一种利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及污泥处理及资源化技术领域，提供一种利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料及其制备方法。本吸声材料由原料与化学药剂反应后获得，所述原料包括市政污泥70～85份，结合料15～30份。将原料、分散剂、胶凝剂和水混合形成浆料，调节浆料pH至碱性，球磨获得球磨后浆料；向球磨后浆料中加入发泡剂、稳泡剂后搅拌发泡并注入模具中，向模具中加入交联剂进行凝胶，静置干燥脱模后进行烧结和冷却，获得生态开孔陶瓷吸声材料。本发明专利技术以污泥作为原料，污泥占比高、使用量大，有利于污泥处理及资源化利用。同时按本发明专利技术的制备方法制备出的吸声材料，其力学性能和吸声性能较优。其力学性能和吸声性能较优。其力学性能和吸声性能较优。

【技术实现步骤摘要】
一种利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于污泥处理处置
，具体涉及一种利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了减少污染物的排放，城镇生活污水必须经过处理达标后才能排放进入水体，而城镇生活污水处理设施在水处理的过程中会产生大量的市政污泥。对于城镇水污染问题的解决，污水处理和污泥处理处置是两个紧密关联又同等重要的系统。对于市政污泥的处理处置，常采取简单处理后填埋的方式。而当市政污泥量大时，处置压力大增，堆放填埋等方式占用土地资源、影响公共环境。目前，将污泥固体废弃物进行资源化处理处置的方式集中于将其转化为其他利用类型的材料，例如将其作为建材的生产添加成分、作为农林园艺和生态环保的垫土或填料等。而这些利用方式还停留于粗加工与粗应用，未能进一步提高污泥的附加值，导致污泥固废资源化的动力不足，无法规模化推广应用。
[0003]吸声材料领域的多孔材料，常见的有玻璃棉、聚酯纤维板、通孔泡沫铝、三聚氰胺陶瓷多孔材料等。其中，玻璃棉存在吸潮发霉和粉化碎化弊端，纤维材料积尘后容易造成二次污染，并且长期受到风压和振动以及高速交通流的影响，破损消除了原有的均匀结构，造成吸声性能逐年降低，直至实效；聚酯纤维板和三聚氰胺防火阻燃Ｂ级，存在防火隐患；通孔泡沫铝生产过程中会产生大量的废水、废气，要足够厚度才能满足吸声标准要求，但造价昂贵且耐盐雾腐蚀性差，致使其使用寿命大打折扣，特别是在沿海地区使用尤为不适。而陶瓷多孔材料，可以利用其孔隙结构形成对噪声的吸收，其材料本身的力学性能使其能够适用于声屏障体的结构要求和实用性要求。
[0004]但目前以污泥作为原料成分而制备可应用于吸声的陶瓷多孔材料较为少见，少有的制备方法也存在对多孔材料的力学性能和吸声性能兼顾不佳的问题；此外，其制备方法中所用原料即使涉及污泥废弃物，也只是占其中的一小部分，使得对污泥废弃物的资源化促进作用并不明显。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中污泥资源化利用方法所得的产品附加值低、污泥资源化动力不足以及现有污泥在制备吸声材料时用量低、制备方法难以兼顾吸声性能和材料力学性能要求等问题。
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料，该吸声材料由原料与化学药剂反应后获得，所述原料以重量份计，包括市政污泥70～85份，结合料15～30份；所述化学药剂以相对于原料固含量的质量分数计，包括分散剂0.3~0.7%、胶凝剂0.6~1.0%、稳泡剂0.5~1.0%、交联剂0.5~1.0%、发泡剂0.8%~1.8%。
[0007]所述市政污泥以重量份计例如为70份、75份、80份、85份；结合料例如为15份、20份、25份、30份。原料与分散剂、胶凝剂、发泡剂、稳泡剂等化学药剂反应而获得所述吸声材
料。对于上述的化学药剂的加入量，分散剂例如为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%；胶凝剂例如为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%；稳泡剂例如为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%；交联剂例如为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%；发泡剂例如为0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%。
[0008]优选地，所述结合料包括膨润土、钢渣、硅藻土中的一种或多种的组合。
[0009]优选地，所述分散剂为聚丙烯酸铵或柠檬酸铵。
[0010]优选地，所述胶凝剂为海藻酸钠，交联剂为氯化钙。
[0011]优选地，所述稳泡剂为十二醇。
[0012]优选地，所述发泡剂包括阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸三乙醇胺，所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。
[0013]优选地，所述市政污泥按重量百分比包括：SiO
2 40.6~46.0%，Al2O321.2~24.4%，Fe2O
3 5.9~6.5%，CaO 1.3~1.5%，MgO 0.4~1.0%，K2O 1.5~1.9%，Na2O 0.6~0.8%。除了上述组分外，其余成分计为灰分杂质。
[0014]本专利技术的第二方面，提供上述的生态开孔陶瓷吸声材料的制备方法，包括：将原料、分散剂、胶凝剂和水混合形成浆料，调节浆料pH至碱性，球磨获得球磨后浆料；向球磨后浆料中加入发泡剂、稳泡剂后搅拌发泡并注入模具中，向模具中加入交联剂进行凝胶，静置干燥脱模后进行烧结和冷却，获得生态开孔陶瓷吸声材料。
[0015]优选地，所述碱性指pH为10~12。所述的调节浆料pH至碱性，碱性pH范围优选在10~12，例如pH在10.0~11.0、10.5~11.5，或者更具体地为10.0、10.3、10.6、11.1、11.3、11.4、11.8等。
[0016]本专利技术的第三方面，提供上述的生态开孔陶瓷吸声材料在声屏障屏体中的应用。
[0017]本专利技术的第四方面，提供上述的生态开孔陶瓷吸声材料在市政污泥处理处置中的应用，包括将市政污泥作为原料制备所述生态开孔陶瓷吸声材料。
[0018]上述方案可见，本专利技术采用城镇污水处理设施中的污泥即市政污泥，并混合结合料而形成原料，制备出具有一定吸声性能的同时具有良好强度的开孔陶瓷吸声材料。本专利技术的材料在制备时，污泥作为原料占比高、使用量大，促进了污泥资源化利用。同时按本专利技术的制备方法，制备出的吸声材料的力学性能和吸声性能可靠。进一步地可将吸声材料应用于声屏障吸声板等制造中，从而形成生态开孔陶瓷高效声屏障产品。本专利技术利用污泥制备的吸声材料可运用于各类道路声屏障工程的实施，解决现有的道路声屏存在降噪效果良莠不齐、成本较高的问题，同时实现污泥固废资源的循环利用，具备良好的推广价值。
[0019]更具体地，本专利技术取得的有益效果还包括：1、本专利技术的生态开孔陶瓷吸声材料，较大比例地使用了污泥作为主要原料，原料价格低廉，声屏障屏体的造价得以降低。且由于市政污泥中的有机质含量较高，利用其有机物（具有热值）作为辅助燃料，降低了陶瓷多孔材料生产制备过程中的能耗。
[0020]2、本专利技术也提供了生态陶瓷吸声材料在市政污泥处理处置中应用，即一种市政污泥的处理处置方法。本专利技术的技术方案从污泥的用量大、转化的产品附加值高这两个角度促进了污泥固体废弃物的资源化利用。既能够消解市政污泥，处理处置大量的市政污泥固废，实现污泥的无害化、减量化，节约土地资源，又能够治理噪声污染，达到以污治污的效果。
[0021]3、本专利技术的生态开孔陶瓷吸声材料，原料使用市政污泥并混合结合料，明确了原料及化学药剂配方的较佳比例，通过上述配方比例制备出的陶瓷多孔材料，具有开孔连通的多孔结构，且其材料结构符合声屏障的力学及声学性能要求，且较一般用于声屏障屏体的开孔陶瓷吸声材料重量轻、实用性强。
[0022]4、本专利技术的生态开孔陶瓷吸声材料的制备方法中，通过对浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用污泥制备的生态开孔陶瓷吸声材料，其特征在于，由原料与化学药剂反应后获得，所述原料以干重量份数计，包括市政污泥70～85份，结合料15～30份；所述化学药剂以相对于原料固含量的质量分数计，包括分散剂0.3~0.7%、胶凝剂0.6~1.0%、稳泡剂0.5~1.0%、交联剂0.5~1.0%、发泡剂0.8%~1.8%。2.根据权利要求1所述的生态开孔陶瓷吸声材料，其特征在于，所述结合料包括膨润土、钢渣、硅藻土中的一种或多种的组合；所述胶凝剂为海藻酸钠，交联剂为氯化钙。3.根据权利要求1所述的生态开孔陶瓷吸声材料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸铵或柠檬酸铵。4.根据权利要求1所述的生态开孔陶瓷吸声材料，其特征在于，所述稳泡剂为十二醇。5.根据权利要求1所述的生态开孔陶瓷吸声材料，其特征在于，所述发泡剂包括阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸三乙醇胺，所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。6.根据权利要求1所述的生态开孔陶瓷吸声材料，其特征在于，所述市政污泥按重量百分比包括：SiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂勇，陈潇江，宋涛，孙兆海，张振夏，章正勇，张丽敏，
申请(专利权)人：江苏省环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：