一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，包括如下步骤：（1）取黄河泥沙，经干燥，粉碎，制得黄河泥沙；（2）取污泥，经干燥，粉碎，制得干燥污泥；（3）按重量比（1～3）:（6～8）:1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均匀，制粒，制得生料球；（4）将生料球在380℃～420℃的条件下，预热15min～25min，然后，在1000～1025℃的条件下，焙烧10min～15min，室温冷却，制得超轻陶粒。本发明专利技术利用黄河泥沙、污泥和粘土为原料制备超轻陶粒，工艺简单，制备的超轻陶粒具有轻质、高强、吸水率小、比表面积大的特点，为黄河泥沙的资源化利用开辟了新的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于环保材料

技术介绍
污泥是指水处理过程中产生的絮状体，含有大量的水分、有机物以及N、P、K等营养元素，同时还含有病原菌及重金属等有害物质。随着污水厂的大量新建，污水污泥以每年10%的速度增加；如果我国污水全部得到处理，则将会产生840万t的脱水污泥，占我国总固体废弃物的3. 2%。由于现有的城市排水系统大多有工业废水排入，致使脱水污泥中有害物质增多，如果处理不当，很容易造成二次污染。目前污泥处置的方法主要有填埋、焚烧、填海及土地利用等，虽然这些传统的处置方式在实际应用中发挥了一定的作用，但是随着公众认识和环境标准的提高，上述处置方式的弊端就逐渐显现出来。例如，传统的污泥处理工艺费用较高，其运行费约占污水厂总运行费用的20% 50%，投资占污水处理厂总投资的30% 40%。因此，传统的污泥处置方式已经不能够适应今后环境可持续发展的要求。开发 高效环保的污泥处理处置方法显得刻不容缓。黄河泥沙是一种大自然废弃物,属于硅酸盐类矿物原料。黄河流域面积79. 5万km2，其中水土流失面积43. 4万km2，占流域面积的55%，严重的水土流失，造成进入黄河的泥沙量多年平均达16亿吨。长期以来这些泥沙一方面塑造了美丽富饶的平原陆地；另一方面也给人民的生活带来了灾害。随着人们对社会环境需求和水沙资源认识的不断提高，黄河泥沙的资源化已逐渐被认识和接受。但如何使黄河泥沙得到资源化利用，是目前亟待解决的问题。目前，超轻陶粒主要是利用粘土、页岩等与其他废弃物按比例混合后进行烧制，由于原料中均含有不可再生的矿产类资源，导致生产超轻陶粒对环境产生巨大破坏。如公开号为CN101386525A (申请号200810157489. 8)公开了一种超轻陶粒的制备方法，属于污水处理利用
它以城市污水厂脱水污泥、粘土为原料，按比例混合，高温烧结即制得陶粒。该陶粒为红褐色或赤褐色表面粗糙的球状固体，松散容重为300 500kg/m3，颗粒容重为867 975kg/m3，吸水率为I. 0 10. 4%。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供。专利技术概述本专利技术利用黄河泥沙和污泥部分替代粘土和页岩等不可再生的矿产类资源来制备超轻陶粒。本专利技术所述方法中，黄河泥沙(干重)添加量可达原料总重量的30%，污泥(干重)添加量可达原料总重量的10%，制备的超轻陶粒堆积密度和颗粒密度小、吸水率低、孔隙发达。专利技术详述术语说明黄河泥沙来源于黄河中下游泥沙，主要成分为硅铝酸盐(石英、钙长石、伊利石等)组成，还含有少量的碳酸钙(方解石)。 污泥污水处理厂在净化污水时得到的污泥沉淀物质，含有混入生活污水或工业废水中的泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物，是各种胶体、有机质及吸附的重金属、微生物、病菌、虫卵等物质的综合体。 粘土由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成，并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐杂质。本专利技术技术方案如下，包括如下步骤(I)取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过90 110目筛，制得含水率为0. 6wt% 0. 9wt%的黄河泥沙；(2)取污泥，经干燥，粉碎后过90 110目筛，制得含水率为9. 4wt% 9. 8wt%的干燥污泥；(3)按重量比(I 3) : (6 8) : I的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均勻，制粒，制得直径5 IOmm的生料球；(4)将步骤(3)制得的生料球在380°C 420°C的条件下，预热15min 25min，然后，在1000 1025°C的条件下，焙烧IOmin 15min，室温冷却，制得超轻陶粒。根据本专利技术优选的，所述步骤(I)中，黄河泥沙经干燥粉碎后过100目筛。根据本专利技术优选的,所述步骤(I)中，所述黄河泥沙的含水率为0. 6wt% 0. 8wt%。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中，污泥经干燥粉碎后过100目筛。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中，所述干燥污泥的含水率为9. 4wt% 9. 6wt%。根据本专利技术优选的，所述步骤(3)中，干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥的重量比为(1 3) :8:1。根据本专利技术优选的，所述步骤(3)制粒后，还包括在常温下干燥20 24h。有益效果本专利技术利用黄河泥沙、污泥和粘土为原料制备超轻陶粒，工艺简单，制备的超轻陶粒外观为黑褐色或者深褐色、表面粗糙的球状固体，松散容重为290 410kg/m3，颗粒容重为440 900kg/m3，在水中可以漂浮，吸水率为4. 0 9. 0%，膨胀率为70 140%，具有轻质、高强、吸水率小、比表面积大的特点，为黄河泥沙的资源化利用开辟了新的途径。附图说明图I是本专利技术实施例3制得的超轻陶粒表面在100倍显微镜下的照片；图2是本专利技术实施例3制得的超轻陶粒截面在100倍显微镜下的照片；图3是本专利技术实施例3制得的超轻陶粒照片；图4是本专利技术实施例3制得的超轻陶粒和实施例3步骤(3)中制得的生料球在水中状况对比的照片；其中左烧杯中的为生料球，右烧杯中的为超轻陶粒。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步阐述，但本专利技术所保护范围不限于此。实施例中所述粘土取自山东省淄博市砖厂，污泥取自山东省济南市光大水务一厂，黄河泥沙取自山东省济南市泺口段黄河河道。上述原料干重时的主要无机化学成分如表I所示表I原料_SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Total S Total P TiO2 Na2O othertt±iwt% 71.34 16.84 6.65 0,90 0.62 3.32 — — 0.32 — 0.01污泥％1% 28.12 9.29 8.17 12.65 16.22 2.14 4.72 15.85 — 2.83 0.01 黄河泥沙/wt% 74.10 12.10 3.46 2.55 4u 1.59 — —_0.17 1.92 0.08实施例I，包括如下步骤( I)取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过90目筛，制得含水率为0. 7wt%的黄河泥沙；(2)取污泥，经干燥，粉碎后过90目筛，制得含水率为9. 8wt%的干燥污泥；(3)按重量比1:8:1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均匀，直到呈粘稠状，制粒，然后置于室温处干燥24h，制得直径5 IOmm的生料球；(4)将步骤(3)制得的生料球放入380°C箱式电阻炉，预热时间15min ;迅速转移到1000°C管式电阻炉焙烧IOmin ；自然冷却至室温，制得超轻陶粒。制备的超轻陶粒外观为深褐色或亮黑色表面粗糙的球状固体，经检测，松散容重为294kg/m3，颗粒容重为644kg/m3，在水中可以飘浮，吸水率为5. 2%，膨胀率为138%。实施例2，包括如下步骤( I)取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过100目筛，制得含水率为0. 8wt%的黄河泥沙；(2)取污泥，经干燥，粉碎后过100目筛，制得含水率为9. 4wt%的干燥污泥；(3)按重量比2:7:1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均匀，直到呈粘稠状，制粒，然后置于室温处干燥22h，制得直径5 IOmm的生料球；(4)将步骤(3)制得的生料球放入400°C箱式电阻炉，预热时间20min ;迅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，包括如下步骤：（1）取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过90～110目筛，制得含水率为0.6wt%～0.9wt%的黄河泥沙；（2）取污泥，经干燥，粉碎后过90～110目筛，制得含水率为9.4wt%～9.8wt%的干燥污泥；（3）按重量比（1～3）:（6～8）:1的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均匀，制粒，制得直径5～10mm的生料球；（4）将步骤（3）制得的生料球在380℃～420℃的条件下，预热15min～25min，然后，在1000～1025℃的条件下，焙烧10min～15min，室温冷却，制得超轻陶粒。

【技术特征摘要】
1.一种利用黄河泥沙和污泥制备超轻陶粒的方法，包括如下步骤 (1)取黄河泥沙，经干燥，粉碎后过90 110目筛，制得含水率为0.6wt% 0. 9wt%的黄河泥沙； (2)取污泥，经干燥，粉碎后过90 110目筛，制得含水率为9.4wt% 9. 8wt%的干燥污泥； (3)按重量比(I 3): (6 8) : I的比例称取干燥后的黄河泥沙、粘土和干燥污泥，加水搅拌均勻，制粒，制得直径5 IOmm的生料球； (4)将步骤(3)制得的生料球在380°C 420°C的条件下，预热15min 25min，然后，在1000 1025°C的条件下，焙烧IOmin 15min，室温冷却，制得超轻陶粒。2.如权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳钦艳，岳东亭，高宝玉，王勃，李雁杰，何红桃，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：