一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法，属于化工行业危险固体废物处理处置及资源化技术领域。首先对污泥进行干燥，得到干化污泥；然后焙烧干化污泥，得到的污泥灰渣用粉碎机粉碎；将污泥灰渣粉末、粉煤灰、水泥、石膏粉、轻质材料、发泡剂按比例混合、拌匀、加水、搅拌，制成球形颗粒，最后自然养护即制得免烧填料。本发明专利技术以危险固废化工污泥和工业固废粉煤灰为主要原料，并且采用免烧结工艺，后期进行自然养护，设备投资少、工艺路线简单、能源消耗低；制得的陶粒强度高、比表面积大、表明粗糙、孔隙多，重金属浸出毒性符合GB5085.3-2007，可用于水处理工程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于化工行业危险固体废物处理处置及资源化

技术介绍
化工行业污染多且严重，尤其在化工废水处理过程中，每年会产生大量的剩余污泥，它们成分复杂，含有有毒有害的有机物和重金属等。长期以来，国内普遍存在着重水轻泥的倾向，污泥的安全处置能力一直处于较低水平。现行的化工污泥的处置方式主要是焚烧，但焚烧处置费用高，而且许多单位存在处置能力不足的问题，因此，转而将污泥非法转移、倾倒，造成严重的环境污染。污泥焚烧产生的灰渣也是危险固废，一般需要先预处理，而后进行安全填埋。因此焚烧灰渣的处理费用也很高，很多企业难以承受，转而当成一般固废处理，使得污泥焚烧灰渣没有得到合理的最终处置，成为重要的环境风险源，也没有得到合理的综合利用，造成了资源的浪费。对污泥焚烧灰渣进行无害化和资源化，变废为宝，符合循环经济和可持续发展的要求，具有极其重要的意义。以粉煤灰陶粒为代表的陶粒一般具有比表面积大，孔隙率大，机械强度高，化学和生物稳定性好等特点，在水处理工程中已经得到越来越广泛的应用。化工污泥灰渣的主要化学成分与粉煤灰非常接近，均属CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3体系，因而具有资源利用性。 目前我国陶粒的制备方法以烧结法为主，但烧结设备投资大，能耗高，使生产成本提高，在一定程度上限制了陶粒生产厂家的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了改进现有技术的不足而提供一种机械强度高、比表面积大、化学和生物稳定性好的，这种陶粒利用化工污泥及工业废物粉煤灰，采用免烧结方法，因而投资减少，节约能耗，降低成本，为化工污泥的资源化处理开辟了新的途径。本专利技术的技术方案为:，其特征在于，具体步骤如下:( I)干燥化工污泥，得到干化污泥；(2)焙烧干化污泥，所得污泥灰渣用粉碎机粉碎；(3)将各种原料按配比混合，搅拌均匀得干混料，其中干混料中各组份及各组份占干混料总量的质量百分比分别为:污泥灰渣20%-50%、粉煤灰25%-40%、水泥10%-25%、石膏5%-15%、轻质材料 1%-5%、发泡剂 0.2%-0.6% ；(4)向上述干混料中加水并搅拌、混匀，其加水量为干混料重量的30%_40% ；(5)制成球形颗粒，其粒径为5-10mm ；(6)自然养护7_15天。优选所述的轻质材料为膨胀珍珠岩、稻壳或木屑。优选所选发泡剂为铝粉或锌粉。优选步骤(1)中干燥污泥的温度为105-120°c，干燥时间为8-24h。优选步骤(2)中焙烧干化污泥的温度为550°C _700°C，焙烧时间为20-40min。本专利技术中污泥灰渣与粉煤灰的主要化学成分相似，具备潜在的火山灰活性。水泥作为激发剂提供一个有效的碱性环境，与SiO2和Al2O3作用，生成具有水硬胶凝性能的化合物，同时对污泥灰渣中的重金属具有固化作用。石膏的加入可以加速活性SiO2' Al2O3的反应，同时石膏又可以与Al2O3反应，生成水硬性的硫铝酸钙胶凝物质。轻质材料可以降低陶粒的密度，使之轻化，并具有一定的生物亲和性。发泡剂在碱性环境中可以与水发生反应放出氢气，使填料产生气孔，形成轻质多孔结构。有益效果:与传统的污泥处理以及陶粒制备方法相比，具有如下优点:1、本专利技术中污泥灰渣的质量百分比达20% 50%，利用率高，大大解决了化工污泥的出路问题。2、本专利技术中的粉煤灰也是工业固体废弃物，更进一步体现出高效的资源化利用率，有明显良好的环境效益和经济效益，具有推广意义。3、本专利技术在污泥灰渣综合利用的同时，实现了对重金属的固化，因此具有无害化和资源化的双重效果。4、本专利技术采用免烧结工艺，后期进行自然养护，设备投资少、工艺路线简单，能源消耗低。5、本专利技术制备的陶粒强度高，比表面积大，表面粗糙，孔隙多；对各重金属的固定率均在60%以上，重金属浸出毒性符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)，可用于水处理工程。附图说明图1为实施例1所制备的陶料表面的SEM电镜图；图2为实施例1所制备的陶粒剖面的SEN电镜图；图3为本专利技术的工艺流程框图。具体实施例方式本专利技术的工艺流程框图如图3所示:实施例1:取含水率为84%的某化工厂剩余污泥，110°C干燥12h，将干化污泥置于马弗炉中于700°C焙烧20min，冷却后用粉碎机粉碎。分别取污泥灰渣35g，粉煤灰20g，32.5R复合硅酸盐水泥10g，石膏5g，木屑lg，铝粉0.4g，充分搅拌混匀得干混料，加水约占干混料质量36%，再次搅拌混匀，然后制成球形陶粒，其直径在5-10mm。陶粒在常温、保潮条件下养护10天。测试得，其堆积密度为723kg/m3，1h吸水率为28.5%, BET比表面积为30.801m2/g，抗压强度为3.2MPa。所制备的陶料表面和剖面的SEM电镜图如图1和图2所示，从图上可以看出:免烧结陶粒表面和内部粗糙、有众多微孔通道，这种结构对微生物的附着、生长非常有利。实施例2:取含水率为89%的某化工厂剩余污泥，105°C干燥24h，将干化污泥置于马弗炉中于600°C焙烧30min，冷却后用粉碎机粉碎。分别取污泥灰渣35g，粉煤灰40g，32.5R复合硅酸盐水泥15g，石膏10g，膨胀珍珠岩3g，锌粉0.4g，充分搅拌混匀得干混料，加水约占干混料质量的32%，再次搅拌混匀，然后制成球形陶粒，其直径在5-10mm左右。陶粒在常温、保潮条件下养护7天。测试得，其堆积密度为堆积密度为785kg/m3，Ih吸水率为25.7%，BET比表面积为21.175m2/g,抗压压强度为3.5Mpa。实施例3:取含水率为78%的某化工厂剩余污泥，120°C干燥8h，将干化污泥置于马弗炉中于550°C焙烧40min，冷却后用粉碎机粉碎。分别取污泥灰渣20g，粉煤灰35g，32.5R复合硅酸盐水泥25g，石膏15g，稻壳5g，铝粉0.21g，充分搅拌混匀得干混料，加水约占干混料质量的38%，再次搅拌混匀，然后制成球形陶粒，其直径在5-10mm左右。陶粒在常温、保潮条件下养护15天。测试得，其堆积密度为826kg/m3，Ih吸水率为20.3%,BET比表面积为9.117m2/g，抗压强度为4.1Mpa0表I免烧结陶粒重金属浸出毒性与《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）干燥化工污泥，得到干化污泥；（2）焙烧干化污泥，所得污泥灰渣用粉碎机粉碎；（3）将各种原料按配比混合，搅拌均匀得干混料，其中干混料中各组份及各组份占干混料总量的质量百分比分别为：污泥灰渣20%?50%、粉煤灰25%?40%、水泥10%?25%、石膏5%?15%、轻质材料1%?5%、发泡剂0.2%?0.6%；（4）向上述干混料中加水并搅拌、混匀，其加水量为干混料重量的30%?40%；（5）制成球形颗粒，其粒径为5?10mm；（6）自然养护7?15天。

【技术特征摘要】
1.一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)干燥化工污泥，得到干化污泥； (2)焙烧干化污泥，所得污泥灰渣用粉碎机粉碎； (3)将各种原料按配比混合，搅拌均匀得干混料，其中干混料中各组份及各组份占干混料总量的质量百分比分别为:污泥灰渣20%-50%、粉煤灰25%-40%、水泥10%-25%、石膏5%-15%、轻质材料 1%-5%、发泡剂 0.2%-0.6% ； (4)向上述干混料中加水并搅拌、混匀，其加水量为干混料重量的30%...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐炎华，潘丽娟，胡俊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：