用污泥制成水泥熟料的方法
【專利摘要】本發(fā)明的用污泥制成水泥熟料的方法，主要包括備料、配料、成球、烘干焙燒等步驟，其中的關(guān)鍵是選用硅灰渣和沸石膏作輔助原料，與污水處理廠排出污泥一起混合，使其中的化學(xué)成分起到互為作用，并使SiO2﹒Al2O3與SO3相互結(jié)合，使硫酸根離子團取代了部分硅酸根的離子團，從而能較好的使溶解速度變慢，解決了以前的污泥式水泥中用水量偏大的問題。用本發(fā)明的方法將污泥制成的水泥熟料與現(xiàn)有的生產(chǎn)高溫水泥熟料相比可節(jié)約80%能源，減少CO2排放量85%。更加符合國家污泥等廢渣資源化循環(huán)發(fā)展和有利于環(huán)保政策的變廢為寶的新技術(shù)和新材料。
【專利說明】用污泥制成水泥熟料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用污泥為主要原料而制成水泥熟料的方法，是直接將污泥和其他廢渣進行無害化處理的一種新方法，屬于環(huán)保式水泥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國隨著大規(guī)模工業(yè)項目的發(fā)展，城鎮(zhèn)污水處理廠大規(guī)模的建設(shè)，城鄉(xiāng)居民生活污水處理得到了改善，但所產(chǎn)生大量的污泥也隨之不斷增長。過去對污泥采取填埋，焚燒等處理方法簡單化，但對環(huán)境質(zhì)量仍存在一定的影響，因此，無害化處理污泥工作迫在眉睫。
[0003]從國內(nèi)外情況看，近來研究用污泥制成產(chǎn)品材料生產(chǎn)水泥的等技術(shù)，包括“污水泥渣式水泥及其制作方法”，或多或少存在以下缺陷，其關(guān)鍵就是污泥中含有大量的無淀形鈣的濃度。并形成堿的物質(zhì)，制成的污泥產(chǎn)品生成部分水化產(chǎn)物，使產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)內(nèi)部有高度分散的S12和Al2O3，在經(jīng)過焙燒脫水，就形成吸水能力很強，水化速度加快的高活性產(chǎn)物。用污泥產(chǎn)品生產(chǎn)的水泥用于工程建設(shè)時，提高了水泥水化反應(yīng)速度，使得水泥漿體的標準稠度需水量有較大的提高，隨著產(chǎn)品用量的增加需水量也隨即增加，而后形成極快的水化速度，很快使水泥漿體就凝固起來，造成工程來不及施工，這就是凝結(jié)時間過快的原因，這樣用污泥產(chǎn)品生產(chǎn)出來的水泥就受到一定的限制。并在制作商品混凝土水泥中，當水量過多時，就會影響漿體工作度的使用。為此，水泥廠為避免水泥對漿體工作度不產(chǎn)生必要的影響，把用此技術(shù)生產(chǎn)的污泥產(chǎn)品，停止用在生產(chǎn)商品混凝土水泥中。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有的用污泥生產(chǎn)水泥產(chǎn)品的技術(shù)缺陷，提供一種能解決標準稠度需水量多的技術(shù)問題，使凝結(jié)時間也得到了改善，進一步滿足水泥混凝土的工作度使用要求的用污泥制成水泥熟料的方法。
[0005]本發(fā)明的用污泥制成水泥熟料的方法，主要是選用了更合適的硅灰渣和沸石膏作為輔助原料，具體方法包括以下步驟:
A)備料:主要原料為污水處理廠排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，輔助原料為化工企業(yè)排出的硅灰渣和沸石膏；
B)配料:將污泥按重量百分數(shù)計算為70~80%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為15~20%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為5~10%的比例之和為100%的原料初步混合成混合料；
C)成球:將混合料加入攪拌成型機,邊攪拌邊加入適量的水充分攪拌混合均勻后將混合料加工成分散均勻、不出現(xiàn)結(jié)塊起團和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5~10_的物料球，堆放涼干備用;
D)烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)300—500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30~50分鐘出窯，即得用污泥制成的水泥熟料。
[0006]上述烘干旋轉(zhuǎn)窯中的最佳焙燒溫度為400 ±40度。[0007]本發(fā)明的用污泥制成水泥熟料的方法，主要是選用了更合適的硅灰渣和沸石膏作為輔助原料，其中，硅灰渣是化工企業(yè)生產(chǎn)稀土排除的廢渣稱為硅灰渣，含S12成分在60%左右；沸石膏是化工廠生產(chǎn)沸酸排出的廢渣稱為沸石膏，SO3含量在40 %左右，與污水處理廠排出污泥一起混合，使其中的化學(xué)成分起到互為作用，并使S12.Al2O3與SO3相互結(jié)合，使硫酸根離子團取代了部分硅酸根的離子團，從而能較好的使溶解速度變慢，解決了以前的污泥式水泥中用水量偏大的問題。用該方法生產(chǎn)的水泥熟料粉磨成的水泥，其性能能與高溫水泥熟料水泥的性能相媲美，具有收漿快、強度高、水化熱低、抗凍、抗?jié)B透、耐磨、抗化學(xué)腐蝕等特點。還可根據(jù)實際需要，用5-10%的高溫水泥熟料和本方法生產(chǎn)的水泥熟料混合起來粉磨成一種高活性性能水泥。又可以用部分本方法生產(chǎn)的水泥熟料摻入其它品種水泥中粉磨成水泥，其水泥強度性能在原有基礎(chǔ)上經(jīng)一步得到改善，而且水泥強度遠遠高于未摻入本產(chǎn)品水泥熟料的水泥強度。用該方法生產(chǎn)的水泥熟料同時可以降低水泥的生產(chǎn)成本和有利于環(huán)保等優(yōu)點，本發(fā)明工藝與高溫水泥熟料比可節(jié)約80%能源，減少CO2排放量85%。更加符合國家污泥等廢渣資源化循環(huán)發(fā)展和有利于環(huán)保政策的變廢為寶的新技術(shù)和新材料。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明的用污泥制成水泥熟料的方法，主要是選用了更合適的硅灰渣和沸石膏作為輔助原料，具體方法包括以下步驟:
A)備料:主要原料為污水處理廠排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，輔助原料為化工企業(yè)排出的硅灰渣和沸石膏；
B)配料:將污泥按重量百分數(shù)計算為70~80%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為15~20%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為5~10%的比例之和為100%的原料初步混合成混合料；
如例1:取污泥按重量百分數(shù)計算為70%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為20%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為10%:
例2:取污泥按重量百分數(shù)計算為80%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為15%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為5% ；
例3:取污泥按重量百分數(shù)計算為75%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為15%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為10%:
例4:取污泥按重量百分數(shù)計算為75%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為20%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為5%:
例5:取污泥按重量百分數(shù)計算為80%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為10%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為10%:
具體配比時，可根據(jù)污泥來源和具體化學(xué)成分的特點，適量輔以工業(yè)廢渣硅灰渣和沸石膏來進行配比調(diào)節(jié)，并控制所配材料中的鈣硅比在1.1左右即可。
[0009]C)成球:將混合料加入攪拌成型機，邊攪拌邊加入適量的水充分攪拌混合均勻后將混合料加工成分散均勻、不出現(xiàn)結(jié)塊起團和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5~10_的物料球，堆放涼干備用；
D)烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)300— 500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30~50分鐘出窯，即得用污泥制成的水泥熟料。[0010]上述烘干旋轉(zhuǎn)窯中的最佳焙燒溫度為400±50°C。
[0011]上述的窯體，如選用烘干回轉(zhuǎn)窯，可在窯體中部加熱焙燒，焙燒后的溫度熱氣自動向上從高位的進料端出窯，可使物料球進窯后，從高位進料端自動向中部翻滾下行的過程中逐步加熱干燥，在經(jīng)過中部的加熱焙燒后再向下翻滾行進到低位的出料端而逐步降溫出窯。
[0012]如選用隧道窯，可在窯體中部設(shè)置約5米長的焙燒高溫帶，窯體兩頭分別有約10米長的烘干帶和冷卻帶，冷空氣從出料端將物料焙燒溫度變成逐步使產(chǎn)品降溫冷卻，在進料端與出料端之間設(shè)有循環(huán)運轉(zhuǎn)的用耐火板連接而成的輸送帶，物料球從進料端均勻的置于輸送帶上，輸送帶以每分鐘0.5~1.0米的速度向出料端連續(xù)運行，在烘干焙燒溫度熱煙氣逐步加熱干燥，使焙燒溫度逐步加熱焙燒到400度左右，使產(chǎn)品逐步被冷空氣降溫冷卻后從出料端出窯。
[0013]用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的水泥熟料粉磨成的水泥，經(jīng)檢測，其性能能與高溫水泥熟料水泥的性能相媲美，具有收漿快、強度高、水化熱低、抗凍、抗?jié)B透、耐磨、抗化學(xué)腐蝕等特點。還可根據(jù)實際需要，用5-10%的高溫水泥熟料和本方法生產(chǎn)的水泥熟料混合起來粉磨成一種高活性性能水泥，其性能如表1所示。又可以用部分的本方法生產(chǎn)的水泥熟料摻入其它品種水泥中粉磨成水泥，其水泥強度性能在原有基礎(chǔ)上經(jīng)一步得到改善，而且水泥強度遠遠高于未摻入本產(chǎn)品水泥熟料的水泥強度，其性能如表2~6所不。所述表1~6中的污泥制成水泥熟料的水泥I號所用材料以及配比為:取污泥按重量百分數(shù)計算為70%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為20%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為10%。所述表1~6中的污泥制成水泥熟料的水泥2號所用材料以及配比為:取污泥按重量百分數(shù)計算為80%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為15%、 沸石膏按重量百分數(shù)計算為5%。
[0014]通過表1~6來看，用污泥、硅灰渣和沸石膏制成的水泥熟料產(chǎn)品，直接生產(chǎn)水泥和用于水泥中表現(xiàn)是:在相同的用量情況下，標準稠度的加水量相同或降低，流動度相同或提高，使水泥質(zhì)量可提高一個等級，并可生產(chǎn)特種水泥，同時可降低水泥的生產(chǎn)成本和有利于環(huán)保等優(yōu)點，本發(fā)明工藝與高溫水泥熟料相比可節(jié)約80%能源，減少CO2排放量85%。更加符合國家污泥等廢渣資源化循環(huán)發(fā)展和有利于環(huán)保政策的變廢為寶的新技術(shù)和新材料。
[0015]表一是本產(chǎn)品水泥熟料生產(chǎn)的水泥與高溫水泥熟料的水泥的物理性能對比表
【權(quán)利要求】
1.一種用污泥制成水泥熟料的方法，其特征在于包括以下步驟: A)備料:主要原料為污水處理廠排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，輔助原料為化工企業(yè)排出的硅灰渣和沸石膏； B)配料:將污泥按重量百分數(shù)計算為70~80%、硅灰渣按重量百分數(shù)計算為15~20%、沸石膏按重量百分數(shù)計算為5~10%的比例之和為100%的原料初步混合成混合料； C)成球:將混合料加入攪拌成型機,邊攪拌邊加入適量的水充分攪拌混合均勻后將混合料加工成分散均勻、不出現(xiàn)結(jié)塊起團和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5~10_的物料球，堆放涼干備用; D)烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)300—500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30~50分鐘出窯，即得用污泥制成的水泥熟料。
2.如權(quán)利要求1所述的用污泥制成水泥熟料的方法，其特征在于所述烘干旋轉(zhuǎn)窯中最佳焙燒溫度為400±50°C。
【文檔編號】C04B7/24GK104030585SQ201410278336
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】譚紀林, 華建軍, 曹敏, 華玉海, 蔣兆廣 申請人:淮安市楚城水泥有限公司, 譚紀林