一种锯泥基瓷化骨料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种锯泥基瓷化骨料及其制备方法和应用。为了解决现有技术存在的含有重金属污染土壤的骨料吸水率高的问题，以及石材锯泥材料制备骨料过程中需要添加粘结剂的限制，本发明专利技术提出一种锯泥基瓷化骨料的制备方法，在该制备方法中，无需使用粘结剂，就能促进石材锯泥材料制备完整骨料，并且得到的骨料吸水率较低，仅为0.76～4.33％，同时制备得到的骨料同高强度为17.24～30.82MPa，满足使用要求。满足使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种锯泥基瓷化骨料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种锯泥基瓷化骨料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]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。
[0003]锯泥是指在石材锯切、磨削过程中产生的粉末，这些于石材行业的利用价值不高的粉末被大量堆放。锯泥的长期、大量堆放不经占用大量土地，造成二次资源浪费。此外，干燥后的锯泥由于粒径较小，大风天气产生的扬尘对空气质量产生严重危害，雨水天气使得锯泥随水流进入附近土壤、河流中，造成土壤破坏、地下水污染，带来严重的环境和安全隐患。实现难利用固体废物的大宗高效资源化，成为我国工业可持续发展过程中亟需解决的重要难题。
[0004]目前，石材锯泥的主要处置方式包括以下几种：一是露天存放或填埋，二是作为原材料生产灰渣砖、加气混凝土砌块等，三是粉碎制砂等。但这些方法总体存在易产生二次污染、锯泥的消耗量达不到处理的要求等问题。
[0005]专利技术人在研究石材锯泥材料的过程中发现，石材锯泥材料再利用作为陶瓷材料时，必须使用粘土或者粘结剂才能制备成型，否则无法成型，不具备骨料的结构功能和效果。此外，重金属污染土壤因为存在较多的污染元素，容易对环境造成二次污染。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的含有重金属污染土壤的骨料吸水率高的问题，以及石材锯泥材料制备骨料过程中需要添加粘结剂的限制，本专利技术提出一种锯泥基瓷化骨料的制备方法，在该制备方法中，无需使用粘结剂，就能促进石材锯泥材料制备完整骨料，并且得到的骨料吸水率较低，仅为0.76～4.33％，同时制备得到的骨料同高强度为17.24～30.82MPa，满足使用要求。
[0007]具体地，本专利技术是通过如下所述的技术方案实现的：
[0008]本专利技术第一方面，提供一种锯泥基瓷化骨料的制备方法，包括：以锯泥和污染土壤为原料，经过粉碎、混合、加水搅拌、造粒、预热、高温烧结即可。
[0009]本专利技术第二方面，提供一种锯泥基瓷化骨料的制备方法制备得到的锯泥基瓷化骨料。
[0010]本专利技术第三方面，提供一种锯泥基瓷化骨料在固体废弃物资源化利用领域或者吸附材料领域中的应用。
[0011]上述一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0012]1)锯泥的主要成分包括SiO2、Al2O3，以及少量的Na2O、K2O、Fe2O3、CaO等，可以作为
人造骨料的原材料资源化利用，本专利技术一些技术方案通过将锯泥与污染土壤结合，在不使用粘合剂的条件下制备具有一定结构的骨料，锚定重金属。
[0013]2)单一的污染土壤和石材锯泥均不能制成骨料，实验发现，将二者结合使用，不仅能克服二者的不足，制备出具有一定结构和形状的骨料，而且该骨料吸水率低，力学性能高，高强瓷化骨料重金属元素浸出量低于0.0045mg/L。
具体实施方式
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0015]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公开的示例性实施方式。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。
[0016]专利技术人研究发现，石材锯泥材料再利用作为陶瓷材料时，必须使用粘土或者粘结剂才能制备成型，否则无法成型，不具备骨料的结构功能和效果。此外，重金属污染土壤因为存在较多的污染元素，容易对环境造成二次污染，专利技术人发现，单独使用重金属污染土壤无法制备出骨料，结构极易坍塌，与其他粘结剂制备的骨料存在吸水率高的问题。
[0017]因此为了解决现有技术存在的含有重金属污染土壤的骨料吸水率高的问题，以及石材锯泥材料制备骨料过程中需要添加粘结剂的限制，本专利技术提出一种锯泥基瓷化骨料的制备方法，在该制备方法中，无需使用粘结剂，就能促进石材锯泥材料制备完整骨料，并且得到的骨料吸水率较低，仅为0.76～4.33％，同时制备得到的骨料同高强度为17.24～30.82MPa，满足使用要求。
[0018]具体地，本专利技术是通过如下所述的技术方案实现的：
[0019]本专利技术第一方面，提供一种锯泥基瓷化骨料的制备方法，包括：以锯泥和污染土壤为原料，经过粉碎、混合、加水搅拌、造粒、预热、高温烧结即可。
[0020]锯泥的主要成分包括SiO2、Al2O3，以及少量的Na2O、K2O、Fe2O3、CaO等，可以作为人造骨料的原材料资源化利用，本专利技术一些技术方案通过将锯泥与污染土壤结合，在不使用粘合剂的条件下制备具有一定结构的骨料，锚定重金属。
[0021]一些技术公开的方法中锯泥掺量为60％
‑
100％，在外掺硅酸钠粘结剂的条件下制备出的陶粒吸水率在8％左右，筒压强度2.3MPa左右，吸水率较高、强度相对较低，不能满足使用要求。还有一些技术公开了粉煤灰与污染土壤合用实现废物资源化、无害化处理的方案，但仍需使用粘合剂，即使不使用粘合剂，制备的骨料吸水率较高，Cr元素浸出浓度为0.061～0.110mg/L，1h吸水率大于15％。
[0022]单一的污染土壤和石材锯泥均不能制成骨料，实验发现，将二者结合使用，不仅能克服二者的不足，制备出具有一定结构和形状的骨料，而且该骨料吸水率低，力学性能高，高强瓷化骨料重金属元素浸出量低于0.0045mg/L，实现了数量级的进步。
[0023]在本专利技术一种或多种实施方式中，所述锯泥指石材锯切、磨削过程中产生的粉末。锯泥SiO2含量在55
‑
75wt.％之间，Al2O3含量在5
‑
18wt.％之间；所述铬污染土壤SiO2含量在
25
‑
55wt.％之间，Al2O3含量在10
‑
20wt.％之间，Cr2O3含量在0.2
‑
2.0wt.％之间。
[0024]优选地，所述污染土壤包括重金属污染的土壤，所述重金属选自镉、铅、铬、铜、锌中的至少一种。
[0025]实验发现，石材锯泥与铬污染的土壤合用，铬浸出浓度最低，低于0.0045mg/L。
[0026]在本专利技术一种或多种实施方式中，所述锯泥和污染土壤干燥、粉碎后按照一定比例混合。
[0027]在本专利技术一种或多种实施方式中，所述水的用量为干燥的锯泥和污染土壤质量之和的18
‑
30％。
[0028]在制备过程中添加水是为了使锯泥与污染土壤成球，水的作用不同于粘结剂，添加水后，锯泥与污染土壤依靠自身特点成球，烧结而成的骨料也最大限度保持了锯泥和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锯泥基瓷化骨料的制备方法，其特征在于，包括：以锯泥和污染土壤为原料，经过粉碎、混合、加水搅拌、造粒、预热、高温烧结即可。2.根据权利要求1所述的锯泥基瓷化骨料的制备方法，其特征在于，所述锯泥指石材锯切、磨削过程中产生的粉末；优选地，所述污染土壤包括重金属污染的土壤，所述重金属选自镉、铅、铬、铜、锌中的至少一种。3.根据权利要求1所述的锯泥基瓷化骨料的制备方法，其特征在于，所述锯泥和污染土壤干燥、粉碎后按照一定比例混合；优选地，所述水的用量为干燥的锯泥和污染土壤质量之和的18
‑
30％。4.根据权利要求1所述的锯泥基瓷化骨料的制备方法，其特征在于，所述锯泥和污染土壤的质量份数分别为：50
‑
90份和10
‑
50份。5.根据权利要求1所述的锯泥基瓷化骨料的制备方法，其特征在于，所述预热前还包括烘干的步骤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵莹莹，朱英，田超，李静，张伟屹，邵艳秋，
申请(专利权)人：山东山科生态环境研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：