一种淤泥烧结砖及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710530942.4 | 申请日 | 2017-06-29 | 公开(公告)号 | CN107235707A | 公开(公告)日 | 2017-10-10 |
| 申请人 | 铜仁学院; | 发明人 | 宋谋胜; 张杰; 谭德斌; 李远霞; 赵虎腾; | ||||
| 摘要 | 一种淤泥 烧结 砖及其制备方法，涉及环境治理技术领域，淤泥烧结砖的制备方法是将淤泥用 水 清洗，并除去悬浮杂质，过滤，于室温下晾晒2～3天，捣碎后进行一次过筛，得到初级原料；初级原料经干燥、球磨后进行二次过筛，得到淤泥粉；将淤泥粉在高压下 压制成型 ，烧结，制得淤泥烧结砖。一种淤泥烧结砖，淤泥烧结砖的原料中还包括辅助材料，辅助材料包括 粉 煤 灰 和页 岩石 中的至少一种，辅助材料与淤泥粉的 质量 比为4～9:1。本 发明 所提供的淤泥烧结砖及其制备方法，有效利用了疏通河道的淤泥，减少了对环境和河流的污染。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种淤泥烧结砖的制备方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种淤泥烧结砖及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及环境治理技术领域，具体而言，涉及一种淤泥烧结砖及其制备方法。 背景技术[0002] 随着经济的快速发展和人口的逐年增加，工业废水和生活污水带来的环境问题越来越严重，城市河道的污染也在加重。水体淤泥的污染状况是全面衡量水质的重要因素。纳入水体的重金属大部分在物理沉淀和化学吸附等作用下迅速由水相转为固相，沉积在河道淤泥中，在环境发生改变时就可能被重新释放出来，使得水体的重金属浓度增加，出现二次污染。淤泥中含有如Ge、Al等大量重金属有害物质，除此还含有动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物，导致水体发黑，发臭。 [0003] 由于疏通河道所堆放的淤泥和火电厂与集中供热锅炉燃烧煤粉时所产生的粉煤灰等污染地表水、地下水及土壤和大气，已造成了严重的环境污染，对周围人民群众的身体健康造成了严重危害。所以如何有效地处理好河道淤泥与粉煤灰的污染问题也成为了当今我们对粉煤灰资源化利用与淤泥污染环境治理的一大难题。 发明内容[0004] 本发明的第一目的在于提供一种淤泥烧结砖的制备方法，该方法操作简单，对设备要求低，通过对淤泥进行处理，将淤泥合理利用制得烧结砖，达到了废物利用的效果。 [0005] 本发明的第二目的在于提供一种淤泥烧结砖，其有效利用了疏通河道的淤泥，减少了对环境和河流的污染。 [0006] 本发明的实施例是这样实现的： [0007] 将淤泥用水清洗，并除去悬浮杂质，过滤，于室温下晾晒2～3天，捣碎后进行一次过筛，得到初级原料； [0008] 初级原料经干燥、球磨后进行二次过筛，得到淤泥粉； [0009] 将淤泥粉在高压下压制成型，烧结，制得淤泥烧结砖。 [0010] 一种淤泥烧结砖，由上述淤泥烧结砖的制备方法制备得到。 [0011] 本发明实施例的有益效果是： [0012] 本发明提供了一种淤泥烧结砖的制备方法，其将淤泥进行除杂、一次过筛、干燥、球磨、二次过筛等步骤，得到淤泥粉。再将淤泥粉在高压下压制成型，烧结。其通过对淤泥进行处理，最终制得淤泥烧结砖，有效利用了疏通河道的淤泥，减少了对环境和河流的污染。 [0013] 本发明还提供了一种淤泥烧结砖，该淤泥烧结砖有效利用了疏通河道的淤泥，减少了对环境和河流的污染。同时，该淤泥烧结砖强度达到建筑材料标准，具有很好的实用价值。 具体实施方式[0014] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。 [0015] 下面对本发明实施例的一种淤泥烧结砖及其制备方法进行具体说明。 [0016] 本发明实施例提供了一种淤泥烧结砖的制备方法，包括： [0017] S1.将淤泥用水清洗，并除去悬浮杂质，过滤，于室温下晾晒2～3天，捣碎后进行一次过筛，得到初级原料； [0018] 优选地，一次过筛的筛孔目数为2～10目，通过发明人的创造性劳动发现，在该比例范围内可将淤泥中的难以处理的大块颗粒，包括石头、废弃金属物、动物残骸等过滤掉，留下以沙粒为主要成分的细小颗粒，方便后续的进一步加工。 [0019] 初级原料经干燥、球磨后进行二次过筛，得到淤泥粉；经过发明人的创造性劳动发现，二次过筛的筛孔目数为100～150目时，可将较小的颗粒从淤泥粉中移出，使得到的淤泥粉细小。与一次过筛相比，得到的粉末更加均匀细腻，在后续的烧结过程中，粉末之间的结合更加紧密，质地更加均匀，制得的淤泥砖硬度和强度更好。在对初级原料进行干燥时，优选地条件为80～90℃下干燥24～36h。较低的干燥温度不会让原料产生质变，接近100℃的干燥温度和较长的干燥时间可以将原料中的水分完全蒸干。有利于后续的球磨操作，干燥条件之后球磨可以使得粉末更加细腻，制得的淤泥砖更加坚固。该干燥可以在真空条件下，也可以在鼓风条件下进行。不管何种方式，都可以达到干燥的目的，但是真空条件下干燥效果会更优异。 [0020] 本发明实施例所提供的一种淤泥烧结砖的制备方法，还包括： [0021] S2.将淤泥粉在高压下压制成型，烧结，制得淤泥烧结砖。 [0022] 优选地，将淤泥粉压制成型的条件为：在15～20MPa压力下保压60s。经过发明人的创造性劳动发现，在此压力下进行压制成型得到的成品淤泥砖将具有合适的密度，更适合作为建筑砖使用，保持60s的时间也有利于淤泥砖保持均匀的理想密度，若保压时间太短，压制后的淤泥砖可能会失去压力之后膨胀，而时间过长，对淤泥砖最后的成型没有明显的影响，但是加工时间变长，浪费时间成本。 [0023] 高压压制后的淤泥粉进行烧结的优选条件为：在1100～1160℃的烧结温度下烧结2～4h。烧结温度对淤泥砖具有非常重要的影响，发明人通过创造性的劳动发现太高的烧结温度会使得淤泥砖发生脆性，容易破裂。太低的烧结温度又会使得淤泥砖较为柔软容易变形，合适的烧结温度能够保证淤泥砖具有合适的硬度和强度。对高压压制后的淤泥粉进行烧结时，优选地，以梯度升温的形式缓慢升温至烧结温度：先以5℃/min的速率，将温度升至 100～200℃并保温30～60min；再升温500～600℃并保温30～60min；再升温至800～900℃并保温60～90min，然后升温至1000～1100℃并保温60～90min，最后升温至烧结温度。缓慢的升温烧结过程可以使得原料得到缓慢的加热，避免温度变化太快产生裂纹等瑕疵，对淤泥砖的硬度和质量产生不良影响。 [0024] 进一步地，在制备烧结砖的过程，还可以添加辅助材料，具体的操作方法如下：将淤泥粉与辅助材料进行混合，制得混合粉末。再将混合粉末进行高压压制、烧结，制得淤泥烧结砖。其中，辅助材料包括粉煤灰和页岩石中的至少一种。 [0025] 粉煤灰是火电厂和城市集中供热锅炉中以煤粉为燃料而燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，其主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。 [0026] 页岩石是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。一般情况下，页岩石的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，主要用来生产陶粒产品和作为烧结砖产品的主要原料来生产烧结砖。 [0027] 在淤泥中添加粉煤灰和页岩石中的一种，通过将粉煤灰和淤泥混合处理，以牺牲少许强度为代价，可以实现对粉煤灰和淤泥的同时治理，实现粉煤灰和淤泥的资源再利用。在配制原料的过程中，优选地，按质量份数计，淤泥粉和辅助材料的质量比为：4～9:1。发明人通过创造性的劳动发现，当淤泥粉和辅助材料的质量比在上述范围内时，最终制得的淤泥砖的硬度和强度较高，适合建筑材料使用，可使得淤泥和粉煤灰都得到合适的应用。 [0028] 进一步地，辅助材料同样需要经过粉碎、研磨并过100～150目筛，使得到的粉末材料与淤泥粉保持相近的粒度，使辅助材料和淤泥粉在烧结过程中可以更加紧密的结合，得到的烧结砖质地更加均匀，强度更高。 [0029] 一种淤泥烧结砖，由上述的淤泥烧结砖的制备方法制备得到。该淤泥烧结砖利用了河道淤泥烧结而成，达到了废物利用的目的，有效缓解了河道淤堵和污染的问题。同时，该淤泥烧结砖达到了建筑材料的强度要求，更增加了其实用性。 [0030] 以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。 [0031] 实施例1： [0032] 本实施例提供了一种淤泥烧结砖，其制备方法如下： [0033] S1.将淤泥用水清洗，去除浮出水面的轻质杂质，过滤，并于室温下晾晒2天，后进行细碎处理，过2目筛除去大颗粒的石子等杂质，得到初级原料。 [0034] S2.将初级原料在80℃下干燥24h，球磨后过150目筛，得到淤泥粉。 [0035] S3.将2.56kg上述淤泥粉与0.64kg粒度为150目的粉煤灰混合，得到混合粉末。 [0036] S4.将混合粉末在15MPa压力下进行压制，保压时间60s，压制成外形为直角六面体生坯块备烧，其长240mm、宽115mm、高53mm。 [0037] S5.将生坯块采用程序升温的方式升温至1100℃温度烧结2h，随炉自然冷却，得到所需淤泥烧结砖。 [0038] 其中，程序升温的方式为：以5℃/min速率的分段加热方式进行，即先升温至100℃并保温30min、再升温至500℃并保温30min、再升温至800℃并保温60min，然后升温至1000℃并保温60min，最后升温至1100℃并保温120min，此后随炉自然冷却即得到淤泥烧结砖。 [0039] 实施例2 [0040] 本实施例提供了一种淤泥烧结砖，其制备方法如下： [0041] S1.将淤泥用水清洗，去除浮出水面的轻质杂质，过滤，并于室温下晾晒3天，后进行细碎处理，过10目筛除去大颗粒的石子等杂质，得到初级原料。 [0042] S2.将初级原料在90℃下干燥36h，球磨后过100目筛，得到淤泥粉。 [0043] S3.将2.56kg上述淤泥粉、0.64kg粒度为100目的页岩石粉混合，得到混合粉末。 [0044] S4.将混合粉末在20MPa压力下进行压制，保压时间90s，压制成外形为直角六面体生坯块备烧，其长240mm、宽115mm、高53mm。 [0045] S5.将生坯块采用程序升温的方式升温至1160℃温度烧结3h，随炉自然冷却，得到所需淤泥烧结砖。 [0046] 其中，程序升温的方式为：以5℃/min速率的分段加热方式进行，即先升温至150℃并保温60min、再升温至500℃并保温45min、再升温至850℃并保温90min，然后升温至1050℃并保温90min，最后升温至1100℃并保温120min，此后随炉自然冷却即得到淤泥烧结砖。 [0047] 实施例3： [0048] 本实施例提供了一种淤泥烧结砖，其制备方法如下： [0049] S1.将淤泥用水清洗，去除浮出水面的轻质杂质，过滤，并于室温下晾晒2.5天，后进行细碎处理，过5目筛除去大颗粒的石子等杂质，得到初级原料。 [0050] S2.将初级原料在85℃下干燥25h，球磨后过120目筛，得到淤泥粉。 [0051] S3.将2.56kg上述淤泥粉与0.64kg粒度为150目的粉煤灰混合，得到混合粉末。 [0052] S4.将混合粉末在17MPa压力下进行压制，保压时间75s，压制成外形为直角六面体生坯块备烧，其长240mm、宽115mm、高53mm。 [0053] S5.将生坯块采用程序升温的方式升温至1150℃温度烧结2h，随炉自然冷却，得到所需淤泥烧结砖。 [0054] 其中，程序升温的方式为：以5℃/min速率的分段加热方式进行，即先升温至200℃并保温60min、再升温至600℃并保温60min、再升温至900℃并保温70min，然后升温至1100℃并保温75min，最后升温至1120℃并保温240min，此后随炉自然冷却即得到淤泥烧结砖。 [0055] 实施例4： [0056] 本实施例提供了一种淤泥烧结砖，其制备方法如下： [0057] S1.将淤泥用水清洗，去除浮出水面的轻质杂质，过滤，并于室温下晾晒2天，后进行细碎处理，过7目筛除去大颗粒的石子等杂质，得到初级原料。 [0058] S2.将初级原料在85℃下干燥30h，球磨后过130目筛，得到淤泥粉。 [0059] S3.将2.88kg上述淤泥粉、0.16kg粒度为130目的粉煤灰和0.16kg粒度为130目的页岩石粉混合，得到混合粉末。 [0060] S4.将混合粉末在15MPa压力下进行压制，保压时间60s，压制成外形为直角六面体生坯块备烧，其长240mm、宽115mm、高53mm。 [0061] S5.将生坯块采用程序升温的方式升温至1140℃温度烧结2h，随炉自然冷却，得到所需淤泥烧结砖。 [0062] 其中，程序升温的方式为：以5℃/min速率的分段加热方式进行，即先升温至150℃并保温45min、再升温至550℃并保温60min、再升温至900℃并保温90min，然后升温至1000℃并保温90min，最后升温至1140℃并保温120min，此后随炉自然冷却即得到淤泥烧结砖。 [0063] 实施例5： [0064] 本实施例提供了一种淤泥烧结砖，其制备方法如下： [0065] S1.将淤泥用水清洗，去除浮出水面的轻质杂质，过滤，并于室温下晾晒3天，后进行细碎处理，过10目筛除去大颗粒的石子等杂质，得到初级原料。 [0066] S2.将初级原料在80℃下干燥25h，球磨后过110目筛，得到淤泥粉。 [0067] S3.将3.1kg上述淤泥粉、0.05kg粒度为110目的粉煤灰和0.05kg粒度为110目的页岩石粉混合，得到混合粉末。 [0068] S4.将混合粉末在18MPa压力下进行压制，保压时间75s，压制成外形为直角六面体生坯块备烧，其长240mm、宽115mm、高53mm。 [0069] S5.将生坯块采用程序升温的方式升温至1160℃温度烧结2h，随炉自然冷却，得到所需淤泥烧结砖。 [0070] 其中，程序升温的方式为：以5℃/min速率的分段加热方式进行，即先升温至150℃并保温30min、再升温至550℃并保温45min、再升温至900℃并保温80min，然后升温至1000℃并保温75min，最后升温至1160℃并保温180min，此后随炉自然冷却即得到淤泥烧结砖。 [0071] 实施例6 [0072] 本对比例提供了一种淤泥烧结砖，其制备方法如下： [0073] S1.将淤泥用水清洗，去除浮出水面的轻质杂质，过滤，并于室温下晾晒3天，后进行细碎处理，过7目筛除去大颗粒的石子等杂质，得到初级原料。 [0074] S2.将初级原料在86℃下干燥24h，球磨后过150目筛，得到淤泥粉。 [0075] S3.将3.2kg上述淤泥粉在18MPa压力下进行压制，保压时间60s，压制成外形为直角六面体生坯块备烧，其长240mm、宽115mm、高53mm； [0076] S4.将生坯块采用程序升温的方式升温至1160℃温度烧结3h，随炉自然冷却，得到所需淤泥烧结砖。 [0077] 其中，程序升温的方式为：以5℃/min速率的分段加热方式进行，即先升温至100℃并保温45min、再升温至500℃并保温30min、再升温至800℃并保温60min，然后升温至1000℃并保温60min，最后升温至1160℃并保温120min，此后随炉自然冷却即得到淤泥烧结砖。 [0078] 试验例 [0079] 将上述实施例1～6所制得的淤泥烧结砖进行抗折强度的测试，该测试在通用万能材料试验机进行。具体的测试方法参照国家标准GB/T6569“精细陶瓷弯曲强度试验方法”，对上述6个样品的抗压强度和体积密度进行测试，测试结果如表1所示。 [0080] 表1淤泥烧结砖测试结果 [0081]样品编号 抗折强度 抗压强度 体积密度 实施例1 25.30MPa 83MPa 1800kg/m3 实施例2 27.43MPa 83MPa 2010kg/m3 3 实施例3 30.01MPa 84MPa 1920kg/m 实施例4 32.08MPa 85MPa 1990kg/m3 实施例5 33.05MPa 87MPa 1980kg/m3 实施例6 40.23MPa 90MPa 1970kg/m3 [0082] 如表1结果所示，经测试，抗折强度与体积密度随粉煤灰和页岩石粉的增加而有所降低，但总体来说，抗折强度性能达到了烧结砖国家标准MU30等级，可以作为烧结砖应用在建筑材料领域。同时，本发明实施例中，淤泥的利用量高达80％以上，粉煤灰和页岩石的利用量最高也可达25％，从而对淤泥和粉煤灰的资源化利用提供了一种新的思路，同时也为烧结砖的原材料提供了一种新来源。 [0083] 综上所述，本发明提供了一种淤泥烧结砖的制备方法，其将淤泥进行除杂、一次过筛、干燥、球磨、二次过筛等步骤，得到淤泥粉。再将淤泥粉在高压下压制成型，烧结。其通过对淤泥进行处理，最终制得淤泥烧结砖，有效利用了疏通河道的淤泥，减少了对环境和河流的污染。 [0084] 本发明还提供了一种淤泥烧结砖，该淤泥烧结砖有效利用了疏通河道的淤泥，减少了对环境和河流的污染。同时，该淤泥烧结砖强度达到建筑材料标准，具有很好的实用价值。 [0085] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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