專利名稱：利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法，更詳細(xì)說，涉及一種利用在污泥廢棄物中添加長石、膨潤土、沸石、黃土、云母及蠟石而制造的污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法及由此方法制造的輕量建筑材料。
背景技術(shù)：
一般來說，凈水場或下水最終處理場、工廠或焚燒廠等產(chǎn)生的污泥及非有機(jī)物的所有殘留物被分類為廢棄物，通過回收過程以指定的方法被廢棄。但是，為了回收并廢棄如上所述的廢污泥，需要具備有大型的回收設(shè)施及回收裝置，其并非以回收時(shí)的狀態(tài)被掩埋廢棄，而是為了得到環(huán)境方面上的自然再生作用，在將采取的粘土和廢污泥混合的狀態(tài)下進(jìn)行掩埋。由此，粘土的消耗量多的同時(shí)，基于混合粘土的體積及掩埋量過多增加，在廢棄場的指定及設(shè)立上存在有較多困難。 在如上所述的廢棄過程中，需要過多的廢棄費(fèi)用的同時(shí)，需要避免被指定的廢棄場對相鄰區(qū)域的土壤或環(huán)境構(gòu)成影響的情況，因此，非常嚴(yán)格地進(jìn)行前期處理及事后管理，由此需要相當(dāng)大的經(jīng)費(fèi)。并且，隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)達(dá)，處于天然材料相當(dāng)不足的情況，鑒于此，提示出將污泥廢棄物與無機(jī)物混合加工而成型后，經(jīng)由干燥、燒制制步驟而制造建材的方法。由此制造出的輕量骨料具有減少所使用的混凝土的比重，同時(shí)，由于骨料內(nèi)部的無數(shù)個(gè)氣孔，還能夠同時(shí)得到絕熱及隔音的效果。對此，在韓國授權(quán)專利10-0859002中，將下水污泥、粉煤灰及粘土分別粉碎為小于Imm的大小后進(jìn)行成型，在1100°C 1200°C下燒制制10 15分鐘而制造人工輕量骨料的方法，在韓國授權(quán)專利10-0450898中，將脫水塊狀態(tài)的下水污泥進(jìn)行24小時(shí)的第一次干燥并粉碎后，與粘土、硅、石膏及高爐渣粉末混合成型，經(jīng)第二次干燥過程及在900°C 1100°C下燒制13小時(shí)燒制過程，制造燒制制建材，在多個(gè)專利中提示出多種方法，這些發(fā)明具有無重金屬的溶析且能夠制造輕量的骨料的效果，但是存在有在制造過程中消耗較多的能源，產(chǎn)品的多樣化較困難，利用焚燒后的殘留物制造的產(chǎn)品的強(qiáng)度較弱的問題。對此，本發(fā)明人為了解決上述問題而不斷努力的結(jié)果，確認(rèn)在污泥廢棄物中添加長石、膨潤土、沸石、黃土、云母及蠟石的情況下，通過簡單的工藝即能夠制造出物理性質(zhì)良好的輕量建筑材料，從而得以完成本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法其通過簡單的工藝再利用廢污泥，制造出物理性質(zhì)優(yōu)越的輕量建筑材料。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法，其特征在于，包括(a)將污泥廢棄物100重量份、長石10 60重量份、膨潤土 30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份進(jìn)行混合而制造混合物的步驟；(b)將所述混合物進(jìn)行成型的步驟；以及，(c)將所述成型的建筑材料進(jìn)行燒制而制造為輕量建筑材料的步驟。并且，本發(fā)明提供一種輕量建筑材料，其特征在于，包含污泥廢棄物100重量份、長石10 60重量份、膨潤土 30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份。


圖I為本發(fā)明的輕量建筑材料產(chǎn)品的照片和其漂浮于水中的示意圖；圖2為本發(fā)明的利用塊狀的下水污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造工序圖；圖3為本發(fā)明的利用塊狀的下水污泥廢棄物的輕量建筑材料中，實(shí)施例I、實(shí)施例2及實(shí)施例3的壓縮強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖； 圖4為本發(fā)明的利用塊狀的上水污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造工序圖。
具體實(shí)施例方式除非以其它方式進(jìn)行定義，本說明書中使用的所有技術(shù)性及科學(xué)性用語具有與本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員所通常理解相同的含義。一般來說，本說明書中使用的命名方法及以下所述的實(shí)驗(yàn)方法為本技術(shù)領(lǐng)域中公知并通常使用的方法。一方面，本發(fā)明涉及一種利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法，其包括(a)將污泥廢棄物100重量份、長石10 60重量份、膨潤土 30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份進(jìn)行混合的步驟；(b)將上述混合物進(jìn)行成型的步驟；以及，(C)將上述成型的建筑材料進(jìn)行燒制而制造為多種建筑材料的步驟。在本發(fā)明中，輕量建筑材料所稱的是輕量磚塊、步行道磚塊、輕量面板及輕量骨料等，對建筑物或結(jié)構(gòu)物進(jìn)行施工時(shí)需要的材料。在本發(fā)明中，污泥所指的是從下水處理工序的多個(gè)步驟中得到的物質(zhì)，以及將從取水管、取水井引入的原水在凈水工序中進(jìn)行過濾及沉淀時(shí)生成的污泥等。污泥含有有機(jī)物且含水率也高，到目前為止，以通過厭氧處理將污泥穩(wěn)定化后脫水并掩埋的方法進(jìn)行處理，或是以水中廢棄方法或揚(yáng)水方法進(jìn)行處理后排放到大海。但是，由于污泥量的增加，掩埋的方法在掩埋地確保上存在有困難，投擲到大海的方法具有其處理過程復(fù)雜，無法完全地排除環(huán)境污染的可能性的缺點(diǎn)。對此，本發(fā)明中提示出通過簡單的工序再利用污泥廢棄物而制造輕量建筑材料的方法，得到經(jīng)濟(jì)性的效果的同時(shí)，能夠減少環(huán)境污染。在本發(fā)明中，長石(Feldspar)為鋁硅酸鹽礦物，莫氏硬度為6，比重為2 2. 7，被分裂的兩方向構(gòu)成90°，其呈現(xiàn)白色、灰色、深褐色等。本發(fā)明中通過添加長石，提高了建筑材料的接合力，能夠降低燒制溫度，從而達(dá)到了能夠節(jié)省能源的效果，并提高了強(qiáng)度。在本發(fā)明中，黃土(Loess)指的是主要由泥沙大小的直徑為O. 002 O. 005mm的粒子構(gòu)成的堆積物，其呈黃褐色且不易受到風(fēng)化，用于制造帶角的垂直墻面，主要含有石英，除此之外含有輝石、角閃石等而呈現(xiàn)為石灰質(zhì)。在制造建筑材料時(shí)，通過添加黃土，具有良好的燒結(jié)性，從而可提高強(qiáng)度，能夠得到遠(yuǎn)紅外線放射效果及除臭效果，并減少機(jī)器引起的磨損，降低燒制溫度，表現(xiàn)出能夠節(jié)省能源的效果。在本發(fā)明中，膨潤土(bentonite)為由源自火山灰的微小的玻璃質(zhì)粒子變質(zhì)而形成的粘土礦物，其指的是主要含有屬于具有如云母結(jié)晶結(jié)構(gòu)的單斜晶系的礦物蒙脫土的粘土。顏色呈現(xiàn)出白色、灰色、淡褐色、淡綠色等，在制造建筑材料時(shí)，通過添加膨潤土以提高接合力和吸水力。在本發(fā)明中，沸石(Zeolite)為作為堿及堿土金屬的硅鋁水化物的礦物的總稱，具有(Si，Al)04的四面體以立體網(wǎng)狀結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)為，中央部存在有大的縫隙。雖然其種類較多，含水量多、結(jié)晶的性質(zhì)、產(chǎn)狀等中存在有共同性。硬度不超過6，比重約為2. 2。一般來說，其呈現(xiàn)出無色透明或白色半透明。由于其為多孔性物質(zhì)，提高所制造出的建筑材料的吸水力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化，并起到除味的作用。在本發(fā)明中，灰塵(dust)為空氣或氣體中存在的固體微粒子。主要是在固體因機(jī)械性的作用而被爆炸、破解、切割的作業(yè)中生成。并且，灰塵在自然界中也通過火山爆發(fā)、風(fēng)、巖石破壞、風(fēng)化、隕石等的作用而漂浮于空氣中，也有基于植物的花粉、動(dòng)物的落屑、細(xì) 菌等產(chǎn)生。粒子大小為大于100 μ m至O. 01 μ m左右。通過在制造中使用灰塵,能夠減少粘土的含量，達(dá)到節(jié)省制造費(fèi)用的效果。并且，能夠降低燒制溫度，達(dá)到能夠節(jié)省能源的效果，并提高燒結(jié)性。在本發(fā)明中，云母(Mica)為花崗巖中的重要的造巖礦物，其為層狀硅酸鹽礦物。硬度為2. 5 4，比重為2. 75 3. 2，呈黃色、褐色、綠色。由于含有2. 82ppm左右的鍺(Ge)，對人體有益的遠(yuǎn)紅外線的分光分布高，因此，其遠(yuǎn)紅外線的放射率高。通過在產(chǎn)品中添加云母，實(shí)現(xiàn)除臭性和抗菌性，在成型時(shí)提高粘合力，由于沒有沙質(zhì)而達(dá)到減少機(jī)械磨損的效
果O在本發(fā)明中，臘石(Agalmatolite)的一般的化學(xué)式為Al2O3 MSiO2 ·Η20,其理論性的含量比為Al2O3 28. 3%, SiO2 66. 7%,H2O 5%。顏色有白色到綠色的多種，比重為2. 7 2. 9，硬度為I 2左右，非常低。通過將蠟石添加到建筑材料制造中，與水一同引起火山灰反應(yīng)，給建筑材料賦予強(qiáng)度，提高耐水性及耐腐蝕性，達(dá)到吸收噪音或水分的效果。在本發(fā)明中，粘土(Clay)所稱的是直徑小于O. 004mm的微小的土粒子，由于與沙子或泥沙相比，其每單位重量的表面積很寬，因此，具有較強(qiáng)的水分保存力。通過在產(chǎn)品中適用粘土，在成型時(shí)提高粘合力，具有在低溫下也能夠較好地進(jìn)行燒結(jié)的效果。本發(fā)明的利用污泥廢棄物的制造輕量建筑材料的方法，對于污泥廢棄物100重量份，包含長石10 60重量份、膨潤土 30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份。在本發(fā)明中，在長石添加量未滿10重量份的情況下，可能會(huì)降低強(qiáng)度，超過60重量份添加的情況下，會(huì)發(fā)生費(fèi)用問題。在本發(fā)明中，在膨潤土添加量未滿30重量份的情況下，可能會(huì)降低產(chǎn)品的吸水力，超過110重量份添加的情況下，會(huì)發(fā)生費(fèi)用問題。在本發(fā)明中，在沸石添加量未滿40重量份的情況下，降低吸水力且輕量化程度可能會(huì)不足，超過100重量份添加的情況下，可能會(huì)減弱產(chǎn)品的強(qiáng)度。在本發(fā)明中，在黃土添加量未滿40重量份的情況下，可能會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)度降低及燒制溫度上升引起的能源損失，超過110重量份添加的情況下，會(huì)發(fā)生費(fèi)用問題。
在本發(fā)明中，在云母添加量未滿30重量份的情況下，可能會(huì)降低成型力，超過160重量份添加的情況下，會(huì)發(fā)生費(fèi)用問題。在本發(fā)明中，在蠟石添加量未滿30重量份的情況下，可能會(huì)降低強(qiáng)度，超過40重量份添加的情況下，會(huì)發(fā)生費(fèi)用問題。在本發(fā)明中，在灰塵添加量少于10重量份的情況下，由于燒制溫度提高而會(huì)浪費(fèi)能源，超過20重量份添加的情況下，可能會(huì)減弱強(qiáng)度。在本發(fā)明中，可以通常的方法進(jìn)行成型，優(yōu)選地，放入干式?jīng)_壓機(jī)，以1200 1500噸的壓力進(jìn)行加壓而實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明中，可以通過隧道窯、隧道爐(tunnel kiln)等通常的燒制方法執(zhí)行燒制過程，其在1140 1190°C下進(jìn)行3 5小時(shí),根據(jù)燒制溫度的調(diào)節(jié)而決定所制造的建筑材料的透水性。如果燒制溫度低于1140°C，可能會(huì)降低強(qiáng)度，如果超過1190°C，會(huì)堵住透水氣孔而降低透水性。 另一方面，本發(fā)明涉及一種輕量建筑材料，其特征在于，包括污泥廢棄物100重量份、長石10 60重量份、膨潤土 30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份。在本發(fā)明的利用污泥廢棄物的輕量建筑材料中，通過調(diào)節(jié)比重變低，能夠觀察到放入水中時(shí)漂浮的現(xiàn)象，將其在圖I中進(jìn)行圖示。在本發(fā)明的利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法及由此方法制造的輕量建筑材料中，以塊狀搬運(yùn)污泥廢棄物，使其無需前處理過程地與無機(jī)物進(jìn)行混合并成型，經(jīng)燒制而制造出輕量建筑材料，減少了干燥過程，達(dá)到了節(jié)省水及能源和抑制砷、灰塵及氣味的生成及可量產(chǎn)的效果，通過混合多種無機(jī)物的方法，不同地調(diào)節(jié)比重及氣泡，提供強(qiáng)度得到提高的污泥再利用建筑材料。實(shí)施例以下，通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。該實(shí)施例僅是為了舉例說明本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，應(yīng)當(dāng)被解釋為本發(fā)明的范圍并非由該實(shí)施例受到限定。實(shí)施例I :利用下水污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法利用塊狀下水污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造，通過圖2所示的工序，按照下述表I提示出的配比、燒制溫度及燒制時(shí)間進(jìn)行實(shí)施。下水污泥廢棄物和礦物通過混合機(jī)進(jìn)行混合后，利用沖壓干式成型機(jī)(IN0CAT0R)進(jìn)行成型，燒制則利用了隧道窯(GUNW00隧道窯)。在實(shí)施例中，塊狀的下水污泥是從京畿道光州市下水處理場生產(chǎn)為塊狀物后,無其它處理過程地在搬運(yùn)，之后立即混合使用，含水率為75 80%。長石由K2O9 Na2O3 SiO2的成分構(gòu)成，從臨溪礦山購買適用粒度小于2m的,黃土從(株)Punghyang黃土公司購買適用粒度小于2mm的,膨潤土是從(株)SR Green購買適用粒度小于3mm的。沸石是從(株)SR Green購買并使用，灰塵使用粒子大小為375目左右的灰塵。表I
4小時(shí)30分
權(quán)利要求
1.一種利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 (a)將污泥廢棄物100重量份、長石10 60重量份、膨潤土30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份進(jìn)行混合而制造混合物的步驟； (b)將所述混合物進(jìn)行成型的步驟；以及 (c)將所述成型的建筑材料進(jìn)行燒制而制造為輕量建筑材料的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)的燒制是在1140 1200°C的溫度下執(zhí)行3小時(shí) 5小時(shí)。
3.—種通過如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的方法制造的輕量建筑材料，其特征在于，含有長石、膨潤土、沸石、黃土、云母及蠟石。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕量建筑材料，其特征在于，含有污泥廢棄物100重量份、長石10 60重量份、膨潤土 30 110重量份、沸石40 100重量份、黃土 40 110重量份、云母30 160重量份及臘石30 40重量份。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法，更詳細(xì)說，涉及一種利用污泥廢棄物的輕量建筑材料的制造方法及由此方法制造的輕量建筑材料，其在污泥廢棄物中添加長石、膨潤土、沸石、黃土、云母及蠟石而制造。根據(jù)本發(fā)明，能夠再利用廢污泥而環(huán)保，簡化工序以節(jié)省能源，通過混合特定無機(jī)物，制造出強(qiáng)度和透水性優(yōu)越的輕量建筑材料。
文檔編號C04B33/13GK102781870SQ201080061210
公開日2012年11月14日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者李世麟 申請人:李世麟