[发明专利]页岩陶粒烧制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔陶瓷制品的制造方法。

背景技术

 陶粒是一种质轻且有一定强度的集料，主要是采用高温烧成的。高温时由于粘土矿物熔化形成具有塑性又有一定粘性的玻璃化矿物，同时陶粒中一些组分会产生一定的气体，这部分气体如能包含在陶粒之中，就能产生比较大膨胀，温度降低后陶粒外部形成一层薄的致密的釉化硬壳，因此陶粒是一种质轻又具有较高强度的球形颗粒。

页岩陶粒虽然采用页岩不占用耕地，甚至页岩开采后还可以进行复耕，但页岩陶粒生产工艺比粘土陶粒和粉煤灰陶粒复杂，页岩需要进行开采然后粉磨，烧胀温度要高出粘土陶粒200 ℃甚至更高，因此页岩陶粒生产成本最高，但页岩矿物组分合适的情况下可获得堆积密度在800 kg／m³左右的陶粒。

城市污泥的处理是当前全世界面临的一个严重和迫切的问题，污泥对环境的危害主要包括使水源水质恶化、污染土壤和农作物等，其中重金属是造成污染的一大原因，传统的技术方法是对污泥进行填埋和焚烧，这都会对环境造成二次污染。页岩陶粒由于烧成温度高，烧胀系数低而影响了其在建筑中的使用。污泥中含有50％左右的有机质，可以提供陶粒烧胀所需的碳质材料，还能提供烧成过程中一部分热量，能有效降低页岩陶粒的烧胀温度。同时页岩陶粒对污泥中的重金属具有固化作用。因此，利用污泥作部分原料制备页岩陶粒具有极广阔的应用前景。

发明内容

 本发明旨在提供一种烧成温度低，烧胀系数高的页岩陶粒烧制法。

本发明所述的页岩陶粒烧制法，使用污泥作为原料。

优选地，污泥置于105±5℃恒温烘箱中烘干，自然冷却后取出，粉碎筛分至平均粒径为180μm后待用。

更优选地，将待用污泥与页岩粉充分混合搅拌均匀，制成直径为10 mm的小球，干燥2 h，预热，焙烧，冷却即可。

本发明中，污泥经过高温焙烧后，其中的重金属与页岩中的矿物形成同溶体，从而固定在铝硅酸盐的网格中。污泥页岩陶粒表面为致密的釉化状态，因而可以有效地包裹固化污泥中的重金属组分。本发明利用城市污泥作为部分原料烧制页岩陶粒，可以降低页岩陶粒的烧胀温度在100 ℃以上，且烧制的陶粒性能优良，不仅节约能源，而且可以大量资源化利用城市污泥。

具体实施方式

 实施例一。

污水处理厂，将污泥置于105±5℃恒温烘箱中烘干，自然冷却后取出，粉碎筛分后待用，污泥粉碎后平均粒径为180μm，容重为1.14 kg／m³，污泥中重金属元素含量(单位：mg／kg干污泥)分别为：Hg O.07，Cd 2.6，Cu 227，Pb 152，Cr 122，Zn 854，As 6.8。页岩粉塑性指数为130，含水率7％，平均粒径为144μm。

将污泥与页岩粉按1：1的质量比充分混合搅拌均匀，制成直径为10 mm的小球，将制备好的料球在干燥箱中干燥2 h后，将其取出，然后经过预热，焙烧，冷却得到陶粒。其中烧成制度：预热温度500℃，预热时间15 min，烧成温度1 150℃，焙烧时间15 min。

陶粒的烧胀系数、吸水率的测定参照《轻骨料试验方法》(GB 2842-1981)。

其中陶粒的吸水率为43.8%，烧胀系数为1.72。