專利名稱：：一種生物污泥和淤泥混合型陶粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種陶粒，具體地說涉及一種生物污泥和淤泥混合型陶粒。屬于輕質(zhì)材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：陶粒具有優(yōu)異的性能，如密度低、筒壓強(qiáng)度高、孔隙率高，軟化系數(shù)高、抗凍性良好、抗堿集料反應(yīng)性優(yōu)異等。特別由于陶粒密度小，內(nèi)部多孔，形態(tài)、成分較均一，且具一定強(qiáng)度和堅(jiān)固性，因而具有質(zhì)輕，耐腐蝕，抗凍，抗震和良好的隔絕性等多功能特點(diǎn)。利用陶粒這些優(yōu)異的性能，可以將它廣泛應(yīng)用與建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，還在繼續(xù)擴(kuò)大。在陶粒發(fā)明和生產(chǎn)之初，它主要用于建材領(lǐng)域，由于技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)陶粒性能的認(rèn)識(shí)更加深入，陶粒的應(yīng)用早已超過建材這一傳統(tǒng)范圍，不斷擴(kuò)大它的應(yīng)用新領(lǐng)域。現(xiàn)在陶粒在建材方面的應(yīng)用，已經(jīng)由100%下降到80%,在其他方面的應(yīng)用，已占20%。隨著陶粒新用途的不斷開發(fā)，它在其他方面的比例將會(huì)逐漸增大。陶粒按形狀分為碎石型陶粒、圓球形陶粒和圓柱形陶粒。碎石型陶粒一般用天然礦石生產(chǎn)，先將石塊粉碎、燒脹，然后進(jìn)行篩粉；也可用天然及人工輕質(zhì)原料如浮石、火山渣、煤渣、自然或煅燒煤矸石等，直接破碎篩分而得。圓球形陶粒是采用圓盤造粒機(jī)生產(chǎn)。先將原料磨粉，然后加水造粒，制成圓球再進(jìn)行燒脹或養(yǎng)護(hù)而成。目前我國的陶粒大部分是這種品種。圓柱型陶粒一般采用塑性擠出成型。先制成泥條，再切割成圓柱形狀。這種陶粒適合于塑性較高的等黏土原料，產(chǎn)量相對(duì)較低。圓柱料坯若采4用回磚窯燒脹，圓柱體在窯內(nèi)滾動(dòng)成橢圓形。按陶粒性能分高性能陶粒和普通性能陶粒。高性能陶粒是指強(qiáng)度較高、吸水率較低、密度較小的燒脹或免燒陶粒。輕集料的資源豐富，品種繁多。它有天然輕集料、固體廢棄物輕集料和人造輕集料之分。根據(jù)它們的生成條件及性能看來，可以用來配制高性能混凝土的只有經(jīng)特殊加工的高性能陶粒。國外一般稱它為高性能輕集料，在我國也可稱它為高強(qiáng)陶粒。高性能陶粒是采用合適的原材料，經(jīng)特殊加工工藝，所制造出的不同密度等級(jí)、高強(qiáng)度、低孔隙率、低吸水率的人造輕集料。這種輕集料的某些性能與普通密實(shí)集料相似，與普通輕集料相比性能更為優(yōu)越。普通性能陶粒是相對(duì)于高性能陶粒而言。即它的強(qiáng)度比高性能陶粒略低?？紫堵事愿摺⑽室哺摺５木C合性能仍優(yōu)于普通集料?，F(xiàn)有的陶粒主要是采用粉煤灰、粘土、頁巖等原料制備而成。如中國專利申請(qǐng)(公開號(hào)CN101182186A)涉及一種粉煤灰陶粒，該陶粒選用含碳量體積比為7%的粉煤灰和水溶液為粉煤灰陶粒的母料，體積比為含碳量體積比為7%的粉煤灰水溶液=99.8%:0.02%;水溶液由水玻璃、膠凝樹脂和水組成，體積比為水玻璃膠凝樹脂水=0.6%:0.4%:99%;將含碳量體積為7%的粉煤灰與水溶液充分?jǐn)嚢杌旌停旌暇鶆蚝笏腿肭蛐螜C(jī)進(jìn)行制球，球徑為10-20mm，再送入敞口窯中，在窯口用柴草引著，用鼓風(fēng)機(jī)吹著自燃，待窯頂部粉煤灰球被燒的紅透后，停止鼓風(fēng)，待40分鐘后出窯，制成粉煤灰陶粒。雖然該陶粒粉煤灰摻量高、無粘土成分，但是粉煤灰粘性和可塑性較差，必須加入較大量的水玻璃和凝膠樹脂，對(duì)粉煤灰的化學(xué)成分要求較嚴(yán)，燒脹工藝控制較難，易產(chǎn)生結(jié)塊，結(jié)圈，生產(chǎn)成本仍然較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種充分利用原料的特性，成本較低，產(chǎn)品質(zhì)量較好的生物污泥和淤泥混合型陶粒。本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種生物污泥和淤泥混合型陶粒，該陶粒由包括以下重量配比的原料制成生物污泥10-30份；淤泥70-90份，其中所述的污泥為脫水污泥，所述的淤泥為河道淤泥、打樁淤泥中的一種或兩種。本發(fā)明采用的河道淤泥、打樁淤泥的化學(xué)成分與粘土比較接近，可以將其利用為主原料，污水處理廠產(chǎn)生的生物污泥為輔助原料通過混料、造粒、燒脹和冷卻后可以獲得超輕、普通和高強(qiáng)陶粒。由于陶粒燒成對(duì)原料含水率有一定的要求，但生物污泥從離心機(jī)卸下時(shí)含水率較高，不能直接用于陶粒燒脹，但是生物污泥和淤泥可塑性是一個(gè)不可逆現(xiàn)象，生物污泥非常細(xì)膩，隨著日曬或風(fēng)吹，污泥中表面水分逐漸丟失后，污泥逐漸變硬，邊角鋒利，污泥細(xì)微顆粒逐漸變粗，失去可塑性能，若再向變硬的污泥中注入水分，經(jīng)研磨污泥就變成細(xì)砂，完全失去了粘性和可塑性，本發(fā)明采用的生物污泥和淤泥的含水率為35%_42%。作為優(yōu)選，所述原料的重量百分配比為生物污泥15-25份；淤泥75-85份。進(jìn)一步的優(yōu)選，所述原料的重量百分配比為生物污泥20份；淤泥80份，所述的淤泥為河道淤泥、打樁淤泥中的兩種，其中河道淤泥的重量配比50份，打樁淤泥的重量配比為20份。淤泥和生物污泥的比例不同也對(duì)生產(chǎn)的陶粒的品質(zhì)有重大影響，結(jié)果如表1、表2和表3所示。表1:不同重量百分配比的河道淤泥和脫水污泥制備的陶粒<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表l可以看出本發(fā)明以河道淤泥作主原料，脫水污泥最佳摻入量為20%，摻入一定量的脫水污泥，料球最佳膨脹溫度有所下降；陶粒表觀密度最低為800kg/m3。表2:不同重量百分配比的打樁淤泥和脫水污泥制備的陶粒<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表2可以看出本發(fā)明以打樁淤泥作為主原料時(shí)，脫水污泥最佳摻入量為10-15%;摻入一定比例的脫水污泥，料球最佳膨脹溫度有所下降，樣品最低表觀密度最低為610kg/m3;脫水污泥摻入比例越大，吸水率亦隨之變大，表觀密度越大。表3:不同重量百分配比的河道淤泥、打樁淤泥和脫水污泥制備的陶粒品質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表3可以看出本發(fā)明以河道淤泥50%+打樁淤泥30%+脫水污泥20%為配比陶粒樣品質(zhì)量最佳，表觀密度最低為650kg/m3。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，所述的脫水污泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:18.8%;Al203:9.18%;Fe203:10.31%;CaO:5.40%;MgO:6.40%;燒失量47.76%;其余為雜質(zhì)。所述的雜質(zhì)為Na20、K20和有機(jī)質(zhì)等雜質(zhì)。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，所述的河道淤泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:48.27%;Al203:12.57%;Fe2()3:4.94%;Ca0:3.81%;MgO:2.52%;燒失量7.19%;其余為雜質(zhì)。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，所述的打樁淤泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:60.7%;Al203:15.29%;Fe203:6.96%;Ca0:1.01%;MgO:2.10%;燒失量7.25%;其余為雜質(zhì)。本發(fā)明主要采用是浙江省臺(tái)州市椒江地區(qū)的河道淤泥和浙江省臺(tái)州市地區(qū)打樁淤泥以及浙江省臺(tái)州地區(qū)污水處理廠等產(chǎn)生的生物污泥，其化學(xué)成分如表4所示。表4:浙江省臺(tái)州市的生物污泥和淤泥的化學(xué)成分臺(tái)州椒江地區(qū)河道淤泥臺(tái)州椒江污水處理廠產(chǎn)生的生物污泥臺(tái)少H地區(qū)打樁淤泥Si02(%)48.2718.860.7AI2O3(%)12.579.1815.29Fe2()3(%)4.9410.316.96Ca0(%)3.815.401.01Mg0(%)2.526.402.10燒失量7.1947.767.25其它20.702.156.69從表4可以看出本發(fā)明采用的河道淤泥和打樁淤泥的化學(xué)成分與粘土比較接近，可以利用其為主原料，生物污泥為輔助原料。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，該陶粒的原料還包括重量份為i-io份的輔助外加劑，所述的輔助外加劑為粉煤灰、石灰石粉、鐵礦粉、硼砂中的一種或多種混合物。本發(fā)明在原料中加入適量的輔助外加劑混合攪拌，制出的陶粒容重輕但筒壓強(qiáng)度較高。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，作為優(yōu)選，所述的生物污泥和淤泥配制成陶粒原料的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:42%_48%;Al203:7%-13%;Fe2O3:7%-14%;Ca0:3%_5%;Mg0:3%-3.5%;燒失量14%-16%;其余為雜質(zhì)。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，所述的生物污泥和淤泥制成陶粒性能參數(shù)為堆積密度510-600kg/m3;筒壓強(qiáng)度2.0-2.5Mpa;lh吸水率1%_10%。該性能參數(shù)的陶粒主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)保溫，墻板，砌塊，耐火材料，澆注料，過濾集料中，其制品的隔熱保溫，耐久等性能優(yōu)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，所述的生物污泥和淤泥制成陶粒性能參數(shù)還可以為堆積密度610-700kg/m3;筒壓強(qiáng)度3.0-3.5Mpa;lh吸水率1%-10%。該性能參數(shù)的陶粒主要應(yīng)用于保溫結(jié)構(gòu)的小構(gòu)件上，不僅降低物件自重，其優(yōu)良的耐火性，同時(shí)也大大提高結(jié)構(gòu)的安全性。在上述的生物污泥和淤泥混合型陶粒中，所述的生物污泥和淤泥制成陶粒性能參數(shù)為堆積密度350-500kg/m3;筒壓強(qiáng)度1.5-2.0Mpa;lh吸水率1%-10%。該性能參數(shù)的陶粒主要應(yīng)用于自保溫，外墻保溫和結(jié)構(gòu)保溫上，在屋面，車庫屋頂上應(yīng)用其作無土栽培材料。另還大量應(yīng)用于藝術(shù)石行業(yè)，花卉種植等，應(yīng)用范圍廣，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。綜上所述，本發(fā)明的生物污泥和淤泥混合型陶粒具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用生物污泥和淤泥作為原料可以制作出超輕、普通和高強(qiáng)陶粒，節(jié)能效果顯著，有利于保護(hù)河流、湖泊和土地等資源，有效的利用了城市污泥、工業(yè)廢土實(shí)現(xiàn)變廢為寶的目的。2、本發(fā)明所采用的原料主要為生物污泥和淤泥，不僅原料來源廣泛，成本較低；而且為城市污泥的減量化、無害化、資源化處理提供了有效的利用途徑。具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明；但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。表5:實(shí)施例1-12制備陶粒的生物污泥和淤泥的重量份<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實(shí)施例1-12中采用的是浙江省臺(tái)州市椒江地區(qū)的河道淤泥和浙江省臺(tái)州市地區(qū)打樁淤泥以及浙江省臺(tái)州市椒江污水處理廠產(chǎn)生的生物污泥。所述的河道淤泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:48.27%;Al2。3:12.57%;Fe203:4.94%;Ca0:3.81%;Mg0:2.52%;燒失量.'7.19%;其余為雜質(zhì)。所述的打樁淤泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:60.7%;Al203:15.29%;Fe203:6.96%;Ca0:1.01%;MgO:2.10%;燒失量7.25%;其余為雜質(zhì)。所述的脫水污泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:18.8%;Al203:9.18%;Fe203:10.31%;CaO:5.40%;MgO:6.40%;燒失量47.76%;其余為雜質(zhì)。其中實(shí)施例1中采用的輔助外加劑為粉煤灰，實(shí)施例4中采用輔助外加劑為石灰石粉，實(shí)施例7中采用輔助外加劑為硼砂，實(shí)施例9中采用的輔助外加劑為粉煤灰，實(shí)施例11中采用的輔助外加劑為鐵礦粉。本陶粒的生產(chǎn)方法如下按表5中實(shí)施例1-12重量份的原料混合均勻后，放置常溫下陳化，放置7天進(jìn)行部分脫水，脫水后河道淤泥和脫水污泥的含水率為37.8%,通過給料機(jī)放入雙軸攪拌機(jī)中進(jìn)行充分混料，混料時(shí)間為3分鐘；然后將上述混料后的生物污泥和淤泥在對(duì)輥破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎時(shí)間為3分鐘，破碎后進(jìn)行二次造粒，第一次采用對(duì)輥造粒機(jī)對(duì)輥造粒5分鐘，第二次采用造粒滾筒造粒5分鐘，二次造粒后顆粒料的粒徑為5-15mm。將上述造粒后顆粒料放入雙筒回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為30(TC，預(yù)熱時(shí)間為20分鐘；預(yù)熱后進(jìn)行燒脹，燒脹溫度為1115。C，燒脹時(shí)間10分鐘；燒脹后在溫度為10(TC的條件下冷卻20分鐘后得到陶粒成品。隨機(jī)抽取實(shí)施例l-12制作的陶粒樣品，對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)出陶粒的性能參數(shù)如表6所示。表6:實(shí)施例l-12制作的陶粒樣品的性能參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表6可以看出，本生物污泥和淤泥混合型陶粒的堆積密度、筒壓強(qiáng)度、吸水率等性能較好，可以制作出超輕、普通和高強(qiáng)陶粒。節(jié)能效果顯著，隔熱保溫性能好，用作建筑材料具有良好的耐火性能、抗震性能、抗?jié)B性能和耐久性能。本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管對(duì)本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。權(quán)利要求1、一種生物污泥和淤泥混合型陶粒，該陶粒由包括以下重量配比的原料制成生物污泥10-30份；淤泥70-90份，其中所述的污泥為脫水污泥，所述的淤泥為河道淤泥、打樁淤泥中的一種或兩種。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于所述的脫水污泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:18.8%;Al203:9.18%;Fe203:10.31%;Ca0:5.40%;Mg0:6.40%;燒失量47.76%;其余為雜質(zhì)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于所述的河道淤泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:48.27%;Al203:12.57%;Fe203:4.94%;Ca0:3.81%;MgO:2.52%;燒失量7.19%;其余為雜質(zhì)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于所述的打樁淤泥的化學(xué)成分及其重量百分比為Si02:60.7%;Al203:15.29%;Fe203:6.96%;Ca0:1.01%;MgO:2.10%;燒失量7.25%;其余為雜質(zhì)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于該陶粒的原料還包括重量份為1-10份的輔助外加劑，所述的輔助外加劑為粉煤灰、石灰石粉、鐵礦粉、硼砂中的一種或多種混合物。6、根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于所述的生物污泥和淤泥制成陶粒性能參數(shù)為堆積密度510-600kg/m3;筒壓強(qiáng)度2.0-2.5Mpa;lh吸水率1%-10%。7、根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于所述的生物污泥和淤泥制成陶粒性能參數(shù)為-堆積密度610-700kg/m3;筒壓強(qiáng)度3.0-3.5Mpa;lh吸水率-1%-10%。8、根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的生物污泥和淤泥混合型陶粒，其特征在于所述的生物污泥和淤泥制成陶粒性能參數(shù)為堆積密度350-500kg/m3;筒壓強(qiáng)度1.5-2.0Mpa;lh吸水率1%—10%。全文摘要本發(fā)明提供了一種生物污泥和淤泥混合型陶粒，屬于輕質(zhì)材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。本生物污泥和淤泥混合型陶粒，由包括以下重量配比的原料制成生物污泥10-30份；淤泥70-90份；其中污泥為脫水污泥，淤泥為河道淤泥、打樁淤泥中的一種或兩種。本混合型陶粒有效的利用了城市污泥、工業(yè)廢土實(shí)現(xiàn)變廢為寶、原料來源廣泛、成本較低。文檔編號(hào)B09B3/00GK101585672SQ20091009989公開日2009年11月25日申請(qǐng)日期2009年6月19日優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日發(fā)明者楊曉華,田生春,童麗美申請(qǐng)人:臺(tái)州方遠(yuǎn)新型建材有限公司