一种利用城市污泥制成的保温烧结砖及其生产工艺

摘要

本发明公开了一种利用城市污泥制成的保温烧结砖及其生产工艺，包括以下重量份的原料：污泥100-150份、矿物棉30-50份、可再分散乳胶粉6-10份、松香树脂2-4份和三氧化二硼2-4份。本发明不仅实现了城市污泥废弃物的综合利用，减少环境污染问题和降低粘土资源的使用，生产的烧结砖还具有强度高、吸水率低、保温、隔热效果好、原料来源广泛、成本低等优点。

说明书

技术领域

本发明属于新型建筑材料技术领域，尤其是一种利用城市污泥制成的保温烧结砖及其生产工艺。

背景技术

城市污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，污泥含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等，污泥污染物具有长期毒性和不可降解性，如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。污泥存在的主要环境问题如下：污泥含水率高。未脱水污泥含水率大于90%，初步脱水污泥含水率也高达80%，造成运输成本高、堆放面积大，挤压垃圾填埋场库容，堵塞垃圾渗滤液管等问题；污泥堆放在露天散发出臭气和异味，日晒风刮，污染物颗粒会造成大气污染；不仅造成视觉污染，而且为其他有害生物的滋生提供了场所等。我国城镇污水处理厂产生干污泥约180万t/年，预计未来五年内，每年将产生干污泥540万t。因此，近几年来如何综合利用城市污泥得到了国家很大的重视。随着我国基础建设的快速发展，建筑用砖的需求也越来越大，因此，将城市污水厂产生的污泥用于制造砖是污泥综合利用的效途径之一。

长期以来，我国广泛采用的烧结砖还是以粘土为主要原料，这不仅破坏耕地，而且这种烧结砖还存在生产耗能高、保温效能差、砖体笨重、生产效率低等不足。近些年来，页岩、煤矸石、粉煤灰、赤泥、污泥等已成为制备烧结砖的原料，然而这些原料的可塑性难以满足制坯的要求，所以利用其制造烧结砖时常常仍需加入一定量的粘土。并且现有的烧结砖一般都还存在强度较低、密度较高、保温效果差、隔热效果差等问题。因此，研究利用固体废物代替粘土等资源性原料制备高性能烧结砖是非常必要的。

发明内容

本发明目的在于针对现有污泥废弃物无法得到充分利用和烧结砖存在的问题，提供一种利用城市污泥制成的保温烧结砖及其生产工艺。本发明不仅实现了城市污泥固体废弃物的循环利用，减少环境污染问题和降低了粘土资源的使用，制备的烧结砖具有强度高、吸水率低、保温、隔热效果好、原料来源广泛、成本低、制备工艺简单等优点。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用城市污泥制成的保温烧结砖，包括以下重量份的原料：

污泥100-150份、岩棉30-50份、可再分散乳胶粉6-10份、松香树脂2-4份和三氧化二硼2-4份。

优选地，以上所述的污泥是污水处理厂经过常规脱水干燥处理后得到的污泥，其含水量为50-60%。

优选地，以上所述的矿物棉包括岩棉或玻璃棉。

优选地，以上所述的可再分散乳胶粉和三氧化二硼的粒径为20-40目。

优选地，利用城市污泥制成的保温烧结砖，包括以下重量份的原料：污泥120份、岩棉40份、可再分散乳胶粉10份、松香树脂3份和3份。

以上所述的一种利用城市污泥制成的保温烧结砖的生产工艺，包括以下步骤：

S1：按重量份分别称取以下原料：岩棉30-50份和松香树脂2-4份，将各物料分别粉碎至2-3mm，得细原料；

S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入污泥100-150份、可再分散乳胶粉6-10份和三氧化二硼2-4份，在转速为100-150r/min下搅拌15-20min，得到混合物料；

S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；

S4：将步骤S3得到的坯体在温度为60-80℃下烘60-80min，得干燥坯体；

S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1000-1200℃下焙烧2-3h,自然冷却后，即可得到保温烧结砖。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明充分利用污水处理厂产生的污泥生产烧结砖，为污泥的综合利用提供了有效的途径，同时减少环境污染问题和降低粘土资源的使用，具有很好的社会效益、生态效益和经济效益。

2、本发明烧结砖的配方中加入的松香树脂，具有很好的粘结性，可以提高污泥的塑性，进而提高坯料的成型率和提高烧结砖的强度，解决了污泥热塑性低、成型困难、强度低的问题；松香树脂还具有很好的防水性能，可降低烧结砖的吸水率。

3、本发明烧结砖的配方中加入的可再分散乳胶粉，可以提高烧结砖的粘结性、成型率、抗压强度、防水性、可塑性、耐磨性能等。

4、本发明烧结砖的配方中加入的三氧化二硼，可作为很好的助烧剂，降低烧结温度，使扩散和烧结速度增大，进而降低能耗和提高生产效率。

5、本发明配方中含有矿物棉，使得烧结砖具有很好的保温、隔热、隔音效果，同时还可以降低烧结砖的密度。

6、本发明采用污泥、矿物棉、可再分散乳胶粉、松香树脂和三氧化二硼为原料，配方合理，制成的烧结砖按照国家标准检验：抗压强度为30-38MPa、吸水率为8-10%、密度为1250-1290kg/m³和导热系数为0.086-0.094W/(m·k)，其产品性能优良，各项质量指标优于国家标准。

7、本发明的烧结砖具有强度高、吸水率低、密度较低、保温、隔热效果好、原料来源广泛、成本低、制备工艺简单、耗能低等优点，具有很好的市场前景。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明保护范围不限于以下实施例。

以下实施例所述的污泥是污水处理厂经过常规脱水干燥处理后得到的污泥，其含水量为50-60%；所述的可再分散乳胶粉和三氧化硼从市场上购买，其粒度均小于1mm，因此在生产烧结砖过程中不需要再粉碎；所述的矿物棉和松香树脂也均有市场购买，但由于粒度较大，生产过程中则还需要粉碎至2-3mm。

实施例1

一种利用城市污泥制成的保温烧结砖，包括以下重量份的原料：污泥100份、岩棉40份、可再分散乳胶粉8份、松香树脂2份和三氧化二硼2份。

烧结砖的生产工艺，包括以下步骤：

S1：按重量份分别称取以下原料：岩棉40份和松香树脂2份，将各物料分别粉碎至2mm，得细原料；

S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入污泥100份、可再分散乳胶粉8份和三氧化二硼2份，在转速为100r/min下搅拌20min，得到混合物料；

S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；

S4：将步骤S3得到的坯体在温度为70℃下烘60min，得干燥坯体；

S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1000℃下焙烧3h,自然冷却后，即可得到保温烧结砖。

实施例2

一种利用城市污泥制成的保温烧结砖，包括以下重量份的原料：污泥120份、玻璃棉30份、可再分散乳胶粉6份、松香树脂3份和三氧化二硼3份。

烧结砖的生产工艺，包括以下步骤：

S1：按重量份分别称取以下原料：玻璃棉30份和松香树脂3份，将各物料分别粉碎至3mm，得细原料；

S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入污泥120份、可再分散乳胶粉6份和三氧化二硼3份，在转速为120r/min下搅拌20min，得到混合物料；

S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；

S4：将步骤S3得到的坯体在温度为60℃下烘80min，得干燥坯体；

S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1100℃下焙烧2.5h,自然冷却后，即可得到保温烧结砖。

实施例3

一种利用城市污泥制成的保温烧结砖，包括以下重量份的原料：污泥120份、岩棉40份、可再分散乳胶粉10份、松香树脂3份和三氧化二硼3份。

烧结砖的生产工艺，包括以下步骤：

S1：按重量份分别称取以下原料：岩棉40份和松香树脂3份，将各物料分别粉碎至2mm，得细原料；

S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入污泥120份、可再分散乳胶粉10份和三氧化二硼3份，在转速为150r/min下搅拌15min，得到混合物料；

S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；

S4：将步骤S3得到的坯体在温度为80℃下烘60min，得干燥坯体；

S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1100℃下焙烧2.5h,自然冷却后，即可得到保温烧结砖。

实施例4

一种利用城市污泥制成的保温烧结砖，包括以下重量份的原料：污泥150份、玻璃棉50份、可再分散乳胶粉8份、松香树脂4份和三氧化二硼4份。

烧结砖的生产工艺，包括以下步骤：

S1：按重量份分别称取以下原料：玻璃棉50份和松香树脂4份，将各物料分别粉碎至2mm，得细原料；

S2：将步骤S1得到的细原料加入搅拌机，再加入污泥150份、可再分散乳胶粉8份和三氧化二硼4份，在转速为150r/min下搅拌20min，得到混合物料；

S3：将上述混合物料送入制砖机，制成坯体；

S4：将步骤S3得到的坯体在温度为70℃下烘80min，得干燥坯体；

S5：将上述干燥坯体送入窑炉，在温度为1200℃下焙烧2h,自然冷却后，即可得到保温烧结砖。

本发明实施例制备得到的保温烧结砖，经过检测，其产品性能如表1所示。

表1.本发明实施例得到的烧结砖的产品性能

抗压强度(MPa)吸水率(%)密度(kg/m³)导热系数(W/(m·k)实施例132.299.2412630.092实施例230.679.9712900.094实施例334.588.2512520.087实施例438.168.8112820.086

从上述检测结果可看出，本发明的烧结砖还具有良好的抗压、保温、隔热、防水性能，各项技术指标均优于国家标准，具有很好的市场前景。