本发明涉及污泥建材化
技术领域：
，具体涉及一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺。
背景技术：
：目前，堆肥化技术、好氧发酵技术和厌氧消化技术是治理污泥的主要途径，但是污泥的有效利用率较低，无法完全发掘出污泥的潜在价值，造成资源的浪费，且污泥中重金属难以固定，造成二次污染。污泥的建材化技术利用污泥烧结制砖、水泥和陶粒等建筑材料，但是污泥陶粒的微孔较少、强度较低及密度相对较大，因此其稳定性和保温性较差。申请号为cn201710055896.7的专利，将30-70％的污泥、20-60％黏土和10-15％铝土矿混合均匀，再进行陈化、干燥、造粒和煅烧制得污泥陶粒，该专利简化了生产工艺，提高了污泥的处理效率，但是生产出的污泥陶粒孔隙结构较少，保温隔热效果欠佳。本发明生产出的陶粒质轻、强度高、孔隙率高，具有良好的保温、隔热、抗渗、抗震、抗冻及耐火性能，是优良的建筑材料，使污泥实现无害化、减量化、稳定化、资源化再生利用，变废为宝。技术实现要素：针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高强度污泥陶粒的制备方法。本发明的技术方案概述如下：一种利用污泥制作轻质多孔陶粒的工艺，包括以下步骤：步骤一：在100-140℃下，干燥污泥，使含水量降至30-40％；步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:(0.4-0.6)的重量比混合均匀，再加入15-25wt％的膨胀剂和2-6wt％caf2,研磨成混合粉末；其中，所述膨胀剂以重量份数计，包括以下组分：步骤三：将步骤二中的混合粉末挤压造粒成陶粒生料；步骤四：以5-10℃/min的速率升温，200-500℃预热30-40min，500-1000℃烘焙50-70min,1000-1300℃煅烧50-60min，再以3-7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。优选的是，步骤二中混合粉末粒径为0.02-0.04mm。优选的是，步骤三中挤压压强为55-65mpa。本发明的有益效果(1)本发明中的高岭土含有46.54％的sio2和39.5％的al2o3，提高陶粒的硬度和抗压强度，此外，sio2和al2o3又是天然助熔剂，降低陶粒生胚软化系数，提高陶粒纯度；(2)本发明中的膨胀剂使陶粒加热煅烧过程中，不断产生气泡，提高陶粒内部的微孔数量和微孔孔容，从而降低陶粒密度，有效减少室内外的热量传递，加强陶粒的保温、隔音及防渗透功能，na2o在常温下能与污泥中的水反应生成o2，疏松陶粒内部结构，降低污泥含水量，mgco3在400-500℃热分解生成mgo和co2，caco3在850-1000℃热分解cao和co2，cao和mgo又可作为助熔剂，脱除陶粒中的杂质成分，fe2o3在高温条件下能与污泥中c发生氧化还原反应放出co2；(3)本发明中的caf2在900-1100℃时，与sio2反应生成ca3o5si，加强了陶粒分子间的作用力，提高陶粒的抗张强度和硬度，此外，caf2可作为助熔剂和助色剂，能有效降低陶粒烧结温度，减少燃料消耗，提高陶粒的金属色泽，并能够脱去高岭土中硫、磷和氮，降低环境污染。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1步骤一：在100℃下，干燥污泥，使含水量降至30％；步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:0.4的重量比混合均匀，再加入15wt％的由20份caco3、13份mgco3、7份na2o和30份fe2o3制备的膨胀剂和2wt％caf2,研磨成0.02mm粒径的混合粉末；步骤三：将步骤二中的混合粉末在55mpa下挤压造粒成陶粒生料；步骤四：以5℃/min的速率升温，200℃预热30min，500℃烘焙50min,1000℃煅烧50min，再以3℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。实施例2步骤一：在120℃下，干燥污泥，使含水量降至35％；步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:0.5的重量比混合均匀，再加入20wt％的由22份caco3、15份mgco3、9份na2o和32份fe2o3制备的膨胀剂和4wt％caf2,研磨成0.03mm粒径的混合粉末；步骤三：将步骤二中的混合粉末在60mpa下挤压造粒成陶粒生料；步骤四：以7.5℃/min的速率升温，350℃预热35min，750℃烘焙60min,1150℃煅烧55min，再以5℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。实施例3步骤一：在140℃下，干燥污泥，使含水量降至40％；步骤二：将步骤一中的污泥与高岭土按照1:0.6的重量比混合均匀，再加入25wt％的由24份caco3、17份mgco3、11份na2o和34份fe2o3制备的膨胀剂和6wt％caf2,研磨成0.04mm粒径的混合粉末；步骤三：将步骤二中的混合粉末在65mpa下挤压造粒成陶粒生料；步骤四：以10℃/min的速率升温，500℃预热40min，1000℃烘焙70min,1300℃煅烧60min，再以7℃/min的速率降至常温，制得所述轻质多孔陶粒。对比例：密度为550kg/m3超轻密度陶粒。实施例1实施例2实施例3对比例堆积密度/kg/m3382378394550抗压强度/mpa28.332.633.218.4孔隙率/％68737663吸水率/％8.38.07.88.2吸音系数/％69.372.574.263.7导热系数w/(m·k)0.160.140.130.43软化系数0.840.820.830.87本发明生产的污泥陶粒抗压强度高，稳定性强，具有良好的隔音、保温及防潮作用，可作为建筑材料被广泛应用。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。当前第1页12