本发明涉及粉煤灰回收利用，污泥废物利用
技术领域：
，尤其涉及一种粉煤灰污泥陶粒的制备方法。
背景技术：
：粉煤灰是电厂锅炉所产生的灰渣。其中煤粉锅炉为悬浮燃烧，煤粉在燃烧后残余的灰渣大部分是极细小的球形玻璃体，它随着烟气离开炉膛成为飞灰，经收尘器收集后排放，这就是粉煤灰。近年来，随着国家对环境保护工作的日益重视，政府部门对企业的环保工作也有明确的要求，在此背景下，有关生产企业中如何使粉煤灰变废为宝，减少环境污染，进而达到提高经济效益和发展循环经济的目的，亦已成为迄今包括建材企业在内的众多生产企业致力研究的主要技术课题。污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。它很难通过沉降进行彻底的固液分离。污泥成分极其复杂，如不加任何处理，不仅会占用大量的土地，还会造成二次污染，尤其是对土壤和地下水的污染，目前污泥的处理处置手段主要有污泥填埋、污泥农用、污泥焚烧、污泥的堆肥化处理技术、污泥的燃料化技术、污泥的厌氧消化技术等，这些技术虽然也使一部分污泥得到有效的控制与治理，但处理效果并不是很好，而且耗费大量的人力以及财力，污泥也并不能得到充分的利用。基于此问题，发展一种经济有效的污泥处理与处置的方法至关重要。污泥的建材化技术也是新兴起的一种污泥处理处置手段，主要包括污泥制生态水泥、污泥制微晶玻璃、污泥制生化纤维板以及本专利所要做的污泥制轻质陶粒。陶粒是以sio2和al2o3为主成分的原材料、经过高温焙烧而成的堆积密度小于1200kg/m3的多孔轻集料。具有密度小、强度高、吸水率低、保温、隔热、抗震及耐火等特点，它的用途广泛，可取代普通砂石配制轻集料混凝土，用作水处理滤料、吸附剂、透水路面材料，还可用作农业、园林中无土栽培的培养基以及桥面板、空心砌块等建材原料。技术实现要素：针对上述技术问题，本发明提供一种粉煤灰污泥陶粒的制备方法，利用粉煤灰、污水厂污泥、自来水厂污泥、造纸厂污泥，生产成本低、能耗低、环保效果好且产品使用性能高的粉煤灰污泥陶粒。本发明的技术方案如下所述。一种粉煤灰污泥陶粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将粉煤灰和污泥分别干燥至恒重、研磨成粉过40目筛；(2)将粉煤灰和污泥混合均匀得到陶粒原料；(3)将步骤(2)所得陶粒原料放入造粒机内，并加入5％的水，使原料润湿；(4)启动造粒机并将转速提高至1400r/min，在该转速下转动10min，降低转速至500r/min并在20min内加水至原料含水15％，然后再将造粒机的转速提高至1400r/min并保持转动5～10min，可得生料球；(5)将步骤(4)所得生料球送入电阻炉内，以10℃/min的速率升温至500℃并恒温10min，然后降温至100℃并恒温5min，再以10℃/min的速率升温至1100～1200℃并于该温度下烧结15min，然后降温至600℃保温10min；(6)让生料球在炉内从600℃缓慢降温至室温即可得陶粒。作为优选，按重量计算，所述陶粒原料的组成为：粉煤灰30～60％，自来水厂污泥30～60％，造纸厂污泥3～9％，污水厂污泥0～10％。本发明有益效果：(1)与现有技术相比，本发明采样粉煤灰为主料，并采用自来水厂污泥、污水厂污泥、造纸厂污泥为辅料制备陶粒，不但工艺简单、成本低，还可使粉煤灰、污泥得到充分利用，所制得的陶粒符合建材陶粒要求，在变废为宝的同时不仅节约了黏土、页岩等珍贵资源，同时还避免了粉煤灰、污泥的大量排放和堆积，降低了环境污染，真正达到了固体废物的资源化、无害化和减量化的目的，同时实现了变废为宝；(2)首先将造粒机的转速提高至1400r/min，使陶粒逐步成型，然后将速度降至500r/min，在此转速下边转动边加水，可以使陶粒原料均匀与水接触，有利于陶粒成型均匀，并且制得的陶粒膨胀均匀，空隙较大较密；(3)生料球首先在500℃下烧制，后降温至100℃，此时生料球经过500℃高温预热已经把陶粒原料内的表面水和结合水都蒸发掉，如果继续持续升温容易导致生料球炸裂，降低温度有利于防止生料球开裂。待生料球结构稳定后，持续升温，既保证了水分的充分蒸发，同时也保证烧结后的陶粒结构完整；(4)当陶粒烧结完成后降温至600℃进行烧制10min，有利于烧制的陶粒内部光滑，质地烧结，结构紧密，自然强度也较高。附图说明为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为实施例一和实施例二所得烧制陶粒的xrd图；图2为实施例一在1000倍镜下的sem图；图3为实施例一在10000倍镜下的sem图；图4为实施例二在1000倍镜下的sem图；图5为实施例二在10000倍镜下的sem图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合实施例对本本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述。一种粉煤灰污泥陶粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将粉煤灰和污泥分别干燥至恒重、研磨成粉过40目筛；(2)将粉煤灰和污泥混合均匀得到陶粒原料；(3)将步骤(2)所得陶粒原料放入造粒机内，并加入5％的水，使原料润湿；(4)启动造粒机并将转速提高至1400r/min，在该转速下转动10min，降低转速至500r/min并在20min内加水至原料含水15％，然后再将造粒机的转速提高至1400r/min并保持转动5～10min，可得生料球；(5)将步骤(4)所得生料球送入电阻炉内，以10℃/min的速率升温至500℃并恒温10min，然后降温至100℃并恒温5min，再以10℃/min的速率升温至1100～1200℃并于该温度下烧结15min，然后降温至600℃保温10min；(6)让生料球在炉内从600℃缓慢降温至室温即可得陶粒。本发明步骤(4)中，造粒机的转速设定为1400r/min，保持转动10min，将造粒机转速降低至500r/min并在20min内往原料内加水至原料含水15％，然后将造粒机转速再次提高至1400r/main并保持转动5～10min。本发明步骤(5)中，采用分段升温的方式，开始以10℃/min的速率持续升温至500℃，然后保持此温度烧制10min，然后在以同样的速率升温至1100～1200℃保持15min，最后降温至600℃烧制10min。2.对所选材料进行成分分析，所得结果如表1所示。表1sio2al2o3fe2o3caok2o粉煤灰6423413污水厂污泥48171153自来水污泥5927913造纸厂污泥7477813.按重量计算，所述陶粒原料的组成为：粉煤灰30～60％，自来水厂污泥30～60％，造纸厂污泥3～9％，污水厂污泥0～10％。实施例一一种粉煤灰污泥陶粒的制备，陶粒原料的组成为：粉煤灰38.4％、自来水厂污泥57.7％、造纸厂污泥3.9％。该陶粒的制备方法包括下述步骤：(1)将粉煤灰和污泥分别干燥至恒重、研磨成粉过40目筛；(2)将粉煤灰和污泥混合均匀得到陶粒原料；(3)将步骤(2)所得陶粒原料放入造粒机内，并加入5％的水，使原料润湿；(4)启动造粒机并将转速提高至1400r/min，在该转速下转动10min，降低转速至500r/min并在20min内加水至原料含水15％，然后再将造粒机的转速提高至1400r/min并保持转动5～10min，可得生料球；(5)将步骤(4)所得生料球送入电阻炉内，以10℃/min的速率升温至500℃并恒温10min，然后降温至100℃并恒温5min，再以10℃/min的速率升温至1100℃于该温度下烧结15min，然后降温至600℃保温10min；(6)让生料球在炉内从600℃缓慢降温至室温即可得陶粒。对产品进行性能测试，其吸水率为12.9％，低于普通轻集料粉煤灰陶粒的吸水率标准(gb/t17431.1-1998《轻集料及其试验方法》)。对陶粒进行xrd扫描，其结果如图1中的a所示，发现陶粒矿物成分主要是石英、mullite和钙长石，正是由于在高温下原料粉末颗粒之间熔融烧结，形成了长石及石英等架状硅酸盐晶体和玻璃相无定型物质，才使陶粒具有较高的强度和较大的硬度。莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点。有文献报道在1200℃以上时，才会检测到莫来石的形成。而本实验在1100℃烧制的陶粒里，检测到有莫来石的生成，更加强了陶粒的硬度。对陶粒进行sem扫描，由图2和图3可知，自制陶粒空隙较大较密，内部也较光滑，质地烧结，结构紧密，自然强度也较高，做建筑陶粒较好，能起很好隔热保温的效果。实施例二一种粉煤灰污泥陶粒的制备，陶粒原料的组成为：粉煤灰49.1％、污水厂污泥6.6％、自来水厂污泥37.9％、造纸厂污泥6.3％。该陶粒的制备方法包括下述步骤：(1)将粉煤灰和污泥分别干燥至恒重、研磨成粉过40目筛；(2)将粉煤灰和污泥混合均匀得到陶粒原料；(3)将步骤(2)所得陶粒原料放入造粒机内，并加入5％的水，使原料润湿；(4)启动造粒机并将转速提高至1400r/min，在该转速下转动10min，降低转速至500r/min并在20min内加水至原料含水15％，然后再将造粒机的转速提高至1400r/min并保持转动5～10min，可得生料球；(5)将步骤(4)所得生料球送入电阻炉内，以10℃/min的速率升温至500℃并恒温10min，然后降温至100℃并恒温5min，再以10℃/min的速率升温至1100℃并于该温度下烧结15min，然后降温至600℃保温10min；(6)让生料球在炉内从600℃缓慢降温至室温即可得陶粒。对产品进行性能测试，其吸水率为12.9％，低于普通轻集料粉煤灰陶粒的吸水率标准(gb/t17431.1-1998《轻集料及其试验方法》)。对陶粒进行xrd扫描，其结果如图1中的b所示，发现陶粒矿物成分主要是石英、mullite和钙长石，正是由于在高温下原料粉末颗粒之间熔融烧结，形成了长石及石英等架状硅酸盐晶体和玻璃相无定型物质，才使陶粒具有较高的强度和较大的硬度。莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点。有文献报道在1200℃以上时，才会检测到莫来石的形成。而本实验在1100℃烧制的陶粒里，检测到有莫来石的生成，更加强了陶粒的硬度。对陶粒进行sem扫描，由图4和图5可知，自制陶粒空隙较大较密，内部也较光滑，质地烧结，结构紧密，自然强度也较高，做建筑陶粒较好，能起很好隔热保温的效果。当前第1页12