt％氧化铝，1.5-19.7wt％氧化铁，0.8-10.4wt％氧化钙，0.7-1.9wt％氧化镁，0.6-2.9wt％氧化钾，0.2-1.1wt％氧化钠。陶粒的筒压强度为8.7-14.6MPa，破损率与磨损率之和为0.64-2.17％，含泥量为0.23-0.62％，盐酸可溶率为0.21-1.12％，空隙率≥40％，比表面积≥2×104cm2/g。本专利技术的目的还可通过以下技术方案实现。本专利技术污泥粉煤灰陶粒的制备方法，包括以下过程：S1、原料预处理：将含水率为60％的污泥和粉煤灰分别干燥至恒重、研磨后，用100目标准筛进行筛分，得到粒径小于0.147mm的污泥和粉煤灰；S2、称量混匀：按照一定比例分别称取步骤S1中的污泥和粉煤灰，以及添加剂，放入球磨机中搅拌至混合均匀，混合时间为60-120min，得到混合原料；其中，所述添加剂为淀粉、碳酸钙和腐殖酸钠的混合物。S3、造粒：将步骤S2中混合原料放入圆盘造粒机中进行造粒，得到生料球；S4、干燥：将步骤S3中的生料球放入烘箱中进行干燥，得到干燥的生料球；S5、筛分：将步骤S4中干燥的生料球进行筛分，选取粒径5-15mm的生料球备用；S6、预热：将步骤S5中筛分过的生料球放入马弗炉中预热，预热温度为200-400℃，预热时间为10-30min，得到预热后的料球；S7、焙烧：将步骤S6中预热完成的料球放入马弗炉中焙烧，焙烧温度为900-1200℃，焙烧时间为5-25min，得到焙烧后的陶粒；S8、冷却：将步骤S7中焙烧后的陶粒在马弗炉中进行自然冷却，即得到成品陶粒。在步骤S2中混合原料的质量百分比为污泥45％～75％，粉煤灰20％～50％，淀粉0.5％～1.5％、碳酸钙2％～4％，腐殖酸钠0.5％～1.5％。在步骤S4中将步骤S3中的湿料球放入烘箱中进行干燥，得到干燥的料球，干燥温度为100-110℃，干燥时间为60-120min。在步骤S5中将步骤S4中粒径未达到5-15mm的料球重新粉碎造粒。在步骤S8中将步骤S7中得到的陶粒在马弗炉中进行自然冷却，冷却至60℃以下，即得到成品陶粒。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术制备陶粒的主要原料都属于固废资源，来源广泛，实现了多种固废的资本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥粉煤灰陶粒，其特征在于，采用污泥、粉煤灰、添加剂为原料，经混合、造粒、焙烧后制得；所述添加剂为淀粉、碳酸钙和腐殖酸钠的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥粉煤灰陶粒，其特征在于，采用污泥、粉煤灰、添加剂为原料，经混合、造粒、焙烧后制得；所述添加剂为淀粉、碳酸钙和腐殖酸钠的混合物。


2.根据权利要求1所述的污泥粉煤灰陶粒，其特征在于，所述原料的质量百分比为：污泥45％～75％，粉煤灰20％～50％，淀粉0.5％～1.5％、碳酸钙2％～4％，腐殖酸钠0.5％～1.5％。


3.根据权利要求1所述的污泥粉煤灰陶粒，其特征在于，所述污泥取自污水处理厂污泥脱水车间，含水率60％；污泥包括如下成分：35-45wt％氧化硅，18-24wt％氧化铝，10-16wt％氧化铁，5-8wt％氧化钙，3-6wt％氧化镁，2-4wt％氧化钾，1-3wt％氧化钠。


4.根据权利要求1所述的污泥粉煤灰陶粒，其特征在于，所述粉煤灰取自煤气化装置，包括如下成分：33.9-59.7wt％氧化硅，16.5-35.4wt％氧化铝，1.5-19.7wt％氧化铁，0.8-10.4wt％氧化钙，0.7-1.9wt％氧化镁，0.6-2.9wt％氧化钾，0.2-1.1wt％氧化钠。


5.根据权利要求1所述的污泥粉煤灰陶粒，其特征在于，陶粒的筒压强度为8.7-14.6MPa，破损率与磨损率之和为0.64-2.17％，含泥量为0.23-0.62％，盐酸可溶率为0.21-1.12％，空隙率≥40％，比表面积≥2×104cm2/g。


6.一种上述权利要求1至5中任一项所述污泥粉煤灰陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
S1、原料预处理：将含水率为60％的污泥和粉煤灰分别干燥至恒重、研磨后，用100目标准筛进行筛分，得到粒径小于0.147mm的污泥和粉煤灰；
S2、称量混匀：按照一定比例分别称取步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志波，张波，李越，苗淳，李满枝，
申请(专利权)人：天津渤化永利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12