专利名称：利用废纸造纸污泥制得的烧结砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及利用废纸造纸产生的污泥制得的烧结砖及其制备方法。
纸张已被广泛地用于各种领域。但是造纸工业产生的大量污泥已给环境带来严重的污染问题，随着国家环保政策的日趋严格，如何处置造纸业每年产生的数量巨大的污泥已越来越成为人们关注的焦点。若采用焚烧处理不仅会污染大气，而且耗能巨大；而若采用填满处理，则会对地下水资源造成污染。因此，如何处理造纸污泥已成为目前迫切需要解决的环保问题。
发明专利申请公开说明书CN 1299790A公开了一种利用造纸废料制砖的方法，该方法包括将造纸废料按一定比例掺混于泥土或者粉煤灰中，将泥土装入或者将粉煤灰压缩后装入制砖模具以形成砖坯，将具有砖坯的模具放入制砖窑炉，加热使砖坯烧结。该方法所用的造纸废料是一个非常宽泛的概念，可以是造纸过程中产生的一切废料，包括造纸或制浆过程中产生的黑液、木质素和废纤维等废料。该方法所用的粉煤灰是从发电厂和炼焦厂的烟道气中沉降出来的，取材受到地域限制。此外，该方法使用制砖模具来形成砖坯，显然在制得烧结砖后还要将其从模具中取出。对于一般的中小规模砖窑厂(日产量在8万块砖以上)而言，如此进行装模脱模耗工耗时很大，不适合于实际的工业生产。
本发明还有一个目的是提供一种利用废纸造纸产生的污泥制得的烧结砖，该烧结砖的砖体的耐压性能和抗折性能均符合国家标准。
本发明提供了一种利用废纸造纸污泥制备烧结砖的方法，该方法包括以下步骤a)用杀菌剂对废纸造纸污泥进行预处理，b)混合70-85重量份粘土、10-25重量份经预处理的废纸造纸污泥和5-10重量份煤渣，c)将所得混合物挤出成坯条，切割成砖坯，干燥后，以600-700℃的烧结温度对砖坯进行烧结。
在上述方法中，杀菌剂较好是次氯酸钠，混合步骤较好是采用对辊搅拌机或双轴搅拌机来进行。
本发明还提供了利用废纸造纸污泥用上述方法制得的烧结砖。所述烧结砖包括烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结空心砖、空心切块砖和各种类型的烧结瓦片。
本发明的制砖方法解决了废纸造纸产生的大量污泥的处理问题，使废料得以再生利用，从而节约了粘土，具有环保意义。同时，本发明的制砖方法工艺简单，成本低，适合于工业大规模生产，并且制得烧结砖的开裂程度小，成品率高。由本发明制砖法制得的烧结砖外观平整、尺寸规范、耐压性能和抗折性能良好，各项指标均符合国家标准。
本发明中所称“废纸造纸污泥”，即废纸造纸产生的污泥，专指造纸厂采用以进口或国产废纸为原料，生产再生纸过程中所产生的污泥。废纸造纸污泥的主要成份是45-53％的木质短纤维、17-20％的碳酸钙等无机物，以及其它有机物，其pH值呈中性。木质短纤维本身的热值约为10.5kJ，其粒度小，烧结时能使热量均匀分布，从而可缩短烧结时间。用木质短纤维部分取代煤渣(其热值约为6.3kJ)，可以降低能耗。此外，木质短纤维在砖坯中的均匀分布能有效地防止砖坯在烧结时爆裂或变形。废纸造纸污泥中的另一主要组分碳酸钙等无机粉状物，能有效地增加烧结砖组织密度，促进砖面平整，增强砖面附着力。
本发明所用的煤渣是煤燃烧后剩余的灰渣，与粉煤灰相比在制备烧结砖方面具有成本低、取料方便、制得砖的耐压强度高等优点。
在本发明利用废纸造纸污泥制造烧结砖的方法中，使用70-85重量份粘土、10-25重量份经预处理的废纸造纸污泥和5-10重量份煤渣，较好是使用75-80重量份粘土、15-25重量份经预处理的废纸造纸污泥和5-10重量份煤渣。粘土用量远远低于常规制砖中粘土的用量。污泥用量过多会使所得烧结砖的密度过大(透气性差)，且耐压性能下降，不符合国家标准；污泥用量太少，则短纤维量相应减少，因而在砖坯烧结时热量不够。煤渣用量过多会使砖坯在烧结时开裂，且所得烧结砖的外观平整度和附着力受到影响；煤渣用量太少，则会降低混合物的热值，烧结时热量不够。若要达到所需热值，只能加大污泥用量，但污泥加入过多会导致耐压性能不符合国家标准。
在本发明的一个较佳实施方案中，烧结砖的制备可包括以下步骤1.原料的预处理废纸造纸污泥含有大量有机微生物，运输和堆放期间会产生恶臭，对环境造成二次污染。在本发明方法中，按污泥的重量计，向废纸造纸污泥中加入0.5-1％(重量)的杀菌剂，使废纸造纸污泥中的细菌数由20000-30000个/毫升降低至1000-2000个/毫升。所用杀菌剂可以是次氯酸钠、氟硅酸钠、灭菌丹等，其中较好是次氯酸钠。
在空气中干燥废纸造纸污泥，使其含水量由70％下降至40-50％。
将煤渣破碎至直径为1-3毫米的颗粒，可用常规方法进行破碎。
2.原料的配比和混合用搅拌机混合搅拌70-85重量份粘土、10-25重量份经预处理的废纸造纸污泥和5-10重量份煤渣，所述搅拌机例如是对辊或双轴等搅拌机。
3.挤出成型用挤压机挤出坯条，再用切割机切割成砖坯。
4.烧结制得成品将砖坯自然风干后进窑烧结，进窑温度为常温，半小时左右升温至600-700℃，4-4.5小时后逐渐降温，然后开启窑门，取出成品。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1向25千克废纸造纸污泥中拌入0.125千克次氯酸钠进行预处理并干燥至含水量为50％。用双轴搅拌机搅拌所得废纸造纸污泥、85千克粘土和5千克经破碎的煤渣，然后挤压成型，并用切割机切块，得到砖坯。经7天自然风干后进窑烧结，进窑时温度为常温，然后将温度升至700℃，烧结4小时，出窑温度为50℃。得到的烧结砖外观平整，尺寸规范。从所得烧结砖中随机抽取5块砖，对它们进行检验，结果见表1。
实施例2向10千克废纸造纸污泥中拌入0.1千克次氯酸钠进行预处理并干燥至含水量为40％。用双轴搅拌机搅拌所得废纸造纸污泥、70千克粘土和10千克经破碎的煤渣，然后挤压成型，并用切割机切块，得到砖坯。经4天自然风干后进窑烧结，进窑时温度为常温，然后将温度升至600℃，烧结4.5小时，出窑温度为40℃。得到的烧结砖外观平整，尺寸规范。从所得烧结砖中随机抽取5块砖，对它们进行检验，结果见表1。
实施例3向20千克废纸造纸污泥中拌入0.17千克次氯酸钠进行预处理并干燥至含水量为45％。用对辊搅拌机搅拌所得废纸造纸污泥、75千克粘土和7千克经破碎的煤渣，然后挤压成型，并用切割机切块，得到砖坯。经5天自然风干后进窑烧结，进窑时温度为常温，然后将温度升至650℃，烧结4.5小时，出窑温度为40℃。得到的烧结砖外观平整，尺寸规范。从所得烧结砖中随机抽取5块砖，对它们进行检验，结果见表1。
实施例4向15千克废纸造纸污泥中拌入0.1千克次氯酸钠进行预处理并干燥至含水量为50％。用对辊搅拌机搅拌所得废纸造纸污泥、80千克粘土和9千克经破碎的煤渣，然后挤压成型，并用切割机切块，得到砖坯。经5天自然风干后进窑烧结，进窑时温度为常温，然后将温度升至680℃，烧结4小时，出窑温度为45℃。得到的烧结砖外观平整，尺寸规范。从所得烧结砖中随机抽取5块砖，对它们进行检验，结果见表1。
表1
*＂合格＂指符合烧结砖GB5101-85标准。GB5101-85规定，抗压强度的五块平均值≥9.81MPa，单块最小值≥5.89MPa，达到该值即合格；抗折强度五块平均值≥2.26MPa，单块最小值≥1.28MPa，达到该值即合格。
权利要求
1.一种利用废纸造纸污泥制备烧结砖的方法，该方法包括以下步骤a)用杀菌剂对废纸造纸污泥进行预处理，b)混合70-85重量份粘土、10-25重量份经预处理的废纸造纸污泥和5-10重量份煤渣，c)将所得混合物挤出成坯条，切割成砖坯，干燥后，以600-700℃的烧结温度对砖坯进行烧结。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述杀菌剂是次氯酸钠。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述混合步骤采用对辊搅拌机或双轴搅拌机进行。
4.一种利用废纸造纸污泥制得的烧结砖，其特征在于所述烧结砖用权利要求1-3中任一项所述的方法制得。
5.如权利要求4所述的烧结砖，其特征在于所述烧结砖包括烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结空心砖、空心切块砖和烧结瓦片。
全文摘要
本发明公开了一种利用废纸造纸污泥制备烧结砖的方法，该方法包括以下步骤a)用杀菌剂对废纸造纸污泥进行预处理，b)混合70－85重量份粘土、10－25重量份经预处理的废纸造纸污泥和5－10重量份煤渣，c)将所得混合物挤出成坯条，切割成砖坯，干燥后，以600－700℃的烧结温度对砖坯进行烧结。该制砖方法解决了废纸造纸产生的大量污泥的处理问题，使废料得以再生利用，从而节约了粘土，具有环保意义。同时，该方法工艺简单，成本低，适合于工业大规模生产。用该方法得到的烧结砖外观平整、尺寸规范、结构致密、其砖体的耐压性能和抗折性能均符合国家标准。
文档编号E04C1/00GK1408675SQ0112689
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月28日 优先权日2001年9月28日
发明者韩晓伟, 李新华 申请人:韩晓伟