制瓷质砖专用的污泥的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥技术领域，特别涉及一种制瓷质砖专用的污泥的制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国建筑行业对瓷质砖的需求量非常巨大，常规的瓷质砖大多需要泥类塑性原 料，其配方构成为：粘土 15-25%，长石60-70%，添加剂3-10%。瓷质砖泥类塑性原料(粘土） 都是从良田及江、河冲积平面取得，需要去除农田表层淤泥，取走中层黑泥，开采完黑泥后 的农田就不能再耕种，对国家耕田资源毁坏极大。
[0003] 另一方面，城市污水处理厂污泥产量非常大，虽然目前也有再利用的方式，例如： 农业堆肥、加工肥料等，但由于其中重金属含量高，很容易被植物吸收重新进入人体，对健 康造成伤害，所以目前绝大部分地区还是采取填埋的处理方式，但填埋需要占用大量土地， 填埋后的土地由于污泥中重金属含量很高而无法耕种。
[0004] 目前也有用污泥引入作为瓷质砖原料使用，但产品的质量低，瓷质砖产品的常规 质量检测项目：白度、抗折强度、吸水率等各方面性能，都达不到现有产品的指标要求。具体 而言，现有技术都是把污泥和其他泥、砂类原料加入球磨机，球磨成浆后进行除铁，所以除 铁不彻底，而且钛锰等其他重金属不能加入回收利用，造成成品白度很低。此外，由于有泥 的存在，球磨效率低，耗费更多的电。进一步，现有的污泥普遍含钙量很高，难烧结，烧成后 造成了砖成品的气孔率高，从而导致烧成的成品吸水率比较高（吸水率达0. 5%左右)，抗折 强度比较低(抗折强度只有1400N左右)。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种制瓷质砖专用的污泥的制备方法，所 述污泥用于代替粘土原料，其制得的瓷质砖白度高、抗折强度高，吸水率低。
[0006] 为达到上述技术效果，本发明提供了一种制瓷质砖专用的污泥的制备方法，包 括： (1) 将污泥原料进行沉降，得到泥浆； (2) 将沉降后的泥浆通过爆气杀菌池进行杀菌； (3) 将杀菌后的泥浆通过除铁设备进行除铁； (4) 将除铁后的泥浆通过杀菌漂白池进行杀菌，并加入漂白剂对泥浆进行漂白处理，其 中，泥浆与漂白剂的用量比为1:0. 001-0. 03,漂白剂选用纯碱与保险粉的混合物，或者稀硫 酸； (5) 将杀菌漂白后的泥浆进行压滤处理，得到污泥和水； (6) 将压滤处理得到的污泥通过干燥设备进行干燥，将压滤处理得到的水通过杀菌漂 白池再次进行杀菌和漂白； (7) 将干燥后的污泥打包，得到Fe含量< 0. 5%，Ti含量< 0. 3%，Mn含量< 0. 1%的污 泥成品。
[0007] 作为上述方案的改进，所述污泥成品由下述以重量百分比计的组分组成： SiO2 20-55%、Al2O3 5-18 %、Fe2O3O. 01-0. 5%、CaO 5-10 %、MgO 0.1-5%、K2O 0.1-5 %、 Na2O 0· 01-2 %、TiO2 0· 01-0. 3 %、MnO 0· 01-0. 1%、P2O5 1-5%、SO3 0· 1-5%、BaO 0· 01-1%、ZnO 0· 01-1%、ZrO2 0· 01-0. 2%、Cl 0· 01-1%、PbO 0· 01-0. 2%、Cr2O3 0· 01-0. 2%、CuO 0· 01-0. 3%、 余量为灼减。
[0008] 作为上述方案的改进，所述污泥成品由下述以重量百分比计的组分组成： SiO2 20-40%、Al2O3 8-15%、Fe2O3O. 01-0. 5%、CaO 5-10 %、MgO 0· 1-3%、K2O 0· 1-3 %、 Na2O 0· 01-1 %、TiO2 0· 01-0. 1%、MnO 0· 01-0. 1%、P2O5 2-4%、SO3 0· 1-3%、BaO 0· 01-0. 5%、 ZnO 0· 01-0. 5%、ZrO2 0· 01-0. 1%、Cl 0· 01-0. 5%、PbO 0· 01-0. 1%、Cr2O3 0· 01-0. 1%、CuO 0. 01-0. 1%、余量为灼减。
[0009] 作为上述方案的改进，当漂白剂选用纯碱与保险粉的混合物时，先加入纯碱，待泥 浆的pH值为7. 0-8. 0时再加入保险粉，保险粉的加入量为0. 5-1. 5G/100ML泥浆； 当漂白剂选用稀硫酸时，稀硫酸的浓度为10-30%，稀硫酸的加入量为0. 5-1. 5G/100ML 泥浆。
[0010] 作为上述方案的改进，在干燥后的污泥中加入生滑石，所述生滑石的加入量为 1-5% 〇
[0011] 作为上述方案的改进，所述干燥设备为低温干燥设备，干燥温度为60-KKTC。
[0012] 作为上述方案的改进，所述污泥原料为污水处理厂排放的泥浆和/或污水处理厂 排放的污泥；当污泥原料为污水处理厂排放的污泥时，所述污泥预先经过制浆工艺形成泥 浆。
[0013] 作为上述方案的改进，所述污泥原料的沉降处理为两级沉降处理。
[0014] 作为上述方案的改进，所述污泥成品的含水量g 28. 6%。
[0015] 实施本发明具有如下有益效果： 本发明提供一种制瓷质砖专用的污泥的制备方法，其将没有压滤的泥浆直接进行单独 除铁、钛、锰处理，通过除铁设备和加入漂白剂，彻底的除铁、钛、锰等重金属，大大提高成品 的白度。上述污泥作为制瓷质砖的原料使用时，可以代替粘土。
[0016] 本发明加入生滑石，生滑石所含有的MgO能与污泥中的CaO及陶瓷常规原料中的 Al、Si形成特殊的微观晶体结构，使得瓷质砖成品形成一种新的CaO-MgO-Al2O3-SiO 2结构， 从而提高瓷质砖成品的各方面性能指数。这种0&0-1%0^120 3^02结构克服了钙含量高造 成气孔率的问题，提高了成品的白度，降低了成品的吸水率，提高了抗折强度。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明制瓷质砖专用的污泥的制备方法的流程图； 图2是本发明制瓷质砖专用的污泥的制备系统的示意图。
【具体实施方式】
[0018] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步的详细描述。
[0019] 常规的瓷质砖大多需要泥类塑性原料，其配方构成为：粘土 15-25%，长石60-70%， 添加剂3-10%。本发明目的是提供一种可代替粘土的污泥的制备方法，且保证以该制备方法 得到的污泥为原料制得的瓷质砖同时具有白度高、抗折强度高，吸水率低的优点。
[0020] 为此，本发明提供了一种制瓷质砖专用的污泥的制备方法，如图1和图2所示，包 括： S101、将污泥原料进行沉降，得到泥浆。
[0021] 所述污泥原料可以是污水处理厂排放的泥浆，也可以是污水处理厂排放的污泥。 其中，当污泥原料选用污水处理厂排放的污泥时，污泥需要预先经过制浆工艺形成泥浆，然 后再进行预处理。
[0022] 所述污泥原料的沉降处理优选为两级沉降处理，污泥原料经过一、二级沉降池，污 水中的大的砂粒石子粒等比重较大的颗粒就会自然沉降，表面水层通过溢流进入下一工 序。
[0023] S102、将沉降后的泥楽通过爆气杀囷池进打杀囷。
[0024] S103、将杀囷后的泥楽通过除铁设备进打除铁。
[0025] 所述除铁设备优选为高磁场的除铁设备。
[0026] 需要说明的是，上述爆气杀菌和除铁处理依据惯有手段设计即可。
[0027] S104、将除铁后的泥浆通过杀菌漂白池进行杀菌，并加入漂白剂对泥浆进行漂白 处理，其中，泥浆与漂白剂的用量比为1:0. 001-0. 03,漂白剂选用纯碱与保险粉的混合物， 或者稀硫酸。
[0028] 当漂白剂选用纯碱与保险粉的混合物时，先加入纯碱，待泥浆的pH值为7. 0-8. 0 时再加入保险粉，保险粉的加入量为〇. 5-1. 5G/100ML泥浆。
[0029] 现有使用保险粉的漂白方案，主要是在印染工业中会使用，而在泥类塑性原料领 域中基本没有使用。本发明创新性地加入纯碱和保险粉的混合物，主要是通过保险粉的强 还原性，在一定的碱性环境下能将污泥中的不溶于水的高价态金属离子还原成为低价态的 溶于水的金属离子，上述金属随着水脱离污泥，从而达到进一步去除污泥中金属元素的目 的。漂白过程中，先加入纯碱，待纯碱溶解到泥浆中与泥浆混合均匀后再加入保险粉。加 入纯碱的量确定为检测到泥浆的pH=7. 0-8. 0之间为止。因为纯碱的作用是为后期保险粉 的反应提供一个弱碱性的反应环境。加入保险粉的量为：0.5-1. 5G / 100ML泥浆。保险粉 的作用主要是用于还原泥浆中难溶于水的三价铁离子，转化成为易溶于水的二价铁离子。 本发明泥浆中加入0.5-1. 5G / 100ML保险粉可以达到最好的还原效果。如果加入量少于 0. 5G/100ML，则无法完全还原泥浆中的三价铁离子，而如果加入量大于I. 5G/ML，则对原料 是一种浪费。
[0030] 当漂白剂选用稀硫酸时，稀硫酸的浓度为10-30%，稀硫酸的加入量为 0· 5-1. 5G/100ML 泥浆。
[0031] 本发明需要控制稀硫酸的浓度和加入量。若稀硫酸浓度低于10%，则其中的有用成 分太少，需要加入的量太大，不方便操作；若稀硫酸的浓度高于30%，则该硫酸对人体的危 害较大，万一触碰到很容易烧伤，所以本发明将稀硫酸的浓度控制在10-30%，即方便操作， 又确保安全。稀硫酸的加入主要目的是与泥浆中的氧化铁成分反应，生成可溶于水的铁的 盐类。若加入的稀硫酸量加入量低于0.5G / 100ML泥浆，则无法将所有的氧化铁完全反应 转化完，若稀硫酸的加入量高于1.5G / 100ML泥楽，一方面浪费了原料，另一方面会造成泥 浆的PH值偏高，对后期水的部分的回收及排放带来困难。
[0032] 现有使用稀硫酸酸洗的方案主要是在高岭土之类原料加工时会使用，而在本发明 泥类塑性原料领域中基本没有使用。本发明创新性地加入稀硫酸，主要是把不溶于水的金 属氧化物或者碱性金属盐反应后变成可溶于水的硫酸盐，而从污泥中排出，达到进一步去 除污泥中金属元素的目的。
[0033] S105、将杀菌漂白后的泥浆进行压滤处理，得到污泥和水。
[0034] S106、将压滤处理得到的污泥通过干燥设备进行干燥，将压滤处理得到的水通过 杀菌漂白池再次进行杀菌和漂白。
[0035] 所述干燥设备为低温干燥设备，干燥温度为60-100°C。本发明将干燥温度控制在 60-KKTC范围内，可以有效保证污泥适用于瓷质砖的生产。如果温度过高，污泥会被干结， 不再具有陶瓷粘土所需的塑性。
[0036] S107、将干燥后的污泥打包，得到Fe含量< 0. 5%，Ti含量< 0. 3%，Mn含量< 0. 1% 的污泥成品。
[0037] 具体的，所述污泥成品由下述以重量百分比计的组分组成： SiO2 20-55%、Al2O3 5-18 %、Fe2O3O. 01-0. 5%、CaO 5-10 %、MgO 0.1-5%、K2O 0.1-5 %、 Na2O 0· 01-2 %、TiO2 0· 01-0. 3 %、MnO 0· 01-0. 1%、