[发明专利]一种污泥基高强陶粒及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种污泥基高强陶粒及其制备方法。本发明的目的在于提供一种污泥基高强陶粒及制备方法，包括以下步骤：分别称取城市污泥，建筑弃土，煤气化渣，增塑剂；将城市污泥、建筑弃土、煤气化渣分别干化；将干化后的物料各自粉磨、过筛后混料均匀，进行紧密推挤，测试空隙率；物料混合均匀后在造粒设备与增塑剂、去离子水混合造粒，形成颗粒状产物的陶粒生料；陶粒生料预热后，然后升温至相应温度烧结出陶粒；烧制成的陶粒缓慢冷却至室温。本发明利用较大掺量的城市污泥、建筑弃土和煤气化渣作为原料，烧结出高强陶粒，以提高城市污泥处理、提高固废利用率，减小混凝土用自然砂石的开采，丰富污泥基陶粒类型。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种污泥基高强陶粒及其制备方法。

背景技术

城市污泥主要是城市用水等排放出的污泥，其组成复杂，含有大量病原体、臭气、重金属等有毒有害物质。我国城市污泥处置方式相对落后，大量污泥没有得到规范化的处理，目前的处置方式主要是填埋，然而这种处理方式很可能会直接造成“二次污染”，对生态环境产生严重威胁。

陶粒是一种人造轻质骨料，通常是在一定的条件下，发生化学反应，生成一种稳定、质硬的固相。人造陶粒具有很多优异的性能，如密度低、抗冻性好、软化系数好等，陶粒具有性能可设计性，可设计出不同密度、不同强度和吸水率的陶粒，如利用陶粒可设计性，制备出满足混凝土用基础材料，可替代部分天然砂石骨料，缓解对自然资源的开采。

利用污泥制备陶粒是处理污泥的另外一种方式，可以减小因填埋而造成的二次污染。然而，污泥成分复杂，有机质含量多，制备出的污泥基陶粒污泥掺量较小，且烧制出陶粒强度小，使得其应用范围受限。制备出大掺量污泥陶粒且具有优异性能是研究的一大热点。

此外，目前大多性能较好的污泥基陶粒是在较大粉煤灰掺量下烧结的，如专利CN104261802中公开了一种污泥粉煤灰高强陶粒及其制备方法，陶粒主要原料为污泥和粉煤灰，烧结出的陶粒筒压强度＜6.5MPa，吸水率＞12％。专利CN 108675815 A中公开了一种粉煤灰污泥陶粒的制备方法，是将30％-60％的粉煤灰、自来水厂污泥30％-60％、造纸厂污泥3％-9％，污水厂污泥0-10％组成。在制备陶粒时，先将粉煤灰和烘干污泥粉磨过40目筛，造粒、预热、烧结出得陶粒满足GB/T 17431.1-2010《轻集料及试验方法》要求，其吸水率＞12％。

其存在的问题是:1、粉煤灰作为建筑材料中最常用的掺合料，其价格日益攀升，使得陶粒成本增加；2、利用粉煤灰烧制出的陶粒吸水率大，应用到水泥基中会影响其性能。为此，寻找其他固废作为陶粒原材料生产陶粒，具有一定的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥基高强陶粒及制备方法，本发明利用较大掺量的城市污泥、建筑弃土和煤气化渣作为原料，烧结出高强陶粒，以提高城市污泥处理和提高固废利用率，减小混凝土用自然砂石的开采，丰富污泥基陶粒类型。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种污泥基高强陶粒，包括以下重量份的组分：城市污泥50-150份、建筑弃土10-50份、煤气化渣20-70份、增塑剂10-30份。

进一步的技术方案是，所述城市污泥的烧失量为40-50％；其氧化硅含量不小于25％，氧化铝含量不小于15％，其制备而成的陶粒强度更高。

进一步的技术方案是，所述城市污泥为处理城市污水所产生的一种絮凝状物产物，其含水率为50-90％，pH值为4-8。

进一步的技术方案是，所述建筑弃为基坑开挖所产生的工程弃土，其氧化铝含量不小于10％，其制备而成的陶粒强度更高。

进一步的技术方案是，所述煤气化渣为煤炭在煤气化过程中的副产物，其氧化铝含量不小于15％，其制备而成的陶粒强度更高。