综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法_2

文档序号:9409442阅读:来源:国知局
何具体的综合利用废弃混凝土和污泥生产熟料的方法。
[0013]今天,我国水泥工业迫切需要从资源耗费型转向资源节约型,从数量扩张型转向更多依靠发展循环经济和技术进步来获取水泥工业的经济增长。其中,废渣资源化利用将是水泥工业发展的主流趋势之一。迫切需要一种可将废弃混凝土处理问题及污泥处置问题与绿色水泥生产相结合,通过对废弃混凝土、污泥的资源化利用,既可利于环境,又能够极大地缓解水泥生产原料资源紧张局面的全新的技术方法。

【发明内容】

[0014]本发明所要解决的技术问题是,提供一种综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法,该方法可利用现有的干法旋窑生产线工艺装备,工艺简单,操作简便,经济环保。
[0015]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法,是以废弃混凝土、污泥、校正料、蚀变剂为原料,利用干法旋窑生产线工艺装备制备生态硅酸盐熟料,主要包括以下步骤:
(O备料:将废弃混凝土破碎至粒径< 40mm,去掉钢筋;将含水污泥采用脊粒晶种化方法转化为脊化污泥,陈化结块污泥则破碎至粒径< 40mm ;将块状的校正料破碎至粒径40mm ;
(2)配料:将废弃混凝土、污泥、校正料与蚀变剂按质量比为废弃混凝土70?82%:污泥10?20%:校正料O?15%:蚀变剂0.5?3.0%比例实行微机配料,各物料比例合计为100% ;
(3)制粉:以生料立磨系统将微机配料的混合物料粉磨至80μπι筛余< 18%的废弃物粉状生料;
(4)煅烧:将废弃物粉状生料送入干法旋窑系统,于1400±50°C煅烧15?45分钟,制成生态硅酸盐熟料。
[0016]进一步,步骤(I)中,所述废弃混凝土指工程拆解或废弃的粗骨料为石灰岩(碳酸钙)、细骨料为石英砂、玄武岩砂或钢渣砂等的普通硅酸盐水泥混凝土,或粗骨料、细骨料均为石灰岩(碳酸钙)的硅酸盐水泥混凝土。
[0017]进一步,步骤(I)中,所述含水污泥为市政水处理厂污泥或湖池河沟沉积污泥,所述陈化结块污泥为市政污水处理厂或湖池河沟清淤堆存结块的陈化污泥。
[0018]进一步,步骤(I)中,所述校正料为铝、铁、钙校正原料,优选工业废渣,如钢渣、磷渣、电石渣、钛石膏等中的一种或几种的混合物。
[0019]进一步,步骤(2)中,所述蚀变剂指能在高温碱性条件下有效熔蚀活化废弃混凝土原料中大量的结晶S12改善其易烧性、降低烧成温度和热耗、提高熟料质量的矿物,为含氟、硼等元素的矿物的复合物。
[0020]进一步,步骤(I)中,含水污泥的脊粒晶种化方法指采用污泥脊粒晶种剂和促进剂,在连续搅拌下将粘糊状污泥转化为类砂状与纤维状污泥并脱水。
[0021]本发明的技术原理:
(1)针对建构物及路桥工程拆解的废弃混凝土实际上具有品种与质量为有规模的批量化、其原混凝土所用原料(粗骨料、细骨料、水泥、渣粉)种类批量化、且可定性和定量分析的特点,参照干法旋窑水泥生产原料控制基本要求进行合理控制,以确保生产熟料的质量,同时,避免采用花岗岩、玄武岩、硅质卵石、白云石及陶粒类粗骨料混凝土等非石灰岩(碳酸钙)粗骨料废弃混凝土作为生态熟料生产的主要原料;
(2)针对生料立磨粉磨物料时其综合物料必须要有适宜的塑性以形成相对稳定的物料垫层的特点,以脊粒晶种化污泥解决脆性的废弃混凝土物料难以形成稳定的物料垫层的问题,即以易干燥的脊化污泥改善立磨工况,降低粉磨能耗;
(3)依据干法旋窑生产线装备及工艺特点,对废弃混凝土进行简单破碎处理、及对污泥的脊粒晶种化处理,以降低废弃物的利用成本;
(4)充分利用废弃混凝土中的粗骨料、细骨料、胶凝组分作为生态硅酸盐熟料的主要化学成分来源,并以脊粒晶种化污泥作为生态熟料烧成的晶种剂,以污泥中所含的碱、硫和磷及重金属元素作为生态熟料烧成的矿化剂,同时,充分利用污泥中的有机质能源降低熟料烧成煤耗,且以污泥中的碳氢有机物作为脱硝用原料以降低或取消脱硝用氨水或脲素;
(5)以含氟、硼等矿物的蚀变剂在高温碱性条件下微观局域上高效熔蚀活化由废弃混凝土所带入的大量的结晶态S12,使其熔蚀活化而易与废弃混凝土原料中的CaO化合生成C2So
[0022]本发明的有益效果:
(1)可充分利用最普及最大量的石灰岩粗骨料废弃混凝土及污泥等废弃物,利于保护社会生态环境及自然环境;
(2)可实现水泥熟料生产对有限的自然资源石灰石、粘土、页岩等自然资源的零消耗,大幅减少燃煤消耗,利于促进水泥工业企业生产的“四零一负”的落实,完全性实现资源循环利用和绿色生态水泥生产;
(3)可利用现有干法旋窑生产线装备及工艺,利于化解水泥产能过剩,利于水泥企业向绿色环保产业转型。
【具体实施方式】
[0023]以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0024]实施例1
在某Φ3.5 X 46m干法旋窑生产线企业试验。
[0025]废弃混凝土取自高速公路维修拆解弃置的废弃混凝土,检测废弃混凝土材料构成组分为石灰石质粗骨料、硅质砂细骨料和普通水泥。
[0026]污泥取自市政污水处理厂污泥,含水率81.7%。
[0027]校正料选用化工厂弃置的陈化堆存的电石渣和钛石膏。
[0028]蚀变剂选用长沙紫宸科技开发有限公司提供的ZC-S2型助烧蚀变剂,主要成份为黄磷厂副产的氟硅酸盐和硼泥废渣等的粉状复合物。
[0029]以此干法旋窑生产线工艺装备按如下步骤综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料:
(1)备料:将废弃混凝土破碎至粒径<35_,去掉钢筋;将含水污泥采用脊粒晶种化方法转化为脊化污泥,即将含水污泥置入搅拌罐中在连续搅拌下加入含水污泥质量5%的熟料粉(晶种剂)和含水污泥质量3%的脊化促进剂(ZC-D1型,长沙紫宸科技开发有限公司提供)脊化为类砂粒状和纤维状混合物,然后脱水分离出脊粒晶种化污泥,用于生料配料,分离出的清水入厂内循环水池;将块状的电石渣和钛石膏破碎至粒径< 35_ ;
(2)配料:将废弃混凝土、脊化污泥、校正料、蚀变剂按质量比为废弃混凝土72%:脊化污泥12%:校正料14.8%(电石渣12.5%+钛石膏2.3%):蚀变剂1.2%的比例实行微机配料;
(3)制粉:微机配料的混合物料连续送入生料立磨系统,粉磨制成80μm筛余13%的废弃物粉状生料,送入均化库;
(4)煅烧:将均化库的废弃物粉状生料送入水泥窑预热器系统,进入回转窑内在1400±50°C煅烧30分钟,制成生态硅酸盐熟料(简称“生态熟料”)。
[0030]连续6天的试验显示:生料立磨系统工况正常;水泥窑系统工况正常;在线检测废气排放达标;生态熟料外观正常,生态熟料中游离氧化钙正常波动在1.2?3.2%,平均2.12%,生态熟料安定性合格;水泥窑系统产量同比提高5.3% ;吨熟料煤耗较原来正常的石灰石、粘土为主的生料煅烧的普通熟料同比降低12.1%;生态熟料物检指标平均值为:游离氧化钙2.12%,标准稠度需水量21.7%,初凝时间2h01分、终凝时间3h07分,3天抗压强度27.6MPa、抗折强度3.9MPa,28天抗压强度53.8MPa、抗折强度8.6MPa,安定性合格。其3天与28天抗压强度较其原来正
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