本發(fā)明涉及固體廢物資源化利用的，具體涉及一種固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法。
背景技術(shù)：
1、多孔陶瓷，又稱為氣孔功能陶瓷，是在材料成型與燒結(jié)過程中其內(nèi)部形成大量彼此相通或閉合氣孔的新型陶瓷材料。由于多孔陶瓷具有發(fā)達(dá)的比表面積及獨(dú)特的物理表面特性，因此，對液體和氣體介質(zhì)有選擇透過性、能量吸收和阻壓特性；加上陶瓷材料本身獨(dú)有的耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異特性，使多孔陶瓷在氣液體過濾、凈化分離、化工催化載體、高級保溫材料、生物植入材料等方面得到廣泛的應(yīng)用。多孔陶瓷的制備來源為自然界的天然礦物，隨著資源的開采利用，自然界原有礦物含量越來越少，利用天然礦物制備多孔陶瓷的成本也越來越高，因此研究人員對利用工業(yè)廢棄物制備陶瓷材料展開了研究。
2、煤氣化渣是煤氣化工業(yè)的副產(chǎn)物，屬于典型的大宗固體廢物。據(jù)估計，國內(nèi)僅來自于煤氣化工業(yè)中氣流床氣化爐的煤氣化渣產(chǎn)量每年就超過6000萬噸。煤氣化渣的傳統(tǒng)處理方法為填埋，這種處理方法的問題是：①占地面積大，使得可利用土地面積減少；②部分煤氣化渣含有重金屬，會污染土壤和水體，并導(dǎo)致填埋的成本增加。因此有必要尋求一種更優(yōu)的煤氣化渣處理方法。煤氣化渣主要由氧化硅，氧化鋁和殘余碳以及一些其他金屬氧化物組成，由于煤氣化渣中的煤氣化細(xì)渣具有微細(xì)疏松的結(jié)構(gòu)，含量豐富的無定形碳，活性較高的硅質(zhì)組分和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)等，因此，煤氣化渣資源化利用變得十分必要。
3、廢棄污泥，是在傳統(tǒng)處理和處置工藝中容易產(chǎn)生二次污染的廢棄物，一般指城市污水處理廠處理污水時所產(chǎn)生的污泥。原有的城市污水污泥處理處置方式已不能滿足社會的發(fā)展和人們的需求。所以對廢棄污泥的回收再利用，因?yàn)槟茉黾訌U棄污泥的利用率、減少二次污染，成為了處理廢棄污泥的一個很重要的方法。
4、廢保溫棉為常見的工業(yè)固體廢物，其處置和處理問題是一個重要的環(huán)保議題。一方面，這些廢棄物若未經(jīng)妥善處理直接丟棄，不僅占用大量土地資源，還可能對環(huán)境造成污染，如釋放有害氣體、影響土壤和地下水質(zhì)量等。另一方面，廢保溫棉中含有可再利用的纖維或聚合物成分，通過合理的回收利用技術(shù)，可以將其轉(zhuǎn)化為再生資源，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，降低對新原料的需求，有助于構(gòu)建可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。常見的廢保溫棉處理方法包括物理法(如破碎、篩選、清洗)、化學(xué)法(如溶解、改性)、熱法(如熱解、焚燒)等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的第一個目的是提供一種固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，實(shí)現(xiàn)廢棄污泥、煤氣化渣和廢保溫棉的資源化利用。
2、本發(fā)明的第二個目的是提供由上述方法制得的多孔陶瓷。
3、本發(fā)明的目的通過以下方案實(shí)現(xiàn)。
4、一種固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，包括以下步驟：
5、(1)原料預(yù)處理：對廢棄污泥進(jìn)行脫水；將廢保溫棉進(jìn)行破碎處理；
6、(2)多孔陶瓷制備：將預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉與煤氣化渣混合均勻，得到混合物；將混合物壓制成型得到多孔陶瓷坯體，將多孔陶瓷坯體在高溫下燒結(jié)，冷卻后得到多孔陶瓷。
7、優(yōu)選地，步驟(1)中所述的脫水處理為，對廢棄污泥進(jìn)行暴曬和烘干，使其含水率低于5％。
8、優(yōu)選地，預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉和煤氣化渣顆粒粒度需小于0.1mm。
9、作為具體實(shí)施方式，將預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉和煤氣化渣過200目篩，使其粒度符合要求；當(dāng)然，也可以用其它方法進(jìn)行粒度篩選。廢棄污泥和煤氣化渣可以分別進(jìn)行過篩，也可以兩者混合后再過篩。
10、優(yōu)選地，所述煤氣化渣為煤氣化細(xì)渣，煤氣化細(xì)渣含有一定量的殘?zhí)寂c非晶態(tài)的鋁硅酸鹽，是制備多孔陶瓷的良好原料。
11、作為具體實(shí)施方式，在步驟(2)中，廢棄污泥、煤氣化渣、廢保溫棉以1～2:4～5:2～3的質(zhì)量比混合。
12、作為具體實(shí)施方式，采用磁力攪拌器對預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉與煤氣化渣進(jìn)行混合，攪拌0.5～2h。當(dāng)然，也可以采用其它方式混合，只需保證幾種原料混合均勻即可。
13、作為另一具體實(shí)施方式，當(dāng)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)時，為了適應(yīng)較大的原料處理量，在步驟(2)中，將預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉與煤氣化渣通過球磨混合均勻，球磨時間為30min。
14、優(yōu)選地，在步驟(2)中，壓制成型的壓力為15～20mpa，并保壓20～30s。
15、優(yōu)選地，在步驟(2)中，燒結(jié)的溫度為1000～1200℃，燒結(jié)4h。
16、優(yōu)選地，在步驟(2)中，燒結(jié)的溫度是以3～10℃/min的升溫速率升至1000～1200℃，恒溫4h，再以2～6℃/min的降溫速率降至室溫。
17、本發(fā)明還提供一種由上述方法制得的多孔陶瓷。
18、所述多孔陶瓷的吸水率為50～70％，顯氣孔率為60～65％，抗壓強(qiáng)度為10～20mpa，平均孔徑為1.7～2μm。另外，所述多孔陶瓷由于經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)幾乎沒有重金屬殘留。
19、與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明具有以下有益效果。
20、本發(fā)明通過以廢治廢的方式，以廢棄污泥、煤氣化渣和廢保溫棉作為原料制成多孔陶瓷，實(shí)現(xiàn)廢棄污泥、煤氣化渣和廢保溫棉的資源化利用和高價值的轉(zhuǎn)換，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并解決了固體廢物大量堆積、占用土地資源、污染環(huán)境的問題。
21、本發(fā)明通過固體廢物的高效利用，完全替代傳統(tǒng)陶瓷制備中的天然礦物原料，不僅降低了對傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)原材料的依賴，而且大大提高了資源的循環(huán)利用率，降低生產(chǎn)成本。
22、本發(fā)明利用煤氣化渣作為基礎(chǔ)原料，廢棄污泥和廢保溫棉互為造孔劑和改性劑，通過優(yōu)化配比和工藝流程制得多孔陶瓷，既保證多孔陶瓷有較高顯氣孔率，又提高其機(jī)械強(qiáng)度和韌性，從而賦予產(chǎn)品優(yōu)異的吸水性、透氣性和過濾性能。
23、本發(fā)明制得的多孔陶瓷具有較高的抗壓強(qiáng)度和較強(qiáng)的吸水率以及顯氣孔率，能應(yīng)用于水污染治理、空氣凈化、隔音隔熱材料等中。
1.一種固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，所述的脫水處理為，對廢棄污泥進(jìn)行暴曬和烘干，使其含水率低于5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，將預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉和煤氣化渣過200目篩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，所述煤氣化渣為煤氣化細(xì)渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，在步驟(2)中，廢棄污泥、煤氣化渣、廢保溫棉以1～2:4～5:2～3的質(zhì)量比混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，在步驟(2)中，壓制成型的壓力為15～20mpa，并保壓20～30s。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，在步驟(2)中，燒結(jié)的溫度為1000～1200℃，燒結(jié)4h；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，采用磁力攪拌器對預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉與煤氣化渣進(jìn)行混合，攪拌0.5～2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體廢物混合制備多孔陶瓷的方法，其特征是，將預(yù)處理后的廢棄污泥、廢保溫棉與煤氣化渣通過球磨混合均勻，球磨時間為30min。