本發(fā)明屬于固體廢棄物的資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒及其制備方法，尤其涉及一種城市污泥協(xié)同鐵尾礦制備的輕質(zhì)高強陶粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高，我國工業(yè)污水和城市生活污水的排放量日益增多，污水收集處理率和處理深度不斷提高，污泥產(chǎn)量也正以每年10％的速度急劇增加。污泥中含有機物及大量的無機物(主要是硅、鋁、鐵、鈣等)，與許多建筑材料常用的原料成分相近，利用污泥中的有機和無機成分，高溫燒脹污泥陶粒、污泥磚、生態(tài)水泥等建筑材料，可同時實現(xiàn)污泥的減量化、無害化和資源化利用，漸漸成為近年來污泥處理處置領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展方向。
CN102786319A公開了一種新型污泥陶粒生產(chǎn)方法，所述方法包括如下步驟：1)原料準備：a、污泥：污水處理廠排出的污泥，含水率為20％-40％；b、粉煤灰，要求粉煤灰細度在80目以上，且粉煤灰成分中含有Al2O3的質(zhì)量含量在30％以上；c、石英砂，要求石英砂的細度在200目以上，且石英砂中硅的質(zhì)量含量在95％以上；d、鉀鹽礦粉，要求鉀鹽礦粉細度在80目以上，且鉀鹽礦粉中K2O含量大于25％，Na2O含量大于25％；2)配料：取上述污泥重量百分比為65％-75％；粉煤灰5％-15％；石英沙粉5％-15％；鉀鹽礦粉5％-10％，充分攪拌均勻；通過擠壓造粒制成5mm-20mm長，直徑5mm-10mm的初產(chǎn)品；3)燒制。但其
技術(shù)實現(xiàn)要素：
更側(cè)重于燒制過程以及燒制過程中涉及到的裝備。
CN102875116A公開了一種制備含鉻污泥陶粒的方法，所述方法包括：鉻泥經(jīng)濕磨至120目，城市污泥、風化巖、淤泥或高嶺土烘干后和還原劑一起干磨至100目；混合均勻，壓制成直徑為10mm，長度為20mm的條形顆粒，經(jīng)成球、烘干后進入回轉(zhuǎn)窯高溫1230-1330℃煅燒45分鐘，即得到含鉻污泥陶粒。其主要是利用了皮革生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉻污泥，目的在于治理重金屬污染。
但是，以單一污泥為主要原料制備陶粒，由于污泥中含有大量的有機質(zhì)，在污泥陶粒成型過程中會出現(xiàn)生坯尺寸穩(wěn)定性差、干燥時表面龜裂、有機質(zhì)燃燒造成生坯顆粒強度下降等問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對目前存在的陶粒生坯成型穩(wěn)定性差、干燥過程龜裂、有機質(zhì)燃燒造成生坯強度下降等問題，本發(fā)明提供一種以城市污泥和鐵尾礦為主要原料的輕質(zhì)高強陶粒及其制備方法，所述城市污泥與鐵尾礦之間具有協(xié)同作用，可以實現(xiàn)陶粒生坯的寬溫域燒成，避免了傳統(tǒng)體系燒成溫度范圍小、成分波動干擾產(chǎn)品質(zhì)量等問題，成型及預燒過程生坯強度高、尺寸穩(wěn)定，陶粒性能優(yōu)異：容積密度低、筒壓強度高。
本發(fā)明所述輕質(zhì)高強陶粒是指所述陶粒的容積密度為566.00-886.00kg/m3，筒壓強度為3.58-5.51MPa。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明的目的之一在于提供一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒，所述復合固廢輕質(zhì)高強陶粒按重量份數(shù)主要由如下原料制備得到：
鐵尾礦為40.0-60.0份，如42.0份、45.0份、48.0份、52.0份、55.0份、57.0份或59.0份等；
輔助原料為10.0-15.0份，如11.0份、12.0份、13.0份、13.5份、14.0份、14.5份或14.8份等；
發(fā)泡劑為0.1-3.0份，如0.3份、0.5份、0.8份、1.0份、1.5份、2.0份、2.5份或2.8份等；
所述原料還包括污泥，所述污泥中的干基污泥含量為30.0-50.0份，如32.0份、35.0份、37.0份、39.0份、41.0份、43.0份、45.0份、48.0份或49.0份等。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述復合固廢輕質(zhì)高強陶粒按重量份數(shù)由如下原料制備得到：
鐵尾礦 40.0-60.0份
輔助原料 10.0-15.0份
發(fā)泡劑 0.1-3.0份；
所述原料還包括污泥，所述污泥中的干基污泥含量為 30.0-50.0份。
污泥與鐵尾礦協(xié)同利用制備的陶粒具有質(zhì)輕、耐腐蝕、抗凍融、抗震和良好的隔熱性等優(yōu)異理化性能，可廣泛應用于建材、園藝、耐火保溫材料、化工、石油等領(lǐng)域。
所述污泥為城市污泥。以城市污泥協(xié)同鐵尾礦為主要原料制陶粒，可以解決污水廠污泥無害化、減量化處置的問題。另一方面，污泥與鐵尾礦的協(xié)同利用極大地降低了礦物原料的添加比例，同時形成多種類固體廢棄物協(xié)同利用新方法。
優(yōu)選地，所述污泥的含水率為60.0-80.0％，如61.0％、62.0％、63.0％、68.0％、71.0％、73.0％、75.0％、76.0％、78.0％或79.0％等，燒失量為40.0-60.0％，如42.0％、45.0％、47.0％、49.0％、51.0％、53.0％、55.0％或57.0％等。所述污泥只要保證其干基污泥含量為30.0-50.0份即可，其含水率沒有嚴格的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實際制備過程中可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
所述污泥的含水率如無特殊說明均是指污泥中水的質(zhì)量百分含量。
優(yōu)選地，所述干基污泥按質(zhì)量百分含量包括如下成分：12.00-24.50％SiO2，如13.00％、15.25％、18.35％、20.45％、23.60％、28.15％或29.62％等；4.00-6.00％Fe2O3，如4.25％、4.50％、4.75％、5.01％、5.25％、5.56％或5.85％等；4.00-8.50％Al2O3，如4.35％、4.85％、5.15％、5.35％、6.10％、6.57％、6.85％、7.12％、7.35％或7.64％等；1.10-2.50％MgO，如1.15％、1.23％、1.54％、1.80％、2.12％或2.35％等；43.80-65.40％CaO，如45％、48％、50％、52％、55％、58％、60％、62％或65％等；0.30-1.50％Na2O，如0.52％、0.82％、0.91％、1.12％、1.35％或1.42％等；0.50-1.50％K2O，如0.85％、0.88％、0.92％、1.02％、1.05％或1.10％等；0.50-0.90％TiO2，如0.60％、0.70％、0.80％或0.85％等；3.60-4.70％P2O5，如3.70％、3.80％、3.90％、4.10％、4.30％、4.50％或4.60％等；0.12-0.14％MnO，如0.13％等；4.02-7.04％SO3，如4.35％、4.85％、5.20％、5.60％、6.02％、6.32％、6.58％或6.90％等；0.03-0.04％CuO；0.05-0.12％ZnO，如0.06％、0.07％、0.09％、0.10％或0.11％等；0.01-0.02％ZrO2；0.05-0.06％SrO；0.03-0.05％Cr2O3；0-0.01％NiO；0-0.01％Rb2O。
所述鐵尾礦按質(zhì)量百分含量包括如下成分：0.08-0.20％Na2O，如0.09％、0.10％、0.12％、0.13％、0.15％、0.17％或0.19％等；3.50-5.64％MgO，如3.60％、3.80％、4.01％、4.23％、4.56％、4.86％、5.21％、5.38％或5.60％等；8.17-15.00％Al2O3，如9.00％、10.00％、11.00％、12.00％、13.00％或14.00％等；45.85-65.00％SiO2，如46.00％、47.00％、48.00％、50.00％、52.00％、55.00％、58.00％、60.00％或62.00％等；0.20-0.34％P2O5，如0.21％、0.25％、0.28％、0.30％、0.32％或0.33％等；2.49-3.50％SO3，如2.50％、2.60％、2.70％、2.80％、2.90％、3.00％、3.12％或3.35％等；1.39-2.45％K2O，如1.42％、1.52％、1.66％、1.75％、1.86％、1.90％、2.10％、2.21％或2.32％等；12.50-18.25％CaO，如13.50％、15.00％、15.50％、16.00％、16.50％、17.00％、17.50％或18.00％等；0.38-0.50％TiO2，如0.40％、0.42％、0.45％或0.48％等；1.42-1.70％MnO，如1.52％或1.62％等；12.50-18.00％Fe2O3，如13.00％、14.00％、15.00％、16.00％、17.00％或17.50％等；0.20-0.30％CuO，如0.25％等；0.50-0.68％ZnO，如0.62％等；0.01-0.02％SrO；0.01-0.02％ZrO2；0.01-0.02％PbO；0.04-0.05％F。
優(yōu)選地，所述鐵尾礦按質(zhì)量百分含量包括如下成分：0.08％Na2O、5.64％MgO、8.17％Al2O3、45.85％SiO2、0.34％P2O5、2.49％SO3、1.39％K2O、18.25％CaO、0.38％TiO2、1.42％MnO、14.55％Fe2O3、0.25％CuO、0.68％ZnO、0.02％SrO、0.02％ZrO2、0.02％PbO、0.45％F。
所用輔助原料為：石英砂和/或硅石、純堿、氧化鋁和碳酸鉀中的任意三種或至少四種的組合。典型但非限制性的組合如石英砂、硅石、純堿與氧化鋁，硅石、純堿、氧化鋁和碳酸鉀，石英砂、純堿、氧化鋁和碳酸鉀，石英砂、硅石、純堿、氧化鋁和碳酸鉀。所述輔助原料的作用為穩(wěn)泡、助熔等。
優(yōu)選地，所述輔助原料中石英砂和/或硅石、純堿、氧化鋁和碳酸鉀的重量比是：5.0-10.0:0-3.0:2.0-5.0:0-3.0，如6:1:3:1、7:2:4:2、8:2.5:4.5:2.5或9:1.5:2.5:2.5等。
優(yōu)選地，所述輔助原料是含有SiO2、Na2O、Al2O3、K2O和Fe3O4的礦物，優(yōu)選為鉀長石粉和/或頁巖粉。
所用發(fā)泡劑為：碳酸鈉、碳化硅、四氧化三鐵或碳粉中的任意一種或至少兩種的組合。典型但非限制性的組合為，碳酸鈉與碳化硅，四氧化三鐵與碳粉，碳酸鈉與四氧化三鐵，碳化硅、四氧化三鐵與碳粉，碳酸鈉、碳化硅與四氧化三鐵。
優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為碳酸鈉、碳化硅、四氧化三鐵和碳粉，且其重量比是：2.0-4.0:0.1-0.5:0-6.0:0-11.0，如2.5:0.2:1:1、3:0.2:2:3、3.5:0.4:4:5、2.5:0.3:5:9或3.5:0.4:4.5:10等。
本發(fā)明的目的之一還在于提供一種如上所述的復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，所述方法包括如下步驟：
(1)將配方量的污泥、鐵尾礦、輔助原料和發(fā)泡劑混合，得到陶?；A(chǔ)混合料；
(2)將陶粒基礎(chǔ)混合料進行造粒，得到陶粒生坯顆粒；
(3)將陶粒生坯顆粒干燥，得到陶粒生坯干顆粒；
(4)將陶粒生坯干顆粒進行燒成處理，冷卻，得到所述復合固廢輕質(zhì)高強陶粒。
步驟(1)所述污泥為在40-120℃條件下干燥，粉碎后得到的干基污泥，如在45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或115℃條件下干燥。
優(yōu)選地，步驟(1)所述混合在混料機中進行。
步驟(2)所述陶粒生坯顆粒的直徑為5.0-20.0mm，如6.0mm、8.0mm、9.0mm、10.0mm、12.0mm、13.0mm、15.0mm或18.0mm等。
優(yōu)選地，步驟(2)所述的陶粒生坯顆粒表面包覆一層粉煤灰層后，再進行步驟(3)所述的干燥。所述粉煤灰層有助于避免陶粒生坯顆粒在燒成階段的粘連。
優(yōu)選地，步驟(3)所述干燥的溫度為40-120℃,如45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或115℃等。
步驟(4)所述燒成處理為：以10.0-40.0℃/min的速率升溫至600-650℃，保溫5.0-30.0min(即預燒成)；再以20.0-40.0℃/min的速率升溫至1050-1150℃，保溫5.0-15.0min(即燒成)。
所述預燒成的升溫速率可為12.0℃/min、15.0℃/min、18.0℃/min、20.0℃/min、22.0℃/min、25.0℃/min、28.0℃/min、30.0℃/min、32.0℃/min、35.0℃/min或38.0℃/min等；所述預燒成的溫度可為610℃、620℃、630℃、640℃或645℃等；所述預燒成的時間可為6.0min、7.0min、8.0min、10.0min、12.0min、18.0min、22.0min、25.0min或28.0min等。
所述燒成的升溫速率可為22.0℃/min、25.0℃/min、28.0℃/min、30.0℃/min、32.0℃/min、35.0℃/min或38.0℃/min等；所述燒成的溫度可為1060℃、1080℃、1100℃、1120℃、1130℃或1040℃等，所述燒成的時間可為6.0min、7.0min、8.0min、10.0min、12.0min或14.0min等。
優(yōu)選地，步驟(4)所述冷卻為自然冷卻，冷卻的溫度為50℃以下，如45℃、40℃、35℃、30℃、20℃、10℃或5℃等。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制備方法包括如下步驟：
(1)混料：將濕污泥置于40-120℃烘干，粉碎得到的干基污泥或直接采用濕污泥作原料；將精確稱量的配方量的干基污泥或濕污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到陶?；A(chǔ)混合料；
(2)造粒：對陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm陶粒生坯顆粒；
(3)干燥：將陶粒生坯顆粒表面包覆一層粉煤灰層后在40-120℃烘干，得到陶粒生坯干顆粒；
(4)燒成：對陶粒生坯干顆粒進行燒成處理，燒成制度為：以10.0-40.0℃/min的速率升溫至600-650℃，保溫5.0-30.0min；再以20.0-40.0℃/min的速率升溫至1050-1150℃，保溫5.0-15.0min；自然冷卻至50℃以下，得到所述復合固廢輕質(zhì)高強陶粒。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明提供的復合固廢輕質(zhì)高強陶粒是污泥與鐵尾礦協(xié)同利用及新型陶粒成分體系。選擇污泥和鐵尾礦為主要原料，具有極其重要的戰(zhàn)略意義，尤其污泥是一種有機物與無機物混合的難處理固體廢棄物，目前還未大規(guī)模資源化利用，以污泥和鐵尾礦為主要原料開發(fā)復合固廢輕質(zhì)高強陶粒輕集料，在能源與環(huán)境等諸多領(lǐng)域具有廣泛和重要的應用，對于推進環(huán)境治理和節(jié)能增效具有重要的意義。本發(fā)明設(shè)計的新型輕質(zhì)高強陶粒成分體系，可以實現(xiàn)寬溫域燒成，避免了傳統(tǒng)體系燒成溫度范圍小、成分波動干擾產(chǎn)品質(zhì)量等問題，并且可以實現(xiàn)對污泥的系統(tǒng)性、大規(guī)模性處理。
(2)本發(fā)明提供的復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的成型及預燒過程生坯強度高、尺寸穩(wěn)定。以城市污泥協(xié)同鐵尾礦為主要的原材料，污泥和鐵尾礦組成的基礎(chǔ)配合料塑性好，可避免在陶粒成型過程中生坯強度低、尺寸穩(wěn)定性差、干燥表面龜裂、有機質(zhì)燃燒致生坯強度下降等問題。
(3)本發(fā)明提供的復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的性能優(yōu)異：容積密度低、筒壓強度高。根據(jù)本發(fā)明方法制得的陶粒外表堅硬、無明顯氣孔，內(nèi)部氣孔分布均勻，筒壓強度高達5.51MPa，容積密度高達886.00kg/m3。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種實施方式提供的復合固廢輕質(zhì)高強陶粒制備工藝流程。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。但以下的實施例僅限于解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應包括權(quán)利要求的全部內(nèi)容，不僅僅限于本實施例。而且本發(fā)明通過下面實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員是能夠完全實現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求記載的所有內(nèi)容的。
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，如圖1所示。所述制備方法包括如下步驟：
(1)混料：將濕污泥在40-120℃烘干，粉碎得到的干基污泥或直接采用濕污泥作原料；將精確稱量的配方量的干基污泥或濕污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到陶?；A(chǔ)混合料；
(2)造粒：對陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm陶粒生坯顆粒；
(3)干燥：將陶粒生坯顆粒表面包覆一層粉煤灰層后在40-120℃烘干，得到陶粒生坯干顆粒；
(4)燒成：對陶粒生坯干顆粒進行燒成處理，燒成制度為：以10.0-40.0℃/min的速率升溫至600-650℃，保溫5.0-30.0min；再以20.0-40.0℃/min的速率升溫至1050-1150℃，保溫5.0-15.0min；自然冷卻至50℃以下，得到所述復合固廢輕質(zhì)高強陶粒。
實施例1
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于40℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量45.0kg脫水污泥，40.0kg鐵尾礦，輔助原料15.0kg(其中：3.0kg碳酸鈉，2.0kg氧化鋁，10.0kg石英砂)，0.5kg碳化硅。將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及碳化硅放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒基礎(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于40℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以10.0℃/min的速率升溫至600℃，保溫10.0min；以20.0℃/min的速率升溫至1130℃，保溫25.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為4.04MPa，容積密度為596.00kg/m3。
實施例2
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于80℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量40.0kg脫水污泥，50.0kg鐵尾礦，輔助原料(頁巖粉)10.0kg(頁巖粉成分為(按質(zhì)量分數(shù))：44.40％SiO2、27.73％Al2O3、0.34％Na2O、1.24％K2O、10.77％CaO、1.27％MgO、5.56％Fe2O3)，0.2kg碳化硅；將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及碳化硅放入混料機混合均勻，得到陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于80℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以30.0℃/min的速率升溫至620℃，保溫15min；以25.0℃/min的速率升溫至1120℃，保溫15.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為5.45MPa，容積密度為763.00kg/m3。
實施例3
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于110℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量30.0kg脫水污泥，60.0kg鐵尾礦，輔助原料(鉀長石粉)10.0kg(鉀長石粉成分為：66.52％SiO2、19.53％Al2O3、4.20％Na2O、6.19％K2O、1.45％CaO、0.43％MgO、1.32％Fe2O3)，0.1kg碳化硅；將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及碳化硅放入混料機混合均勻，得到陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶粒基礎(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于110℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以30.0℃/min的速率升溫至640℃，保溫25.0min；以20.0℃/min的速率升溫至1100℃，保溫10.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為5.41MPa，容積密度為758.00kg/m3。
實施例4
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于110℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量30.0kg脫水污泥，55.0kg鐵尾礦，輔助原料(鉀長石粉)15.0kg(鉀長石粉成分為(按質(zhì)量分數(shù))：66.52％SiO2、19.53％Al2O3、4.20％Na2O、6.19％K2O、1.45％CaO、0.43％MgO、1.32％Fe2O3)，0.2kg碳化硅。將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及碳化硅放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶粒基礎(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到礦陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于110℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以15.0℃/min的速率升溫至650℃，保溫25.0min；以25.0℃/min的速率升溫至1080℃，保溫5.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為5.51MPa，容積密度為703.00kg/m3。
實施例5
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于120℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量50kg脫水污泥，50.0kg鐵尾礦，輔助原料12.0kg(其中：硅石5.0kg、純堿2.0kg、氧化鋁2.0kg和碳酸鉀3.0kg)，3.0kg發(fā)泡劑(碳酸鈉2kg、四氧化三鐵1kg)。將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于120℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以40.0℃/min的速率升溫至650℃，保溫5.0min；以40.0℃/min的速率升溫至1150℃，保溫5.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為3.58MPa，容積密度為566.00kg/m3。
實施例6
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于120℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量40kg脫水污泥，55.0kg鐵尾礦，輔助原料13.0kg(其中：硅石5.0kg、純堿3.0kg、氧化鋁5.0kg)，2.0kg發(fā)泡劑(碳酸鈉、碳化硅、四氧化三鐵和碳粉的重量比是：3.0:0.3:3:6.0)。將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于80℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以10.0℃/min的速率升溫至630℃，保溫30.0min；以20.0℃/min的速率升溫至1050℃，保溫15.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為5.50MPa，容積密度為886.00kg/m3。
實施例7
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于80℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量40kg脫水污泥，55.0kg鐵尾礦，輔助原料13.0kg(其中：石英砂5.0kg、硅石5kg、氧化鋁3.0kg)，2.0kg發(fā)泡劑(碳酸鈉、碳化硅、四氧化三鐵的重量比是：4.0:0.1:6.0)。將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒基礎(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于100℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以30.0℃/min的速率升溫至600℃，保溫20.0min；以30.0℃/min的速率升溫至1100℃，保溫10.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為4.34MPa，容積密度為635.00kg/m3。
實施例8
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將城市污泥置于100℃干燥箱烘干粉碎，按照成分配比精確稱量40kg脫水污泥，55.0kg鐵尾礦，輔助原料10.0kg(其中：石英砂5.0kg、硅石1kg、碳酸鈉2.0kg、碳酸鉀2.0kg)，2.0kg發(fā)泡劑(碳酸鈉、碳化硅、碳粉的重量比是：2.0:0.5:11.0)。將精確稱量的脫水污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶粒基礎(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于100℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以30.0℃/min的速率升溫至600℃，保溫20.0min；以30.0℃/min的速率升溫至1100℃，保溫10.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為4.54MPa，容積密度為705.00kg/m3。
實施例9
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，包括以下步驟：
(1)將干基污泥含量為40kg的含水率為70.0％的城市污泥，55.0kg鐵尾礦，輔助原料10.0kg(其中：石英砂5.0kg、硅石1kg、碳酸鈉2.0kg、碳酸鉀2.0kg)，2.0kg發(fā)泡劑(碳酸鈉、碳化硅、碳粉的重量比是：2.0:0.5:11.0)。將精確稱量的城市污泥、鐵尾礦、輔助原料及發(fā)泡劑放入混料機混合均勻，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶?；A(chǔ)混合料；
(2)對污泥協(xié)同鐵尾陶?；A(chǔ)混合料進行造粒處理，制成直徑為5.0-20.0mm的球狀顆粒，之后在球狀顆粒表面包覆一層粉煤灰層，即得到陶粒生坯；
(3)將得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯置于100℃烘箱中烘干；
(4)對所述步驟(3)得到的污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒生坯進行燒成處理，燒成制度為：以30.0℃/min的速率升溫至600℃，保溫20.0min；以30.0℃/min的速率升溫至1100℃，保溫10.0min；自然冷卻至50℃以下，得到污泥協(xié)同鐵尾礦陶粒；
所述步驟(4)得到的陶粒筒壓強度為4.54MPa，容積密度為705.00kg/m3。
所述城市污泥的含水率為60.0％、65％、75％或80.0％時，其得到的陶粒的筒壓強度和容積密度與實施9得到的陶粒的筒壓強度和容積密度基本相同。
對比例1
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，除步驟(1)中含有55kg脫水污泥外，其余與實施例1相同。
得到的陶粒筒壓強度為3.26MPa，容積密度為655.00kg/m3。
對比例2
一種復合固廢輕質(zhì)高強陶粒的制備方法，除步驟(1)中不含有鐵尾礦外，其余與實施例1相同。
得到的陶粒筒壓強度為1.05MPa，容積密度為754.00kg/m3。
申請人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。