[发明专利]一种污泥焚烧灰基复合掺合料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种污泥焚烧灰基复合掺合料及其制备方法和用途，属于建筑材料领域。本发明中污泥焚烧灰基复合掺合料主要由污泥焚烧灰、粉煤灰和激发剂组成，其中，所述污泥焚烧灰和粉煤灰的质量比为(10～50)：(50～90)，所述激发剂的添加量不超过污泥焚烧灰和粉煤灰总质量的5％。本发明采用重金属稳定剂对污泥焚烧灰进行处理，起到稳定固化重金属浸出的危害，再采用物理‑化学联合激发手段，通过控制球磨时间、激发剂添加量等实现了污泥焚烧灰的无害化、稳定化和资源化利用。本发明方法整体工艺简单，便于广泛推广和用途。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种污泥焚烧灰基复合掺合料及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，由于我国水环境的不断恶化和对环境保护的重视，全国建造了大量的污水处理厂。污泥是污水处理的副产物，成分复杂，其中重金属、病原微生物以及难降解的微生物含量高，若处置不当会造成严重的二次污染。焚烧可使污泥中的有机物在高温条件下彻底分解为无机物、二氧化碳和水，同时能够实现污泥的减量化、无害化治理，是当前最主要的污泥热处理利用方式，由此产生大量的污泥焚烧灰。

污泥焚烧灰的化学成分以SiO₂、Al₂O₃为主，与粉煤灰的主要化学组成相近。污泥焚烧灰是一种多孔性材料，需水量大，同时其中的可溶性盐类和Zn、Cr等重金属较易浸出，存在污染环境安全的风险。由于污泥焚烧时焚烧锅炉、焚烧工艺参数差异较大，导致污泥焚烧灰的组分差异大，SiO₂含量10％-50％不等，且收集得到的焚烧灰细度差异明显，不同批次污泥焚烧灰的材性波动性较大，活性较低，极大的限制了污泥焚烧灰的资源化利用。

因此，需开发一种污泥焚烧灰安全处理、活性提升的技术，实现污泥焚烧灰的稳定化、无害化和资源化利用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种污泥焚烧灰基复合掺合料及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明的目的之一在于提供一种污泥焚烧灰基复合掺合料，所述污泥焚烧灰基复合掺合料主要由污泥焚烧灰、粉煤灰和激发剂组成，其中，所述污泥焚烧灰和粉煤灰的质量比为(10～50)：(50～90)，所述激发剂的添加量不超过污泥焚烧灰和粉煤灰总质量的5％。

优选地，所述污泥焚烧灰粉和粉煤灰的质量比可以是(10～30)：(70～90)，也可以是(20～40)：(60～80)，也可以是(30～50)：(50～70)。

优选地，所述激发剂的添加量为污泥焚烧灰粉和粉煤灰总质量的0.1％～2％。

优选地，所述污泥焚烧灰由污泥通过焚烧处理后，经球磨获得。本发明中，污泥来源于城市污水处理厂。

本发明通过机械球磨对污泥焚烧灰进行了物理改性，一方面经机械球磨后的污泥焚烧灰的微观形貌由多孔状变为小颗粒聚集状，有效改善需水量较大的问题，同时细度提高，用作掺合料时反应面积增大，提高了胶凝活性。另一方面，机械球磨处理改善了污泥焚烧灰的品质，减小了污泥焚烧灰质量、材性的波动性。

更优选地，所述焚烧温度为450℃～1000℃。更优选地，所述球磨的转速为300r/min～500r/min，球磨的时间为10min～30min。

优选地，所述污泥焚烧灰通过孔径为45μm筛的筛余量≤30％。