公开/公告号CN102249584A
专利类型发明专利
公开/公告日2011-11-23
原文格式PDF
申请/专利权人 惠州绿润环保科技有限公司;
申请/专利号CN201110127396.2
申请日2011-05-17
分类号C04B18/30(20060101);
代理机构44215 东莞市华南专利商标事务所有限公司;
代理人李玉平
地址 516007 广东省惠州市演达大道11号港惠新天地商业广场2座B段26层02号房惠州绿润环保科技有限公司
入库时间 2023-12-18 03:51:41
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2023-06-27
专利权的转移 IPC(主分类):C04B18/30 专利号:ZL2011101273962 登记生效日:20230614 变更事项:专利权人 变更前权利人:江门市绿润炭化科技有限公司 变更后权利人:江门绿润新材料有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:529152 广东省江门市新会区崖门镇黄冲村东风村民小组老虎圳(土名) 变更后权利人:529159 广东省江门市新会区司前镇白庙村民委员会红古山(3#车间)
专利申请权、专利权的转移
2017-05-10
专利权的转移 IPC(主分类):C04B18/30 登记生效日:20170417 变更前: 变更后: 申请日:20110517
专利申请权、专利权的转移
2015-07-22
专利权的转移 IPC(主分类):C04B18/30 变更前: 变更后: 登记生效日:20150702 申请日:20110517
专利申请权、专利权的转移
2013-05-29
授权
授权
2012-01-04
实质审查的生效 IPC(主分类):C04B18/30 申请日:20110517
实质审查的生效
2011-11-23
公开
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技术领域
本发明属于污泥回收资源化利用技术领域,尤其涉及一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒。
背景技术
现有技术中,生产轻质陶粒一般采用粘土、粉煤灰等作为主要原料,再辅以其它添加剂、助熔剂,使原料成分符合生产陶粒的要求,然后在高温下烧胀,制成强度高、容重轻、化学稳定性好的陶粒产品。但大量使用粘土会给生态平衡和环境保护带来破坏,而粉煤灰由于在水泥行业得到越来越广泛的使用,价格也逐渐攀高,所以利用其它固体废物作为主要原料代替粘土、粉煤灰烧制陶粒,具有良好的经济效益和环境效益。
近年来,利用城市污泥作为原料部分替代粘土烧制陶粒的研究比较多,也有印染污泥替代粘土烧制陶粒的研究,印染污泥在纺织、印染行业集中的地区大量产生,同城市污泥一样成为污染环境的主要固体废物,但目前无发现城市污泥和印染污泥配伍制作的轻质陶粒。
原理上只要原料中硅、铝、铁等成分的配比在适当的范围内,加上助熔剂,即可烧制成合格的轻质陶粒。城市污泥和印染污泥中含有大量的有机成分,有机成分对成功焙烧陶粒是有帮助的,能有利于产生气体自粒料中逸出从而产生中空不连通的空隙;经合适的比例掺和之后,城市污泥和印染污泥中的无机成分与粘土中的无机成分相近,因此城市污泥和印染污泥是生产轻质陶粒的良好原料。
因此将城市污泥和印染污泥进行适当配比作为烧制陶粒的主要原料加以利用,符合我国固体废物处理的无害化、减量化和资源化原则,具有显著的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,而提供一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,其质轻,力学性能好,原料环保、易得,生产成本低;制造方法简单、生产效率高。
本发明是通过以下技术来实现的。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒, 它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒30%~50%、印染污泥颗粒30%~50%、粉煤灰10%~15%、石灰石2%~6%、铁粉1%~4%。
优选地,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒30%~40%、印染污泥颗粒40%~50%、粉煤灰12%~15%、石灰石3%~6%、铁粉1%~4%。
优选地,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒38%、印染污泥颗粒40%、粉煤灰14%、石灰石6%、铁粉2%。
优选地,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒40%~46%、印染污泥颗粒40%~45%、粉煤灰10%~13%、石灰石2%~4%、铁粉1%~2%。
优选地,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒41%、印染污泥颗粒40%、粉煤灰13%、石灰石4%、铁粉2%。
优选地,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒46%~50%、印染污泥颗粒30%~40%、粉煤灰10%~15%、石灰石2%~3%、铁粉1%~2%。
优选地,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒50%、印染污泥颗粒33%、粉煤灰12%、石灰石3%、铁粉2%。
其中,按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 10%~50%,Al2O3 5%~15%,Fe2O3 1%~8%,CaO 1%~3%,MgO 0.7%~2%,K2O 0.7%~3%,Na2O 0.8%~3%,烧失量为25%~60%;按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 5%~20%,Al2O3 7%~17%,Fe2O3 2%~13%,CaO 1.2%~3.2%,MgO 0.5%~1.8%,K2O 0.5%~2.8%,Na2O 1%~3%,烧失量为28%~62%。
优选地,按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 10%~30%,Al2O3 5%~10%,Fe2O3 1%~4%,CaO 1%~3%,MgO 0.7%~1.5%,K2O 0.7%~2%,Na2O 0.8%~1.5%,烧失量为25%~60%;按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 5%~13%,Al2O3 7%~14%,Fe2O3 2%~8%,CaO 1.2%~2.2%,MgO 0.5%~1.0%,K2O 0.5%~1.5%,Na2O 1%~2%,烧失量为28%~62%。
优选地,按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 30%~50%,Al2O3 10%~15%,Fe2O3 4%~8%,CaO 1%~3%,MgO 1.5%~2%,K2O 2%~3%,Na2O 1.5%~3%,烧失量为25%~60%; 按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 13%~20%,Al2O3 14%~17%,Fe2O3 8%~13%,CaO 2.2%~3.2%,MgO 1.0%~1.8%,K2O 1.5%~2.8%,Na2O 2%~3%,烧失量为28%~62%。
原料烧失量表征原料加热分解的气态产物(如H2O,CO2等)和有机质含量的多少,从而可以判断原料在使用时是否需要预先对其进行煅烧,使原料体积稳定。烧失量(%)S=(G1-G2)/G1*100,在上述式子里G1为烧前质量,G2为烧后质量。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下制备步骤制成:
(a)将城市污泥和印染污泥分别进行压滤,使城市污泥、印染污泥的含水率均降到40%~60%,制得城市污泥泥饼和印染污泥泥饼;
(b)将步骤(a)制得的城市污泥泥饼和印染污泥泥饼,分别进行破碎、搅拌处理,制得城市污泥颗粒和印染污泥颗粒;
(c)按质量百分比,将步骤(b)处理后的城市污泥颗粒、印染污泥颗粒,与粉煤灰、石灰石、铁粉进行配料、混匀,制得混合物料;
(d)将步骤(c)制得的混合物料进行湿法塑性挤压造粒成型,制得料粒;湿法塑性挤压造粒成型的原理是:加水将粉体粒子表面湿润,使粉体互相粘结。而后过筛干燥形成固体颗粒;
(e)将步骤(d)制得的料粒,先在300℃~500℃温度下,干燥10分钟~20分钟;然后在1050℃~1250℃条件下,焙烧20分钟~30分钟;最后冷却得到轻质陶粒。
其中,步骤(d)制得的料粒的粒径为5mm~10mm,步骤(e)制得的轻质陶粒的粒径为10mm~30mm。
本发明的有益效果为:
本发明的一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒30%~50%、印染污泥颗粒30%~50%、粉煤灰10%~15%、石灰石2%~6%、铁粉1%~4%。
本发明的一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,具有以下优点:
(1)以城市污泥颗粒和印染污泥颗粒为主要原料,原料环保、易得,完全不使用粘土,不毁坏土地,不破坏生态环境,有利于保护环境;原料中加入粉煤灰、石灰石和铁粉,使制得的轻质陶粒强度高、力学性能好,并且降低了容重,质轻;同时,也大大降低粉煤灰的使用量,降低了生产成本低。
(2)城市污泥颗粒和印染污泥颗粒中均含有粘土中的化学成分,比如Si、Al、Fe、Ca、P、Mg、K、Na等,各成分的比例范围与粘土中相应成分不同,本发明通过将城市污泥颗粒和印染污泥颗粒按比例掺和,配伍后的成分接近粘土,城市污泥颗粒和印染污泥颗粒的化学成分通过协同作用,有利于轻质陶粒的生产,制得的轻质陶粒强度高、力学性能好,质轻。
本发明的一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下制备步骤制成:
(a)将城市污泥和印染污泥分别进行压滤,使城市污泥和印染污泥的含水率均降到40%~60%,制得城市污泥泥饼和印染污泥泥饼;
(b)将步骤(a)制得的城市污泥泥饼和印染污泥泥饼,分别进行破碎、搅拌处理,制得城市污泥颗粒和印染污泥颗粒;
(c)按质量百分比,将步骤(b)处理后的城市污泥颗粒、印染污泥颗粒,与粉煤灰、石灰石、铁粉进行配料、混匀,制得混合物料;
(d)将步骤(c)制得的混合物料进行湿法塑性挤压造粒成型,制得料粒;
(e)将步骤(d)制得的料粒,先在300℃~500℃温度下,干燥10分钟~20分钟;然后在1050℃~1250℃条件下,焙烧20分钟~30分钟;最后冷却得到轻质陶粒。
本发明采用的城市污泥颗粒和印染污泥颗粒原料,一般出厂时含水率较高,达到80%,在配料之前需要再进行压滤脱水,使含水率降到40%~60%,保证得以造粒成型。压滤之后,经过配料混匀,一般含水率仍在20%~40%,此时通过湿法塑性挤压造粒成型,不需在造粒成型之前将原料烘干,节省了能源,制造方法简单、提高了生产效率。城市污泥颗粒和印染污泥颗粒中含有的有机质、病原菌、重金属等会对环境造成破坏的成分,经过焙烧,被固化在轻质陶粒结构中,避免了在环境中扩散,制得的轻质陶粒环保、无污染。
制得的轻质陶粒可制成各种规格陶砂、陶粒砌块、陶粒空心砖、陶粒实心砖、保温隔热耐火砖、轻质墙体材料、天面隔热砖、耐火砖、干混砂浆等各种建筑材料应用于建筑结构、围护墙体、桥梁、公路和涵洞上等,应用范围广。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明不受下述实施例的限定。
实施例1。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒38%、印染污泥颗粒40%、粉煤灰14%、石灰石6%、铁粉2%。
按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 10.26%,Al2O3 15%,Fe2O3 1.37%,CaO 3%,MgO 0.78%,K2O 0.86%,Na2O 1.55%,烧失量为55%;按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 20%,Al2O3 7.85%,Fe2O3 10.11%,CaO 1.28%,MgO 0.52%,K2O 2.8%,Na2O 2.33%,烧失量为45%。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下制备步骤制成:
(a)将城市污泥和印染污泥分别进行压滤,使城市污泥和印染污泥的含水率均降到40%,制得城市污泥泥饼和印染污泥泥饼;
(b)将步骤(a)制得的城市污泥泥饼和印染污泥泥饼,分别进行破碎、搅拌处理,制得城市污泥颗粒和印染污泥颗粒;
(c)按上述质量百分比,将步骤(b)处理后的城市污泥颗粒、印染污泥颗粒,与粉煤灰、石灰石、铁粉进行配料、混匀,制得混合物料;
(d)将步骤(c)制得的混合物料进行湿法塑性挤压造粒成型,制得料粒;
(e)将步骤(d)制得的料粒,先在350℃温度下,干燥20分钟;然后在1050℃条件下,焙烧30分钟;最后冷却得到轻质陶粒。
本实施例的城市污泥取自广州市某污水处理厂,印染污泥取自佛山市某印染企业。
实施例2。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒41%、印染污泥颗粒40%、粉煤灰13%、石灰石4%、铁粉2%。
按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 48.24%,Al2O3 7.83%,Fe2O3 6.65%,CaO 1.02%,MgO 1.83%,K2O 2.55%,Na2O 0.8%,烧失量为25%;按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 5.37%,Al2O3 15.67%,Fe2O3 5.38%,CaO 3.08%,MgO 1.02%,K2O 2.12%,Na2O 1.83%,烧失量为46%。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下制备步骤制成:
(a)将城市污泥和印染污泥分别进行压滤,使城市污泥和印染污泥的含水率均降到60%,制得城市污泥泥饼和印染污泥泥饼;
(b)将步骤(a)制得的城市污泥泥饼和印染污泥泥饼,分别进行破碎、搅拌处理,制得城市污泥颗粒和印染污泥颗粒;
(c)按上述质量百分比,将步骤(b)处理后的城市污泥颗粒、印染污泥颗粒,与粉煤灰、石灰石、铁粉进行配料、混匀,制得混合物料;
(d)将步骤(c)制得的混合物料进行湿法塑性挤压造粒成型,制得料粒;
(e)将步骤(d)制得的料粒,先在450℃温度下,干燥15分钟;然后在1250℃条件下,焙烧20分钟;最后冷却得到轻质陶粒。
本实施例的城市污泥取自广州市某污水处理厂,印染污泥取自佛山市某印染企业。
实施例3。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒50%、印染污泥颗粒33%、粉煤灰12%、石灰石3%、铁粉2%。
按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 30.35%,Al2O3 11.58%,Fe2O3 4.44%,CaO 1.82%,MgO 0.95%,K2O 2.54%,Na2O 1.47%,烧失量为40%;按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 7.34%,Al2O3 12.31%,Fe2O3 2.38%,CaO 1.38%,MgO 0.67%,K2O 0.52%,Na2O 1.15%,烧失量为62%。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下制备步骤制成:
(a)将城市污泥和印染污泥分别进行压滤,使城市污泥和印染污泥的含水率均降到50%,制得城市污泥泥饼和印染污泥泥饼;
(b)将步骤(a)制得的城市污泥泥饼和印染污泥泥饼,分别进行破碎、搅拌处理,制得城市污泥颗粒和印染污泥颗粒;
(c)按上述质量百分比,将步骤(b)处理后的城市污泥颗粒、印染污泥颗粒,与粉煤灰、石灰石、铁粉进行配料、混匀,制得混合物料;
(d)将步骤(c)制得的混合物料进行湿法塑性挤压造粒成型,制得料粒;
(e)将步骤(d)制得的料粒,先在400℃温度下,干燥13分钟;然后在1150℃条件下,焙烧25分钟;最后冷却得到轻质陶粒。
本实施例的城市污泥取自广州市某污水处理厂,印染污泥取自佛山市某印染企业。
实施例4。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下重量百分比的原料组成:城市污泥颗粒31%、印染污泥颗粒45%、粉煤灰15%、石灰石6%、铁粉3%。
按重量百分比计,城市污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 30.35%,Al2O311.58%,Fe2O3 4.44%,CaO 1.82%,MgO 0.95%,K2O 2.54%,Na2O1.47%,烧失量为35%;按重量百分比计,印染污泥颗粒的化学成分含量为:SiO2 7.34%,Al2O3 12.31%,Fe2O3 2.38%,CaO 1.38%,MgO 0.67%,K2O 0.52%,Na2O 1.15%,烧失量为62%。
一种利用城市污泥和印染污泥制造的轻质陶粒,它由以下制备步骤制成:
(a)将城市污泥和印染污泥分别进行压滤,使城市污泥和印染污泥的含水率均降到40%,制得城市污泥泥饼和印染污泥泥饼;
(b)将步骤(a)制得的城市污泥泥饼和印染污泥泥饼,分别进行破碎、搅拌处理,制得城市污泥颗粒和印染污泥颗粒;
(c)按上述质量百分比,将步骤(b)处理后的城市污泥颗粒、印染污泥颗粒,与粉煤灰、石灰石、铁粉进行配料、混匀,制得混合物料;
(d)将步骤(c)制得的混合物料进行湿法塑性挤压造粒成型,制得料粒;
(e)将步骤(d)制得的料粒,先在500℃温度下,干燥10分钟;然后在1200℃条件下,焙烧23分钟;最后冷却得到轻质陶粒。
本实施例的城市污泥取自广州市某污水处理厂,印染污泥取自佛山市某印染企业。
下面对实施例1~实施例4烧制出的轻质陶粒产品进行建材力学性能和重金属固定特性进行测定分析,如表1和表2。
表1 建材力学性能测定结果
测定结果表明,实施例1~实施例4制得的轻质陶粒产品达到(GB/T17431.2-1998)800级陶粒标准。
表2 轻质陶粒产品浸出液的重金属固定特性测定结果
测定结果表明,实施例1~实施例4制得的轻质陶粒产品浸出液中的重金属浓度远低于《GB5085.3-1996危险废物鉴别标准》和《GB3828-2002地表水环境质量标准》,轻质陶粒产品具有对重金属的固化效果,不会对环境造成二次污染,实现了对城市污泥和印染
污泥的无害化和资源化利用。
以上所述实施方式,只是本发明的较佳实施方式,并非来限制本发明实施范围,故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括本发明专利申请范围内。
机译: 一种利用废混凝土和骨料污泥,污水污泥处理厂以及造纸和印染污泥制造轻质人造骨料的方法
机译: 利用污泥排污车处理的城市污水污泥和污水污泥的脱水装置
机译: 处理单元,用于去除城市废水中的污泥和碳氢化合物,例如油和轻质液体,包括被碳氢化合物分离区包围的污泥洗涤区