一种城市污泥轻质多孔陶粒及其制备方法与流程

本发明涉及陶瓷材料，具体涉及以城市污泥为原料的陶瓷颗粒及其制备方法。

背景技术：

1、随着城市污水处理量的逐年增加，城市污水处理产生的污泥量居高不下，若不进行有效的处理，将造成严重的二次污染。城市污泥中含有部分有机物燃烧时可释放大量的热量，降低轻质多孔陶粒生产过程中的能源消耗，同时，有机物被稍后在陶粒中形成大量微小均匀的孔隙，形成多孔结构，降低陶粒的密度，是一种绿色低碳的新材料。

2、现有技术中已有一些利用污泥生产陶粒的技术，但是这些技术往往存在污泥利用率低、产品孔隙率低、产品强度低等问题。例如，公开号为cn106116674a的中国专利文献记载了污泥轻质通孔陶粒的生产方法：（1）将污泥轻质通孔陶粒的配料输入已经运转的搅拌混合机中，搅拌混合为污泥轻质通孔陶粒的混合物；（2）将污泥轻质通孔陶粒的混合物输送到挤压造粒机中，挤压造粒为不同形状的污泥轻质通孔陶粒半成品；（3）将污泥轻质通孔陶粒半成品，输送到回转式烘干炉中进行烘干，烘干温度控制在150~250℃，烘干时间控制在1~4小时；（4）将烘干后的污泥轻质通孔陶粒半成品输送到回转式焙烧炉中焙烧，燃烧室的温度控制在900~950℃，焙烧时间控制在1~3小时；（5）将焙烧后的污泥轻质通孔陶粒半成品，输入不锈钢圆筒库中保温，保温时间控制在8~24小时；（6）将保温冷却后的污泥轻质通孔陶粒半成品输送到振动筛中进行筛分，筛分后密封包装为污泥轻质通孔陶粒成品；（7）挤压造粒为不同形状的污泥轻质通孔陶粒半成品，是指根据设计需要，分别挤压造粒为圆球形、圆柱形、梅花形的污泥轻质通孔陶粒半成品。又如，公开号为cn104030719a的中国专利文献记载了一种用污泥生产陶粒的方法，该方法首先选择原料并混合所述原料，所述原料包含污泥、煤矸石、赤泥、粘土，所述污泥含水率为72%~82%，所述污泥、煤矸石、赤泥、粘土的质量百分比为68.1%、9.5%、7.8%、13.0%~16.0%，将所述原料经练泥搅拌、挤压成球、干燥、预热、焙烧即得，其中：所述原料中还添加有废玻璃粉，所述废玻璃粉的质量百分比为2%~3%，粒度为200目~250目。又如，公开号为cn101531500a的中国专利文献记载了一种用污泥烧制陶粒的方法，该方法首先将经过机械脱水后的污水处理厂污泥或河湖疏浚污泥，在特制的污泥干化装置中进行污泥干化过程，使污泥的含水率和体积分别降至30％以下和三分之一以下；然后通过专门的压机，将污泥压制成生料球，污泥生料球经过1000~1100℃的焙烧后，形成污泥陶粒，污泥陶粒烧制时排放的热烟气作为污泥干化的热源。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种城市污泥轻质多孔陶粒及其制备方法，至少解决现有技术中存在的一个问题。

2、本发明提供的城市污泥轻质多孔陶粒，包含以下重量份的原料：城市污泥30~40份、页岩20~40份、煤矸石10~15份、颗粒活性炭5~10份、二次铝灰3~8份、粘结剂2~5份、水10~20份。

3、在一些优选的实施例中，所述城市污泥的含水率为40%~50%。

4、在一些优选的实施例中，所述页岩的塑性指数为15%。

5、在一些优选的实施例中，煤矸石的热值为1500 kcal/kg~2000 kcal/kg。

6、在一些优选的实施例中，所述粘结剂为液体硅酸钠。

7、所述城市污泥轻质多孔陶粒的制备方法包括以下步骤：

8、将城市污泥进行干燥和破碎处理；

9、将页岩、煤矸石进行破碎处理；

10、将所述城市污泥、页岩、煤矸石与颗粒活性炭、二次铝灰、粘结剂、水混合，造粒，得到球形陶粒生料；

11、将所述球形陶粒生料高温烧结，得到所述城市污泥轻质多孔陶粒。

12、将城市污泥经压滤、自然干化处理，使其含水率将至55％以下。

13、在一些优选的实施例中，将页岩、煤矸石破碎、粉磨至160~200目细度范围。

14、在一些优选的实施例中，所述造粒的粒径为3 mm ~8 mm。

15、在一些优选的实施例中，所述高温烧结是指先将炉膛温度按照升温速度为2.5℃/min从室温升高至500℃，保温40 min ~50 min；然后按照升温速度为2.5℃/min从500℃升高至900℃~1100℃，保温40 min ~50 min。

16、由于采用了以上技术方案，本发明的实施例至少具有以下有益效果：城市污泥轻质多孔陶粒具有轻质多孔结构，同时具有较高的抗压强度；在城市污泥轻质多孔陶粒的制备方法中，城市污泥利用率高，具有绿色低碳的优点。

技术特征：

1.一种城市污泥轻质多孔陶粒，包含以下重量份的原料：城市污泥30~40份、页岩20~40份、煤矸石10~15份、颗粒活性炭5~10份、二次铝灰3~8份、粘结剂2~5份、水10~20份。

2.根据权利要求1所述的城市污泥轻质多孔陶粒，其特征在于：所述城市污泥的含水率为40%~50%。

3.根据权利要求1所述的城市污泥轻质多孔陶粒，其特征在于：所述页岩的塑性指数为15%。

4.根据权利要求1所述的城市污泥轻质多孔陶粒，其特征在于：煤矸石的热值为1500kcal/kg~2000 kcal/kg。

5.根据权利要求1所述的城市污泥轻质多孔陶粒，其特征在于：所述粘结剂为液体硅酸钠。

6.根据权利要求1所述的城市污泥轻质多孔陶粒的制备方法，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：将城市污泥经压滤、自然干化处理，使其含水率将至55％以下。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：将页岩、煤矸石破碎、粉磨至160~200目细度范围。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述造粒的粒径为3 mm ~8 mm。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述高温烧结是指先将炉膛温度按照升温速度为2.5℃/min从室温升高至500℃，保温40 min ~50 min；然后按照升温速度为2.5℃/min从500℃升高至900℃~1100℃，保温40 min ~50 min。

技术总结
本发明涉及陶瓷材料，提供了一种城市污泥轻质多孔陶粒及其制备方法。所述城市污泥轻质多孔陶粒，包含以下重量份的原料：城市污泥30~40份、页岩20~40份、煤矸石10~15份、颗粒活性炭5~10份、二次铝灰3~8份、粘结剂2~5份、水10~20份。所述城市污泥轻质多孔陶粒的制备方法包括以下步骤：将城市污泥进行干燥和破碎处理；将页岩、煤矸石进行破碎处理；将所述城市污泥、页岩、煤矸石与颗粒活性炭、二次铝灰、粘结剂、水混合，造粒，得到球形陶粒生料；将所述球形陶粒生料高温烧结，得到所述城市污泥轻质多孔陶粒。所述城市污泥轻质多孔陶粒具有轻质多孔结构，同时具有较高的抗压强度。在所述城市污泥轻质多孔陶粒的制备方法中，城市污泥利用率高，具有绿色低碳的优点。

技术研发人员：吴炎平,曾兴华,杨良,万里鹏,奉杰,谢玉,龚钰超,邓维汉,邓佳
受保护的技术使用者：江西省建材科研设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15