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一种污泥再生陶粒的制备方法.pdf

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一种 污泥 再生 陶粒 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910036843

申请日:

20190115

公开号:

CN109467443A

公开日:

20190315

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C04B35/622;C04B38/06 主分类号: C04B35/622;C04B38/06
申请人: 宜昌光大陶粒制品有限责任公司
发明人: 陆光荣
地址: 443100 湖北省宜昌市夷陵区黄花乡军田坝村4组
优先权:
专利代理机构: 50213 代理人: 张景根
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910036843

授权公告号:

法律状态公告日:

20190409

法律状态类?#20572;?/td>

实质审查的生效

摘要

本发明涉及一种污泥再生陶粒的制备方法,包括以下步骤:1)将污泥加入烘干筒中烘干至水分含量为3~8%,然后粉碎成污泥粉备用;2)将55~70份污泥粉、20~30份页岩粉、10~20份固体废料粉、3~8份黏土、和10~15份秸秆粒加入球磨机研磨1~2h后取出,得壳材;3)将10~20份锯末、1~3份污泥粉、0.5~2份页岩粉和1~3份水加入搅拌机搅拌0.5~1h后取出,得芯材;4)将芯材加入造粒机中制成?#26412;?~5mm的芯球,向造粒机中继续加入壳材使得芯球?#26412;?#22686;大至7~10mm,得坯球;5)将坯球加入回转窑中进行分阶段煅烧,得陶粒;6)待初级陶粒继续降温至90~110℃,然后进行震动筛分,收集筛上物即得产品。所得的陶粒可用于开发保温砂浆、保温隔音墙板、桥面铺装、吸波/射线屏蔽材料?#21462;?/p>

权利要求书

1.一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于,按重量计,包括以下步骤, A原料预处理: 1)将污泥加入烘干筒中烘干至水分含量为3~8%,然后加入粉碎机粉碎成污泥粉备用; 2)将55~70份污泥粉、20~30份页岩粉、10~20份固体废料粉、3~8份黏土、和10~15份秸秆粒加入球磨机研磨1~2h后取出,得壳材; 3)将10~20份锯末、1~3份污泥粉、0.5~2份页岩粉和1~3份水加入搅拌机搅拌0.5~1h后取出,得芯材; B坯球制备: 4)将芯材加入造粒机中制成?#26412;?~5mm的芯球,然后向造粒机中继续加入壳材使得芯球?#26412;?#22686;大至7~10mm,得坯球; C坯球煅烧: 5)将坯球加入回转窑中进行分阶段煅烧,其中, 第一阶段温?#20219;?0~120℃,时间为30~40min; 第二阶段温?#20219;?00~700℃,时间为30~40min; 第三阶段温?#20219;?100~1300℃,时间为20~30min; 第四阶段降温到200~250℃,然后取出,得初级陶粒; D陶粒筛选: 6)待初级陶粒继续降温至90~110℃,然后加入?#31224;?#21160;筛中进行震动筛分,震动时间为10~15min,得筛上物和筛下物,收集筛上物即得产品。 2.根据权利要求1所述的一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于:污泥粉粒径为5~10mm,页岩粉粒径为0.01~0.03mm,固体废料粉粒径为2~5mm,秸秆粒粒径为1~3mm。 3.根据权利要求1所述的一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于:壳材粒径为0.05~0.2mm。 4.根据权利要求1所述的一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于:锯末粒径为0.5~1mm。 5.根据权利要求1~4中任一所述的一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于:步骤4)中造粒机中加入壳材的同?#20445;?#21521;造粒机中喷洒水雾,待芯球?#26412;?#22686;大到6~8mm时停止喷洒水雾。 6.根据权利要求5所述的一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于:6)中振动筛的筛孔孔径为3~5mm。 7.根据权利要求6所述的一种污泥再生陶粒的制备方法,其特征在于:6)中所得筛下物可将筛下物?#29943;?#19979;物:污泥粉=1:7的比例混入污泥粉中进行再次利用。

说明书


一种污泥再生陶粒的制备方法
技术领域


本发明涉及利用污泥等有害物生产新型建材的技术领域,尤其涉及一种污泥再生
陶粒的制备方法。


背景技术


据统计,我国污泥无害化处置率仍然较?#20572;?#25110;为20%-30%,部分地区更低。主要污
泥处理处置方法中,污泥农用和填埋都受制于处置污泥用的土地及污泥的泥质等,而污泥
干化焚烧可利用本身有机物燃烧产生的热量,能完全杀死病原微生物,并最大限度地减少
污泥体积,焚烧后无机物则变成了极少量的灰烬,其中焚烧灰的无机成分与黏土接近。由于
焚烧残渣在性质上发生了根本改变,烧结干化的污泥可用作陶粒的混合料球,市场需求量
大。污泥干化焚烧是一种最彻底的污泥处理处置方法,因此污泥进行干化焚烧且焚烧后的
?#20197;?#29992;于建筑材料已为大势所趋。同?#20445;?#25105;国的固体废料(如建筑垃圾等)、农业秸秆等废弃
物?#34255;?#24453;消耗。而现有技术中的陶粒制备技术不能直接利用污泥、固体废料和农业秸秆等
做原料。


有鉴于此,需要提供一种新技术适用于利用多种废弃物做原料进行陶粒生产。


发明内容


本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供了一种污泥再生陶粒的制备方
法。


本发明是通过以下技术方案实现:


一种污泥再生陶粒的制备方法,按重量计,包括以下步骤,


A原料预处理:


1)将污泥加入烘干筒中烘干至水分含量为3~8%,然后加入粉碎机粉碎成污泥粉
备用;


2)将55~70份污泥粉、20~30份页岩粉、10~20份固体废料粉、3~8份黏土、和10
~15份秸秆粒加入球磨机研磨1~2h后取出,得壳材;


3)将10~20份锯末、1~3份污泥粉、0.5~2份页岩粉和1~3份水加入搅拌机搅拌
0.5~1h后取出,得芯材;


B坯球制备:


4)将芯材加入造粒机中制成?#26412;?~5mm的芯球,然后向造粒机中继续加入壳材使
得芯球?#26412;?#22686;大至7~10mm,得坯球;


C坯球煅烧:


5)将坯球加入回转窑中进行分阶段煅烧,其中,


第一阶段温?#20219;?0~120℃,时间为30~40min;


第二阶段温?#20219;?00~700℃,时间为30~40min;


第三阶段温?#20219;?100~1300℃,时间为20~30min;


第四阶段降温到200~250℃,然后取出,得初级陶粒;


D陶粒筛选:


6)待初级陶粒继续降温至90~110℃,然后加入?#31224;?#21160;筛中进行震动筛分,震动时
间为10~15min,得筛上物和筛下物,收集筛上物即得产品陶粒,所收集的筛下物为污泥陶
砂。


进一步地,污泥粉粒径为5~10mm,页岩粉粒径为0.01~0.03mm,固体废料粉粒径
为2~5mm,秸秆粒粒径为1~3mm。


进一步地,壳材粒径为0.05~0.2mm。


进一步地,锯末粒径为0.5~1mm。


进一步地,步骤4)中造粒机中加入壳材的同?#20445;?#21521;造粒机中喷洒水雾,待芯球?#26412;?br>增大到6~8mm时停止喷洒水雾。


进一步地,6)中振动筛的筛孔孔径为3~5mm。


进一步地,6)中所得筛下物可将筛下物?#29943;?#19979;物:污泥粉=1:7的比例混入污泥粉
中进行再次利用。


与现有的技术相比,本发明有以下有益之处:


a、所采用的污泥来源广泛,包括城市污水污泥、造纸污泥以?#22365;?#26579;污泥等绝大部
分各类的污泥,且对污泥的初始含水率没有明显的限制,各种含水率的脱水污泥经过烘干
筒处理至含水量3~8%即可;


b、所有原料在1100~1300℃的高温下煅烧,污泥及其他原料中所有的有机质全部
分解,病原菌被高温杀死,原料中残留的重金属被熔融的陶?#20351;?#37240;盐所包围固化,对环境无
害,同时不影响陶粒产品的使用性能;


c、加入污泥还可以改善陶粒原材料的膨胀性能,提高陶粒的性能,同时加入了页
岩粉和固体废料等,?#26723;?#21407;材料的工艺质量要求,扩大原材料的来源,利用污泥中的干基热
值,?#26723;?#29123;料成本;


d、经过煅烧后,芯球中的有机物(包括污泥粉和页岩粉中的部分有机物及锯末)燃
烧殆尽,剩余的陶?#20351;?#37240;盐及重金属固化成核心,且该核心因有机成分的消失殆尽而存在
不规则的孔洞,使得陶粒中心位置具有孔结构,且同?#26412;?#26377;一定强度;


e、经过煅烧后,壳材中的有机物(包括秸秆以及污泥粉、页岩粉、固体废料粉和黏
土中的部分有机物)燃烧殆尽而使陶粒外层(除核?#32784;?#30340;部分)存在不规则的孔洞,形成孔
结构,且同?#26412;?#26377;一定强度;


f、加入的秸秆和锯末能够在坯球中形成有机物聚团(即在坯球中以微小颗粒存
在),这些聚团在煅烧过程中首选被消耗形成孔洞,有利于孔结构的形成;


g、分段进行煅烧,温度逐渐升高,能够保证坯球不会因高温而爆裂,导致煅烧失
败,其中,第一阶段能使得坯球中的水分?#26412;?#33073;除,形成更稳定的球体;第二阶段?#20445;?#22383;球中
的秸秆和锯末首先被消耗,同时坯球进一步固化,形成初步孔结构;第三阶段?#20445;?#22383;球中的
有机物完?#19978;?#32791;,形成更多的孔结构,同时原料中的陶?#20351;?#37240;盐能够进一步固化这些孔结
构,使得这些孔的孔?#31471;?#23567;,形成致密的微孔结构,使得陶粒的强度得以提高;


h、所提供的陶粒具有较高的质量等级,按GB/T17431.1-2010所列项目进行检测,
核心指标如下:


粒径为:7~10mm;密?#20219;?07~498kg/m
3;筒压强?#20219;?~3Mpa;


所生产的陶粒和污泥陶?#25345;?#37327;上乘,可用于开发保温砂浆、保温隔音墙板、桥面铺
装、吸波/射线屏蔽材料等建材制品,应用于桥梁、道路及民用节能建筑等领域,利国利民,
使用?#27573;?#24191;、应用前景广阔。


具体实施方式


为了使本发明的目的、技术方案?#22365;?#28857;更加清楚明白,以?#38470;?#21512;实施例,对本发明
进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于
限定本发明。


实施例1


将初始含水量为46%的污泥加入到烘干筒中烘干至水分含量为3%,然后加入粉
碎机粉碎至粒径为5mm,得污泥粉,然后将55kg污泥粉、20kg页岩粉、10kg固体废料粉、3kg黏
土、和10kg秸秆粒加入球磨机研磨2后取出,得到粒径为0.2mm的壳材;然后将10kg锯末、1kg
污泥粉、0.5kg页岩粉和1kg水加入搅拌机搅拌0.5h后取出,得芯材;然后将芯材加入造粒机
中制成?#26412;?mm的芯球,然后向造粒机中继续加入壳材使得芯球?#26412;?#22686;大至7mm,得坯球,在
造粒机中加入壳材的同?#20445;?#21521;造粒机中喷洒水雾,且待芯球?#26412;?#22686;大到6mm时停止喷洒水
雾;然后将所得坯球加入回转窑中进行分段煅烧,其中:


第一阶段温?#20219;?0℃,时间为40min;


第二阶段温?#20219;?00℃,时间为40min;


第三阶段温?#20219;?100℃,时间为30min;


第四阶段降温到200℃,然后取出,得初级陶粒;


最后待初级陶粒继续降温至90℃,然后加入?#31224;?#21160;筛(筛孔孔径为3mm)中进行震
动筛分,震动时间为10min,收集筛上物即得产品。


优选地,固体废料粉粒径为2mm,秸秆粒粒径为1mm;锯末粒径为0.5mm,页岩粉粒径
为0.01mm。


实施例2


将初始含水量为55%的污泥加入到烘干筒中烘干至水分含量为5%,然后加入粉
碎机粉碎至粒径为8mm,得污泥粉,然后将62kg污泥粉、26kg页岩粉、16kg固体废料粉、5kg黏
土、和12.5kg秸秆粒加入球磨机研磨1.5h后取出,得到粒径为0.11mm的壳材;然后将15kg锯
末、2kg污泥粉、1.3kg页岩粉和2kg水加入搅拌机搅拌45min后取出,得芯材;然后将芯材加
入造粒机中制成?#26412;?mm的芯球,然后向造粒机中继续加入壳材使得芯球?#26412;?#22686;大至8mm,
得坯球,在造粒机中加入壳材的同?#20445;?#21521;造粒机中喷洒水雾,且待芯球?#26412;?#22686;大到7mm时停
止喷洒水雾;然后将所得坯球加入回转窑中进行分段煅烧,其中:


第一阶段温?#20219;?00℃,时间为35min;


第二阶段温?#20219;?00℃,时间为35min;


第三阶段温?#20219;?200℃,时间为25min;


第四阶段降温到230℃,然后取出,得初级陶粒;


最后待初级陶粒继续降温至100℃,然后加入?#31224;?#21160;筛(筛孔孔径为4mm)中进行震
动筛分,震动时间为12min,收集筛上物即得产品。


优选地,固体废料粉粒径为3mm,秸秆粒粒径为2mm;锯末粒径为0.8mm,页岩粉粒径
为0.02mm。


实施例3


将初始含水量为60%的污泥加入到烘干筒中烘干至水分含量为8%,然后加入粉
碎机粉碎至粒径为10mm,得污泥粉,然后将70kg污泥粉、30kg页岩粉、20kg固体废料粉、8kg
黏土、和15kg秸秆粒加入球磨机研磨2h后取出,得到粒径为0.2mm的壳材;然后将20kg锯末、
3kg污泥粉、2kg页岩粉和3kg水加入搅拌机搅拌1h后取出,得芯材;然后将芯材加入造粒机
中制成?#26412;?mm的芯球,然后向造粒机中继续加入壳材使得芯球?#26412;?#22686;大至10mm,得坯球,
在造粒机中加入壳材的同?#20445;?#21521;造粒机中喷洒水雾,且待芯球?#26412;?#22686;大到9mm时停止喷洒水
雾;然后将所得坯球加入回转窑中进行分段煅烧,其中:


第一阶段温?#20219;?20℃,时间为30min;


第二阶段温?#20219;?00℃,时间为30min;


第三阶段温?#20219;?300℃,时间为20min;


第四阶段降温到250℃,然后取出,得初级陶粒;


最后待初级陶粒继续降温至110℃,然后加入?#31224;?#21160;筛(筛孔孔径为5mm)中进行震
动筛分,震动时间为15min,收集筛上物即得产品。


优选地,固体废料粉粒径为5mm,秸秆粒粒径为3mm;锯末粒径为1mm,页岩粉粒径为
0.03mm。


实施例4


除以下内容外,其余内容与实施例1一致,具体不同为:


55kg污泥粉中还含有来自实施例1~3中的振动?#24178;?#19979;物的混合物,具体为
6.875kg,且实施例1~3中筛下物的比例为1:1:2。


实施例5


除以下内容外,其余内容与实施例2一致,具体不同为:


62kg污泥粉中还含有来自实施例1~3中的振动?#24178;?#19979;物的混合物,具体为
7.75kg,且实施例1~3中筛下物的比例为1:2:1。


实施例6


除以下内容外,其余内容与实施例3一致,具体不同为:


70kg污泥粉中还含有来自实施例1~3中的振动?#24178;?#19979;物的混合物,具体为
8.75kg,且实施例1~3中筛下物的比例为2:1:1。


将实施例1~6中所得陶粒按GB/T17431.1-2010所列项目进行检测,结果如下:















实施例


1


2


3


4


5


6




粒径/mm


7


8


10


7


8


10




密度/kg/m
3


307


431


488


351


459


498




筒压强度/Mpa


2


2.4


2.8


2.1


2.5


3






上表中的数据显示,实施例46所得的陶粒密度和强度分别高于实施例1、2和3,说
明添加筛下物能够提高陶粒的质量。


以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护?#27573;?#20043;内。


关于本文
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