一種鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法及在干化污泥中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈦石膏基復(fù)合凝膠材料的制備方法，以含水率為40-50%的鈦石膏為基礎(chǔ)原料，經(jīng)添加含鋁礦渣、水泥熟料和化學(xué)激發(fā)劑后制得鈦石膏復(fù)合膠凝材料。按重量份計(jì)，鈦石膏40份，礦渣48份，水泥熟料15份，化學(xué)激發(fā)劑1份。將鈦石膏基復(fù)合膠凝材料與污泥以質(zhì)量比為5~20:90~100，干化條件為在20±1℃下、濕度≥95%下進(jìn)行密封養(yǎng)護(hù)，干化湖泊污泥或城市淤泥。該方法工藝簡(jiǎn)單，干化污泥含水率減少量逐漸增大，10天后，還能持續(xù)增大，干化污泥用作園林培植土就地利用。該工藝及方法可應(yīng)用于工業(yè)化。
【專利說(shuō)明】一種鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法及在干化污泥中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，并將該鈦石膏基復(fù)合膠凝材料應(yīng)用到干化污泥上，尤其是湖泊、城市生活污泥。
【背景技術(shù)】
[0002]城市工業(yè)和居民生活水平快速提高，而環(huán)保意識(shí)的缺失，造成歷年來(lái)攜帶著大量的、未得到有效控制的有毒、有害、有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的生活、工業(yè)污水進(jìn)入水體，在一系列的物理、化學(xué)和生物作用下，通過(guò)沉積作用大量富集在湖底污泥里面。由于含有病原菌、寄生蟲(chóng)(卵)、重金屬及某些難降解的有機(jī)毒物，湖底污泥已成為水體中最大污染源。在波浪和潮水作用，它們大多淤積在湖底、航道、岸灘等處，每年新產(chǎn)生的污泥有幾十億方，極大的影響了生態(tài)環(huán)境和航道安全。在污染湖泊水質(zhì)改善中，湖底污泥的清理是一項(xiàng)必不可少的重要工程技術(shù)手段，清除湖底污泥主要有農(nóng)用堆肥、填埋、焚燒、園林培植土和制作建材等幾種處置及資源化方式，尤其是將湖底污泥干化制備園林培植土，可以在城區(qū)就地處置，解決了處理污泥又解決了城市綠化用土運(yùn)費(fèi)高的問(wèn)題。但是湖底底泥疏浚后并經(jīng)過(guò)濃縮、機(jī)械脫水后含水率仍然聞達(dá)70%~80%,因此，湖底污泥的有效干化是關(guān)鍵。[0003]目前污泥干化技術(shù)主要有熱干化、生物干化和無(wú)機(jī)材料干化三種方式，其中以生物干化問(wèn)題多應(yīng)用很少，熱干化技術(shù)使用最為普遍，但其耗能高、投入設(shè)備大，也不便就地處理湖底污泥，無(wú)機(jī)材料干化應(yīng)用比較多是石灰和水泥等進(jìn)行干化，但是干化時(shí)間長(zhǎng)、干化后污泥堿度高不利于制備園林培植土，另外石灰和水泥生產(chǎn)是需要煅燒的、資源也有限。另一方面，作為我國(guó)涂料主要成分之一的鈦白粉的生產(chǎn)，每年將產(chǎn)生1000萬(wàn)t左右的鈦石膏廢棄物，這些廢物基本沒(méi)有資源化利用，除了極少數(shù)利用鈦石膏做復(fù)合膠凝材料、水泥緩凝劑和石膏-粉煤目前污泥干化技術(shù)主要有熱干化、生物干化和無(wú)機(jī)材料干化三種方式，其中以生物干化問(wèn)題多應(yīng)用很少，熱干化技術(shù)使用最為普遍，但其耗能高、投入設(shè)備大，也不便就地處理湖底污泥，無(wú)機(jī)材料干化應(yīng)用比較多是石灰和水泥等進(jìn)行干化，但是干化時(shí)間長(zhǎng)、干化后污泥堿度高不利于制備園林培植土，另外石灰和水泥生產(chǎn)是需要煅燒的、資源也有限。另一方面，作為我國(guó)涂料主要成分之一的鈦白粉的生產(chǎn)，每年將產(chǎn)生1000萬(wàn)t左右的鈦石膏廢棄物，這些廢物基本沒(méi)有資源化利用，除了極少數(shù)利用鈦石膏做復(fù)合膠凝材料、水泥緩凝劑和石膏-粉煤灰路基材料等方面之外，大多采用集中堆放，占用了大量的有限土地資源。本文采用鈦石膏改性制備新型干化劑，對(duì)湖底污泥進(jìn)行干化，開(kāi)展干化效果、干化污泥堿度和機(jī)理方面等研究，可以以廢治廢，符合社會(huì)實(shí)際，具有很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，并將該膠凝材料應(yīng)用到干化污泥中。
[0005]鈦石膏基復(fù)合膠凝材料(TC)，由40%~50%鈦石膏、40%~50%礦渣、10%~20%水泥熟料和1%化學(xué)激發(fā)劑組成。其中鈦石膏為原狀鈦石膏在45°C以下低溫烘干后磨細(xì)制備而成，密度為2.40g/cm3~2.50g/cm3,pH為9.10~9.50,比表面積789.7m2/kg。礦渣比表面積321.3m2/kg，水泥熟料比表面積334.6m2/kg，化學(xué)組成見(jiàn)表1。
[0006]表1主要原材料化學(xué)組成)
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種鈦石膏基復(fù)合凝膠材料的制備方法，其特征在于:以含水率為40-50%的鈦石膏為基礎(chǔ)原料，經(jīng)添加含鋁礦渣、水泥熟料和化學(xué)激發(fā)劑后制得鈦石膏復(fù)合膠凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于:按重量份計(jì)，鈦石膏20-50份，礦渣40-50份，水泥熟料10-20份，化學(xué)激發(fā)劑I~5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于:按重量份計(jì)，鈦石膏40份，礦渣48份，水泥熟料15份，化學(xué)激發(fā)劑1份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦石膏復(fù)合凝膠材料，其特征在于:鈦石膏在低于45°C的溫度下烘48h，破碎后在球磨機(jī)上球磨5~15min后過(guò)篩至150-200目，含鋁礦渣和水泥熟料分別在105±5°C烘干破碎，在球磨機(jī)上球磨2(T30min后過(guò)篩至100-150目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于:所述的鈦石膏密度為2.4-2.5 g/cm3，pH為9.10-9.50，比表面積為780_820m2/kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于:所述的礦渣比表面積為900-940 m2/kg，水泥熟料的比表面積為300-350 m2/kg。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦石膏基復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于:所述的化學(xué)激發(fā)劑為木質(zhì)素磺酸鈉(C2tlH24Na2OltlS2)、草酸鈣(Ca2C2O4)、明礬石(KAl (SO4)2.12H20)、三聚氰胺(C3H6N6)、三 乙醇胺中的一種或多種。
8.一種鈦石膏基復(fù)合膠凝材料在干化污泥中的應(yīng)用，其特征在于:鈦石膏基復(fù)合膠凝材料與污泥以質(zhì)量比為5~20:90~100，干化條件為在20土1°C下、濕度> 95%下進(jìn)行密封養(yǎng)護(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈦石膏基復(fù)合膠凝材料在干化污泥中的應(yīng)用，其特征在于:所述的污泥為湖泊污泥或城市淤泥。
【文檔編號(hào)】C04B11/30GK103951298SQ201410168173
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】黃緒泉, 嚴(yán)龍, 馮茂達(dá) 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)