一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法
专利汇可以提供一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用淤泥生产的 烧结 膨胀型超轻质陶粒及其制造方法，其特征在于它采用淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷 石膏 、 农作物 秸秆、木质素 纤维 、 碳 酸钠、 硫酸 铝 、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、二 氧 化锰、硫酸亚 铁 、 硫酸镁 和 水 为原料，用双轴混合 搅拌机 进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒经干燥后，采用双筒 回转窑 进行 焙烧 ，焙烧 温度 应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级 振动筛 进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；该产品具有轻质、保温、 隔热 、吸声 隔音 ，为固体废弃物资源综合利用，变废为宝，无污染，成本低，效益好的优点及效果，符合国家节能减排保护环境发展低碳经济要求。，下面是一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法专利的具体信息内容。
1.一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它由下述重量配比的原料制成：
淤泥 52～68份
垃圾焚烧余渣粉料 25～38份
电石废渣粉料 8～18份
磷石膏粉料 5～12份
农作物秸秆粉料 10～20份
木质素纤维 0.03～0.06份
碳酸钠 0.6～1.0份
硫酸铝 0.3～0.8份
十二烷基苯磺酸钠 0.4～0.8份
聚丙烯酰胺 0.3～0.6份
二氧化锰 0.02～0.06份
水 13～22份
所述的淤泥，是经水运动漂流他处淤积起来的一种物体，由大雨、暴雨引起的洪水冲洗存入江河湖泊中的碎屑沉积形成的粘土泥和砂及生物沉积物；湖沼中有机物体死亡沉于底部形成的生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；是在清理河道、沟渠、鱼塘、山塘、湖泊、海港码头的过程中产生的一种废弃物，其含水率极高，经过机械脱水至含水率55%以下的淤泥；
所述的垃圾焚烧余渣，是居民日常的生活垃圾和办公场所、大型商场、农贸市场、园林绿化、环卫系统对道路、街道、广场、公园及其他公共场所清扫的各种垃圾，经过焚烧、发电后排出的废渣，经过分选、破碎、磁选去除废金属、再经粉碎、干燥、磨粉、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的粉料；
所述的电石废渣，是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；
所述的磷石膏，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P205)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；
所述的农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的粉料；
所述的淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法，a、先将淤泥送入无轴螺旋砂水分离机，将粒径在60um以上的砂从淤泥浆中分离出来，获得含水率较低的细砂，一般比较干净，可以作为施工用料；再将从无轴螺旋砂水分离机中分离出来的淤泥水采用垃圾分离机进行垃圾分拣，将石块、生活垃圾、建筑垃圾及直径在3mm以上的颗粒分离出来，防止淤泥水中固状悬浮物进入系统中影响后续的处理流程，造成其它机械设备的损坏；b、采用全自动泥水一体化污泥脱水机将分离出来的淤泥水一次性脱水至含水率55%以下的淤泥；c、用电石废渣、硫酸亚铁和硫酸镁与脱水后的淤泥混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分处理后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料；再与垃圾焚烧余渣粉料、磷石膏粉料、农作物秸秆粉料、木质素纤维、碳酸钠、硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、二氧化锰和水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～
400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。
2. 根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的圆盘造球机的制球方法，采用全自动的工艺流程，在生料储仓出口下设置螺旋计量设备或调速皮带秤进行计量，将计量的生料送入盘式制球机，同时采用流量计，计算用水量，由管道自动泵把水喷入盘式制球机内，在制球机的旋转过程中制成各种规格粒径的生料球输出转盘后，由自动皮带机送入筛分机过筛，将合格的送入回转窑焙烧，不合格过大的返回到原料磨粉机，根据不同窑的产量，配比不同数量的盘式制球机。
3.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的陶粒的烧结方法，采用自动输送带将生料球送入带有一定斜度的回转窑进行焙烧，随着回转窑的旋转，使料球从窑尾向窑头滚动，同时将燃料从窑头喷入窑内燃烧，料球在回转窑内被焙烧成强度较高的陶粒；燃烧器采用多风道燃烧器，一次风量可降低为燃烧所需风量的10%，能提高入窑二次风量，节能效果显著，多风道燃烧器分为外轴流风和内轴流风，火焰形状可以调节。
4.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的冷却方法，采用回转式冷却机，工作简单可靠，冷却机的二次风量能完全入窑，配合多风道燃烧器使用，更可以节约大量的能耗，输出冷却机的陶粒温度较低，可用手抓。
5.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的筛分方法，采用多级振动筛进行筛分，将从冷却机输出的陶粒直接输送到多级振动筛，按照要求进行多个粒径的产品分级。
6.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的烧结陶粒的包装方法，按照要求将多个粒径的产品分别送入不同的筒仓，在筒仓出口下设置自动电子计量器，使重量合格的袋装成品，由缝包机自动封口后，堆放在成品仓库，以备发货。
7.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒，其特征在于它所述的陶粒的烧结回转窑，采用双筒回转窑，即窑体的预热段和干燥段可单独控制其转速，以°
便根据料球的状态控制其预热时间；圆筒形的主窑体与水平呈3 左右的倾角放置在托滚上，生料球从高的一端窑尾进入窑内，在窑体做回转运动的作用下，料球从高处窑尾滚落至低处窑头，同时，在窑头处，用高压风机将燃料喷入窑内，并使其充分燃烧，产生的热量使料球发生物理和化学变化，产生膨胀，经冷却后既为陶粒。
8.根据权利要求1所述的一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒的制造方法，其特征在于它按下述步骤进行：
将52～68重量份的淤泥、8～18重量份的电石废渣、2～8重量份的硫酸亚铁和8～
16重量份的硫酸镁混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于
0.2mm的混合粉料；再与25～38重量份的垃圾焚烧余渣粉料、5～12重量份的磷石膏粉料、10～20重量份的农作物秸秆粉料、0.03～0.06重量份的木质素纤维、0.6～1.0重量份的碳酸钠、0.3～0.8重量份的硫酸铝、0.4～0.8重量份的十二烷基苯磺酸钠、0.3～
0.6重量份的聚丙烯酰胺、0.02～0.06重量份的二氧化锰和13～22重量份水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为
150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。
一种用淤泥生产的烧结膨胀型超轻质陶粒及其制造方法
技术领域
背景技术
发明内容
淤泥 52～68份
垃圾焚烧余渣粉料 25～38份
电石废渣粉料 8～18份
磷石膏粉料 5～12份
农作物秸秆粉料 10～20份
木质素纤维 0.03～0.06份
碳酸钠 0.6～1.0份
硫酸铝 0.3～0.8份
十二烷基苯磺酸钠 0.4～0.8份
聚丙烯酰胺 0.3～0.6份
二氧化锰 0.02～0.06份
水 13～22份
所述的淤泥，是经水运动漂流他处淤积起来的一种物体，由大雨、暴雨引起的洪水冲洗存入江河湖泊中的碎屑沉积形成的粘土泥和砂及生物沉积物；湖沼中有机物体死亡沉于底部形成的生物沉积物，其成分构造分为腐殖质泥土和泥炭两类，腐殖质泥土为富营养型，它主要由有机物和矿物质组成；是在清理河道、沟渠、鱼塘、山塘、湖泊、海港码头的过程中产生的一种废弃物，其含水率极高，经过机械脱水至含水率55%以下的淤泥；
所述的垃圾焚烧余渣，是居民日常的生活垃圾和办公场所、大型商场、农贸市场、园林绿化、环卫系统对道路、街道、广场、公园及其他公共场所清扫的各种垃圾，经过焚烧、发电后排出的废渣，经过分选、破碎、磁选去除废金属、再经粉碎、干燥、磨粉、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的粉料；
所述的电石废渣，是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；
所述的磷石膏，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P205)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的粉料；
所述的农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的粉料。
16重量份的硫酸镁混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于
0.2mm的混合粉料；再与25～38重量份的垃圾焚烧余渣粉料、5～12重量份的磷石膏粉料、10～20重量份的农作物秸秆粉料、0.03～0.06重量份的木质素纤维、0.6～1.0重量份的碳酸钠、0.3～0.8重量份的硫酸铝、0.4～0.8重量份的十二烷基苯磺酸钠、0.3～
0.6重量份的聚丙烯酰胺、0.02～0.06重量份的二氧化锰和13～22重量份水的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为
150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃～400℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃～1100℃，时间应控制在12～15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。
4.15%，P2O5含量为0.16%～0.18%，烧失量为13.58%～16.53%；这些化学成分能够提高淤泥的塑性，有利于膨胀型超轻质陶粒的造粒成型；结合化学成分、矿物成分特征的研究，根据烧结膨胀型超轻质陶粒的理论化学—高分子材料传质—强度理论—破坏机理，对其淤泥进行研究分析论证；其矿物组成基本以CaCO3为主，淤泥中还含有一定量的硅、铝、镁、钡、钙、锌、铁等化学成分，不论其存在形式是碳酸盐、硫酸盐还是氧化物，都属于烧结膨胀型超轻质陶粒配合剂范围内，是膨胀型超轻质陶粒的主要来源；由于SiO2、Al2O3本身就是制造膨胀型超轻质陶粒的一种良好的辅助材料，俗称白炭黑，由于Al2O3与SiO2的结合可形成硅铝酸盐，则属于陶土的主要组成，而陶土是以粘土矿物质为主，而且，有些物质需在膨胀型轻质陶粒的生产时加入，如ZnO、MgO具有硫化活性作用；淤泥中的硫酸盐主要是硫酸钙，可当硫化剂，在膨胀型超轻质陶粒的生产中更有利于混炼，提高膨胀型超轻质陶粒产品的质量；
淤泥中所含的氧化铁成分在膨胀型超轻质陶粒的生产焙烧中起到发气剂的作用，可在高温下产生气体，形成一定的气体压力，使陶粒发生膨胀；氧化铁还可降低烧结温度，起到一定的助熔作用，使陶粒易于焙烧，减少外加燃料，降低烧结成本，增加液相的粘度，使陶粒的烧成度更好。
本发明选用垃圾焚烧余渣粉料作为淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的活性激发材料，是因为生活垃圾经过焚烧后的余渣中含有大量的化学成分，化学性能好，其中含有SiO2：
55.67%，Al2O3：15.18%，Fe2O3：6.32%，CaO：8.67%，MgO：2.83%，SO3：0.33%，TiO2：0.82%，K2O：
2.53%，Na2O：1.68%等化学成分；在淤泥陶粒的烧结膨胀过程中具有潜在的水化活性，它能与氢氧化钙在膨胀过程起化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙；在垃圾焚烧余渣粉料及其他掺料表面形成的一层水化产物将垃圾焚烧余渣和其他掺料胶结起来，形成具有一定物理力学性能的材料。
a、淤泥陶粒坯体的变化，淤泥陶粒坯体在高温焙烧作用下将逐渐产生液相，液相具有一定的粘度，在外力的作用下，使变软的坯体产生塑性变形，为淤泥陶粒在内部产生的气体压力下的膨胀奠定了基础；
b、淤泥陶粒坯体内气体的产生，淤泥陶粒坯体在高温焙烧下，由内部的发气成分开始产生气体，当气体的量达到一定程度时，将产生气体压力，使淤泥陶粒坯体塑性变形而产生膨胀，生成大量的气体所形成的膨胀气压，使气体向外强烈逸出；另一方面是大量生成的液相达到适宜的粘度及数量对逸出的气体进行抑制，由气体的逸出过程与液相对气体逸出的抑制过程，共同组成了淤泥陶粒坯体膨胀的全过程；气体的产生与逸出使淤泥陶粒坯体有了基本的膨胀能力，液相的产生与其抑制气体的逸出，又使淤泥陶粒坯体有了稳定的膨胀率和保证膨胀顺利进行的能力，在二者的相互作用下，才能形成超轻质陶粒的优良的膨胀性能。
15min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品。
a）粒径为： ≤10mm；
3
b）密度为： 468kg/m；
C）筒压强度为： 3.85MPa；
d）吸水率为： 11.85%；
e）软化系数为： 0.52%；
f）含泥量为： 1.2%；
g）煮沸质量损失率为： 3.03%；
h）氯化物含量为： 0.003%；
i）烧失量为： 2.2%；
j）放射性为：内照射：0.2、外照射：0.3，检验依据：GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》优于国家标准，检测结果均达到国家标准要求。
b）保温隔热，淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒与粘土烧结陶粒的不同之处在于粘土烧结陶粒在焙烧过程中，不发生大的体积膨胀，而淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒在焙烧过程中将发生较大的体积膨胀变化，这一变化就导致二者的结构性不同，膨胀型超轻质陶粒的内部将产生大量的气孔，这些气孔多是密闭的互不连通，属于封闭微孔结构，气孔率非常高，一般要占陶粒总体积的49～68%；体积密度小，具有更加优异的保温性能，它的热导率一般只有
0.08～0.15W/（m·K），其保温隔热性能十分优异，适合生产保温隔热型墙体材料；
3
c）具有更加显著的轻质性能和较低的堆积密度，一般堆积密度为300～500kg/m，只有粘土烧结陶粒的50～60%，属于超轻型陶粒，非常适合对密度要求更低的各种新型墙体材料及高性能轻集料混凝土结构的材料，适用于高层楼房，为绿色、环保、节能材料，有广泛的发展前景；
d）具有优异的吸声隔音性能，在陶粒中，淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒的吸声隔音性能最为突出，这也是由于它的多孔性所形成的，当声音穿越陶粒时，大量的声波被它的气孔所吸收，有一定的吸声隔音性能；
e）解决了淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏、农作物秸秆在填埋过程中需要占用大量的土地资源和容易造成二次污染的难题，既保护了环境，又节约了土地，使淤泥、垃圾焚烧余渣、电石废渣、磷石膏、农作物秸秆的资源综合利用率达到98%以上；
f）生产工艺简单，无三废排放，符合国家节能减排、发展低碳经济和循环经济政策要求精神，且投资少、見效快、成本低、效益好、适合各级办厂。
具体实施方式
将垃圾焚烧余渣，是居民日常的生活垃圾和办公场所、大型商场、农贸市场、园林绿化、环卫系统对道路、街道、广场、公园及其他公共场所清扫的各种垃圾，经过焚烧、发电后排出的废渣，经过分选、破碎、磁选去除废金属、再经粉碎、干燥、磨粉、筛分后制成其粒径为小于
0.2mm的垃圾焚烧余渣粉料备用；
将电石废渣，是乙炔气工厂以石灰岩为原料，经过高温煅烧制成电石，再经水解获取乙炔气，1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12%的工业废液，是以氢氧化钙为主要成分的一种废弃液体，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于
0.2mm的电石废渣粉料备用；
将磷石膏，是工厂采用硫酸法萃取磷酸生产过程中产生的一种副产品，每生产1吨磷酸(P205)将产生4.5～5.5吨的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般达到20%～25%，粘性强，颜色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，经过机械脱水、干燥、粉碎、筛分制成其粒径为小于0.2mm的磷石膏粉料备用；
将农作物秸秆，是农作物生产收获过程中的一种废弃物，其中：包括玉米秸秆、高梁秸秆、粟米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、木薯秸秆，经过破碎、分选、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于1mm的农作物秸秆粉料备用；
取上述制备的淤泥52kg、电石废渣8kg、硫酸亚铁2kg和硫酸镁8kg混合均匀进行消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料25kg、磷石膏粉料5kg、农作物秸秆粉料10kg、木质素纤维0.03kg、碳酸钠0.6kg、硫酸铝0.3kg、十二烷基苯磺酸钠0.4kg、聚丙烯酰胺0.3kg、二氧化锰0.02kg和水13kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为350℃，时间为30min；焙烧温度应控制在1050℃，时间应控制在12min，经冷却出窑后采用多级振动筛进行筛分制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒；输送到专用储料筒仓，采用全自动电子计量称重包装机系统进行包装后制成淤泥烧结膨胀型超轻质陶粒产品；经检验：
3
a）粒径为： ≤10mm； b）密度为：486kg/m；
C）筒压强度为： 3.85MPa； d）吸水率为：11.85%；
e）软化系数为： 0.52%； f）含泥量为：1.2%；
g）煮沸质量损失率为： 3.03%； h）氯化物含量为：0.003%；
i）烧失量为：2.2%；
j）放射性为：内照射：0.2、外照射：0.3，检验依据：GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》优于国家标准，检测结果均达到国家标准要求。
消毒、杀菌、除臭、干燥、粉碎、筛分后制成其粒径为小于0.2mm的混合粉料，再与垃圾焚烧余渣粉料30kg、磷石膏粉料9kg、农作物秸秆粉料14kg、木质素纤维0.05kg、碳酸钠0.9kg、硫酸铝0.5kg、十二烷基苯磺酸钠0.6kg、聚丙烯酰胺0.5kg、二氧化锰0.04kg和水15kg的原料用双轴混合搅拌机进行混合均匀由圆盘造球机制成5～25mm的球型颗粒进行干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为30min；采用双筒回转窑进行预热焙烧，预热温度为360℃，
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