一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膠凝材料領(lǐng)域，尤其涉及一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城鄉(xiāng)工業(yè)的迅速發(fā)展，各種工業(yè)的廢料日劇增多。其中污泥的排放量急劇增加，年排放量達(dá)2億噸，而被開發(fā)利用的污泥僅占排放污泥量的10%左右，造成污泥的大量堆積，未被利用的污泥堆放不僅占用大量土地，而且嚴(yán)重造成二次污染環(huán)境。隨著環(huán)保理念的逐漸深入人心，隨著國家對環(huán)保產(chǎn)業(yè)扶持力度的不斷加大，開發(fā)利用已是當(dāng)務(wù)之急。
[0003]鋼渣由于其化學(xué)組成和物相組成與普硅水泥熟料接近，具有一定的膠凝特性，鋼渣作細(xì)集料，鋼渣粉和礦渣粉替代水泥熟料配制水泥膠結(jié)材生產(chǎn)產(chǎn)品性能穩(wěn)定、工作性良好的混凝土，從而使得鋼渣能夠得以利用，提高了鋼渣的利用率。但是，現(xiàn)有技術(shù)中在使用鋼渣粉和礦渣粉替代水泥熟料時，為了使得混凝土符合規(guī)格，需要將大量的礦渣粉和少量的鋼渣粉，使得鋼渣的使用率很低，而過多地使用了礦渣粉使得實(shí)際生產(chǎn)成本較高，導(dǎo)致使用鋼渣生產(chǎn)膠凝材料會出現(xiàn)生產(chǎn)成本高的問題。
[0004]為了減少電廠煙氣中二氧化硫的排放量，電廠的煙氣采用脫硫工藝進(jìn)行二氧化硫回收。目前我國大部分煙氣脫硫采用濕法脫硫工藝，脫硫的副產(chǎn)品是二水脫硫石膏。由于干法或半干法脫硫工藝簡單、設(shè)備占用空間小、投資省，見效快，在國外發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用。近年來，我國煙氣脫硫也開始越來越多地采用半干法脫硫工藝。半干法脫硫產(chǎn)生大量的脫硫灰或脫硫渣?；以鼮榧?xì)小顆粒和含水量極小的粉狀物，其化學(xué)成分與濕法脫硫石膏存在的主要區(qū)別是含有亞硫酸鈣和飛灰，具有膨脹特性，因此限制了灰渣的水泥中摻量，在其他領(lǐng)域中的資源化利用，導(dǎo)致大量堆放污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用污泥、鋼渣、脫硫灰渣等各種工業(yè)廢料為原材料制成的膠凝材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料，按質(zhì)量比包括20 %?30 %污泥、20 %?40 %復(fù)合鋼渣粉、20 %?40 %混合材料、I %?2 %復(fù)合激發(fā)劑、5%?10%脫硫灰渣、2%?3%芒硝和2%?4%生石灰；所述污泥為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，所述的復(fù)合鋼渣粉按質(zhì)量比包括30 %?40 %鋼渣尾渣粉、10 %?30 %鋼渣球磨水洗尾泥粉和30 %?60 %礦渣粉；所述混合材按質(zhì)量比包括O %?10 %火山灰質(zhì)混合材、10 %?20 %粉煤灰和70 %?90 %錳渣粉；所述復(fù)合激發(fā)劑按質(zhì)量比包括O %?33 %燒明礬石、O %?33 %泡花堿、O %?33 %硅酸鹽水泥和0%?33%氫氧化媽。
[0007]—種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料的制備方法，首先配料:將污泥、復(fù)合鋼澄粉、混合材料、脫硫灰澄、芒硝和復(fù)合激發(fā)劑進(jìn)行混磨處理30min-70min，再進(jìn)行混合、攪拌均勻；其次成球:將混合料加入攪拌成型機(jī)，邊攪拌邊加入適量的水充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝髮⒒旌狭霞庸こ煞稚⒕鶆?、不出現(xiàn)結(jié)塊起團(tuán)和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5?10_的物料球，堆放晾干備用；最后烘干焙燒: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，出窯后的物料球與適量石膏粉磨成粉即為工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)的水泥膠凝材料。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述混合材的堿度系數(shù)小于1，質(zhì)量系數(shù)多1.9，活性系數(shù)彡1.1o
[0009]本發(fā)明采用的有益效果是:本發(fā)明不僅使得復(fù)合鋼渣粉、脫硫灰渣和污泥等工業(yè)廢料的使用率得以提高，從而能夠有效降低生產(chǎn)成本；而且由于原來此類廢料的堆積對環(huán)境的污染較重，進(jìn)一步的降低了工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0011]實(shí)施例1，一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料，按質(zhì)量比包括30%污泥、40%復(fù)合鋼渣粉、20%混合材料、1%復(fù)合激發(fā)劑、5%脫硫灰渣、2%芒硝和2%生石灰；所述污泥為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，所述的復(fù)合鋼渣粉按質(zhì)量比包括30%鋼渣尾渣粉、10%鋼渣球磨水洗尾泥粉和60%礦渣粉；所述混合材按質(zhì)量比包括10%火山灰質(zhì)混合材、10%粉煤灰和80%錳渣粉；所述復(fù)合激發(fā)劑按質(zhì)量比包括33%燒明礬石、33%泡花堿、33%硅酸鹽水泥和1%氫氧化鈣；所述混合材的堿度系數(shù)為0.9，質(zhì)量系數(shù)為2.1，活性系數(shù)為1.3。
[0012]一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料的制備方法，首先配料:將污泥、復(fù)合鋼渣粉、混合材料、脫硫灰渣、芒硝和復(fù)合激發(fā)劑進(jìn)行混磨處理70min，再進(jìn)行混合、攪拌均勻；其次成球:將混合料加入攪拌成型機(jī)，邊攪拌邊加入適量的水充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝髮⒒旌狭霞庸こ煞稚⒕鶆颉⒉怀霈F(xiàn)結(jié)塊起團(tuán)和無粉塵現(xiàn)象的直徑為10_的物料球，堆放晾干備用；最后烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)400°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒45分鐘出窯，出窯后的物料球與適量石膏粉磨成粉即為工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)的水泥膠凝材料。參照GB175水泥國家標(biāo)準(zhǔn)要求，測試獲得高性能膠凝材料的三天抗壓強(qiáng)度為16.1MPa，抗折強(qiáng)度為3.7MPa，28天抗壓強(qiáng)度為36.3MPa，抗折強(qiáng)度為6.7MPa。
[0013]實(shí)施例2，一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料，按質(zhì)量比包括20%?30%污泥、20%?40%復(fù)合鋼渣粉、20%?40%混合材料、I %?2%復(fù)合激發(fā)劑、5%?10%脫硫灰渣、2%?3%芒硝和2%?4%生石灰；所述污泥為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，所述的復(fù)合鋼渣粉按質(zhì)量比包括30 %?40 %鋼渣尾渣粉、10 %?30 %鋼渣球磨水洗尾泥粉和30 %?60 %礦渣粉；所述混合材按質(zhì)量比包括0%?10%火山灰質(zhì)混合材、10%?20%粉煤灰和70%?90%錳渣粉；所述復(fù)合激發(fā)劑按質(zhì)量比包括0%?33%燒明礬石、0%?33%泡花堿、0%?33%硅酸鹽水泥和0%?33%氫氧化媽。
[0014]一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料的制備方法，首先配料:將污泥、復(fù)合鋼渣粉、混合材料、脫硫灰渣、芒硝和復(fù)合激發(fā)劑進(jìn)行混磨處理50min，再進(jìn)行混合、攪拌均勻；其次成球:將混合料加入攪拌成型機(jī)，邊攪拌邊加入適量的水充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝髮⒒旌狭霞庸こ煞稚⒕鶆?、不出現(xiàn)結(jié)塊起團(tuán)和無粉塵現(xiàn)象的直徑為8mm的物料球，堆放晾干備用；最后烘干焙燒:將物料球送入烘干旋轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)3500°C旋轉(zhuǎn)烘干焙燒30分鐘出窯，出窯后的物料球與適量石膏粉磨成粉即為工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)的水泥膠凝材料。參照GB175水泥國家標(biāo)準(zhǔn)要求，測試獲得高性能膠凝材料的三天抗壓強(qiáng)度為16.5MPa，抗折強(qiáng)度為3.8MPa，28天抗壓強(qiáng)度為37.6MPa，抗折強(qiáng)度為6.7MPa。
[0015]本發(fā)明不僅使得復(fù)合鋼渣粉、脫硫灰渣和污泥等工業(yè)廢料的使用率得以提高，從而能夠有效降低生產(chǎn)成本；而且由于原來此類廢料的堆積對環(huán)境的污染較重，進(jìn)一步的降低了工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
[0016]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本發(fā)明的保護(hù)方案不僅限于上述的實(shí)施例，還可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種排列組合與變換，在不違背本發(fā)明精神的前提下，對本發(fā)明進(jìn)行的各種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料，其特征是按質(zhì)量比包括20%?30%污泥、20%?40%復(fù)合鋼渣粉、20%?40%混合材料、I %?2%復(fù)合激發(fā)劑、5%?10%脫硫灰渣、2%?3%芒硝和2%?4%生石灰；所述污泥為污水處理廠生物化、印染等污水處理后排出的按規(guī)定除去含有自由水后的污泥，所述的復(fù)合鋼渣粉按質(zhì)量比包括30 %?40 %鋼渣尾渣粉、10 %?30 %鋼渣球磨水洗尾泥粉和30 %?60 %礦渣粉；所述混合材按質(zhì)量比包括O %?10 %火山灰質(zhì)混合材、10 %?20 %粉煤灰和70 %?90 %錳渣粉；所述復(fù)合激發(fā)劑按質(zhì)量比包括0%?33%燒明礬石、0%?33%泡花堿、0%?33%硅酸鹽水泥和0%?33%氫氧化媽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料，其特征是所述混合材的堿度系數(shù)小于1，質(zhì)量系數(shù)多1.9，活性系數(shù)多1.1。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述的高性能膠凝材料的方法，其特征是首先配料:將污泥、復(fù)合鋼澄粉、混合材料、脫硫灰澄、芒硝和復(fù)合激發(fā)劑進(jìn)行混磨處理30min-70min，再進(jìn)行混合、攪拌均勻； 其次成球:將混合料加入攪拌成型機(jī)，邊攪拌邊加入適量的水充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝髮⒒旌狭霞庸こ煞稚⒕鶆?、不出現(xiàn)結(jié)塊起團(tuán)和無粉塵現(xiàn)象的直徑為5?1mm的物料球，堆放涼干備用； 最后烘干焙燒: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，出窯后的物料球與適量石膏粉磨成粉即為工業(yè)廢渣污泥生產(chǎn)的高性能膠凝材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用污泥工業(yè)廢渣制備的高性能膠凝材料及其制備方法，其特征是按質(zhì)量比包括20％～30％污泥、20％～40％復(fù)合鋼渣粉、20％～40％混合材料、1％～2％復(fù)合激發(fā)劑、5％～10％脫硫灰渣、2％～3％芒硝和2％～4％生石灰。本發(fā)明不僅使得復(fù)合鋼渣粉、脫硫灰渣和污泥等工業(yè)廢料的使用率得以提高，從而能夠有效降低生產(chǎn)成本；而且由于原來此類廢料的堆積對環(huán)境的污染較重，進(jìn)一步的降低了工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
【IPC分類】C04B7-147, C04B7-24
【公開號】CN104844024
【申請?zhí)枴緾N201510208143
【發(fā)明人】蔣海托, 王東, 劉 英, 汪清, 王玉舟
【申請人】銅陵海源超微粉體有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月28日