[发明专利]一种将含氟污泥制备硫铝酸盐水泥的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，尤其涉及一种将含氟污泥掺入烧制硫铝酸盐水泥的方法。

背景技术

在污水处理领域，污泥的处理和处置以及污泥的减量化和资源化是环保治理的重要课题之一。污泥作为污水处理后的副产物。是由有机残片、微生物菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，干污泥通常占污水量体积的0.3％～0.5％或质量的1％～2％。由于污水来源不同，处理后产生的污泥有着不同的特性。是特殊的固体废弃物，污泥在污水处理工程中一直是困扰污水厂正常运行的难题，如何妥善处理处置污泥，实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化一直是许多国家学者和工程技术人员孜孜以求的目标。

随着电子行业的发展，对氢氟酸的需求量也逐年增加。氢氟酸在使用过程中会产生含氟废水，水处理后会产生大量含氟化钙污泥。目前，含氟污泥无综合利用途径，都是经过初步干化将含水率降低至60％后，送危险废物填埋场填埋处理，不仅占用填埋场资源，还造成资源浪费。

固体废弃物其实是放错地方的资源，对于氟化钙污泥，如果采取合适的工艺技术处理后，可作为原材料用于多个行业。针对电子行业产生的氟化钙污泥，如果其中仅有氟化钙和水份，可将氟化钙干化后作为原材料出售给氢氟酸厂制氢氟酸；如果污泥成份较为复杂，可将污泥进行固化稳定化处理，然后将干污泥出售给水泥厂或蒸汽砖厂加以利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种将含氟污泥掺入硫铝酸盐水泥的烧制过程中的方法，以达到含氟污泥的无害化、稳定化、资源化利用的目的。

本发明的方法是通过以下步骤实现的：第一步含氟污泥固化和干化，第二步，硫铝酸盐水泥的生产。

第一步：含氟污泥固化和干化，将污水厂得到的含氟量较大的污泥，往污泥中添加固化剂和稳定剂，然后通过机械搅拌，使得污泥和固化稳定剂混合均匀。在稳定剂作用下，氟离子被稳定化，使得污泥的氟浸出量大大降低，经固定化的污泥粘性降低、硬度得以加强。固定好的污泥采用回转干燥炉进行加热去除污泥中的水分，即得到含氟固化泥。

第二步：硫铝酸盐水泥的生产；其中(1)制备生料，硫铝酸盐水泥采用的原料是石灰石、矾土、石膏和含氟污泥，具体重量配比为：石灰石：CaO＞45％；矾土：Al₂O₃ 25～35％，SiO₂＜15％；石膏：＞10％；含氟污泥：加入量为1～3％；硫铝酸盐水泥的原料碱度系数Cm≤1；铝硫比P≤3.82。(2)熟料烧成，生料在回转窑内煅烧，温度在1300～1400℃之间。熟料形成过程为：950℃时，C4A3S和C2AS开始形成；1100℃时，C2S出现；1200℃时，C2AS消失，出现2C2S·CaSO₄；1250℃时，C2S增加；1300～1400℃时，2C2S·CaSO₄消失，熟料烧成。(3)水泥制备，熟料75-80％、含氟污泥20-25％，混合磨细至规定比表面积，即得硫铝酸盐水泥。

原理：水泥的制作过程中要加入矿化剂，其主要作用是改善固相和液相反应作用，本发明中含氟固化泥中的CaF₂和CaSO₄则正是最普遍、最成熟的矿化剂；在水泥制成阶段，对于硫铝酸盐水泥在水泥制备过程中需要掺入大量的石膏，这里石膏的作用主要是参与水化反应的主要组分，不同掺入量的石膏可调节硫铝酸盐水泥中的快硬、膨胀和自应力，以含氟污泥代替部分石膏，效果更好。

本发明的有益效果是：将含氟污泥掺入硫铝酸盐水泥的烧制过程中，以达到污泥的无害化、稳定化、资源化利用的目的。既节约了能源，又保护了环境，造福人类。

具体实施方式

下面结合具体实施方式进一步对本发明加以说明；