一種多孔吸附型陶粒及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔吸附型陶粒及其制備方法，屬于固體廢棄物綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】，由下述重量份的原料制成：城市污泥65～80份、絲瓜瓤1～3份、水泥熟料10～20份、粉煤灰10～20份。該陶粒的制備過(guò)程包括：原料處理、配料、造粒、熱解干餾、焙燒。本發(fā)明在制備陶粒時(shí)加入具有一定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的絲瓜瓤，可以防止陶粒開(kāi)裂，并使陶粒內(nèi)部形成連通孔隙；本發(fā)明的陶粒強(qiáng)度高且耐高溫、耐酸堿、吸附性能優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源化利用，為固體廢棄物所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題尋找到了新的出路，可用于污水的水凈化、工業(yè)廢水吸附、油井填料等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多孔吸附型陶粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用絲瓜瓤制備的多孔 吸附型陶粒，同時(shí)還涉及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化速度的加快，城市人口快速增加、城市廢水、污水的排放量日益增多， 導(dǎo)致了城市污泥排放量的，城市污泥排放量巨大。目前，城市污泥主要處理方式有填埋、農(nóng) 用堆肥、填海和熱化學(xué)處理等。然而，城市污泥含水量高、易腐爛，有強(qiáng)烈的臭味，并且含有 寄生蟲(chóng)卵、病原微生物及重金屬等，現(xiàn)有處理方式會(huì)帶來(lái)重金屬、二噁英等二次污染問(wèn)題。 此外，由于城市污泥含水率高，其運(yùn)輸成本高、堆放面積大，會(huì)造成擠壓垃圾填埋場(chǎng)庫(kù)容等 問(wèn)題。
[0003] 與此同時(shí)，多孔吸附型陶粒強(qiáng)度高且耐高溫、耐酸堿性、吸附性能優(yōu)良，可用于污 水的日常處理、過(guò)濾、凈化等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 本發(fā)明正是基于對(duì)城市污泥和絲瓜瓤的資源化重復(fù)利用，開(kāi)發(fā)了一種新的陶粒產(chǎn) 品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供了一種多孔吸附型陶粒，同時(shí)還提供了該陶粒的制備方 法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種多孔吸附型陶粒，由下述重量份的原料制成：城市污泥65?80份、絲瓜瓤1?3 份、水泥熟料10?20份、粉煤灰10?20份。
[0007] 優(yōu)選地，所述多孔吸附型陶粒，由下述重量份的原料制成：城市污泥69份、絲瓜瓤 1份、水泥熟料15份、粉煤灰15份。
[0008] 所述城市污泥的含水率(水分的重量占污泥總重量的百分比）為7(Γ85%。
[0009] 所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其步驟為： a、 將絲瓜瓤分割成小塊，對(duì)水泥熟料粉磨，然后將各原料混合、造粒，所得料粒球直徑 為10-20_，對(duì)料粒球進(jìn)行干燥； b、 熱解干餾：將干燥后的料粒球放入熱解干餾爐中，以5?KTC /min的升溫速率從 180°C加熱到850°C，進(jìn)行熱解干餾，可避免二噁英的產(chǎn)生； c、 焙燒：將熱解干餾后的料粒球輸送至回轉(zhuǎn)窯中焙燒，從850°C加熱到1100?1250°C， 并保溫30?90min。
[0010] 絲瓜瓤切割成長(zhǎng)10?20mm、寬10?15mm、高10?15mm的小塊后，然后用質(zhì)量分 數(shù)為3%?10%的NaOH溶液浸泡1?5h，撈出晾干后再與其他原料混合。
[0011] 每個(gè)粒料球中有1-3個(gè)絲瓜瓤小塊。
[0012] 所述步驟a中，對(duì)粒料球進(jìn)行干燥使其含水率達(dá)到10%以下。
[0013] 所述步驟a中，水泥熟料粉磨后過(guò)180目篩。
[0014] 造粒前，控制原料混合物的含水率為55飛2%。
[0015] 所述熱解干餾爐采用螺旋式進(jìn)料，反向火進(jìn)行加熱，進(jìn)氣方式為上部進(jìn)氣下部出 氣。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： (1)本發(fā)明中加入具有一定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的絲瓜瓤，可以防止陶粒在干燥及熱解干餾、炭 化過(guò)程的開(kāi)裂，并可在焙燒階段在陶粒內(nèi)部形成連通孔隙。
[0017] (2)本發(fā)明中使用了大量的城市污泥，在制備過(guò)程中對(duì)料粒球進(jìn)行熱解干餾和焙 燒，避免了城市污泥在傳統(tǒng)焚燒過(guò)程中產(chǎn)生二噁英等二次污染問(wèn)題，并且城市污泥中含有 的大量有機(jī)成分，會(huì)在焙燒顆粒中產(chǎn)生空隙，有利于提高陶粒的吸附性能。
[0018] (3)本發(fā)明能夠變廢為寶，不僅實(shí)現(xiàn)了城市污泥資源化利用，提高了企業(yè)收益，同 時(shí)還為固體廢棄物所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題尋找到了新的出路。
[0019] (4)本發(fā)明中陶粒強(qiáng)度高且具有優(yōu)良的耐高溫、耐酸堿、吸附性能，可用于污水的 水凈化、工業(yè)廢水吸附、油井填料等，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021] 實(shí)施例1 一種多孔吸附型陶粒，由下述重量份的原料制成：城市污泥(含水率83%)69份、絲瓜瓤 1份、水泥熟料15份、粉煤灰15份。
[0022] 該多孔吸附型陶粒的采用以下方法制備，其步驟為： a、 絲瓜瓤用機(jī)械設(shè)備剪切成長(zhǎng)10mm、寬10mm、高IOmm的小塊后，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% 的NaOH溶液浸泡5h，撈出并晾干，水泥熟料粉磨后過(guò)180目篩；然后將城市污泥、粉煤灰、 粉磨后的水泥熟料和處理過(guò)的絲瓜瓤加入水泥凈漿攪拌機(jī)中，調(diào)至自動(dòng)設(shè)置進(jìn)行攪拌，在 攪拌120秒后停頓，混合后含水率降到62% ;將混合物料制成粒徑為IOmm的料粒球，每個(gè)料 粒球中含有廣3個(gè)絲瓜瓤小塊；將成型后的料粒球放置在溫度20±2°C，相對(duì)濕度在75%的 恒溫恒濕干燥箱內(nèi)干燥3天后，將料粒球放入馬弗爐中，KKTC下繼續(xù)干燥120min，使得料 粒球含水率達(dá)到10%以下，料粒球的直徑降到了 7mm ; b、 熱解干餾：將干燥后的料粒球采用螺旋進(jìn)料式送入熱解干餾爐中，以5°C /min的升 溫速率從180°C加熱到850°C，反向火進(jìn)行加熱，進(jìn)氣方式為上部進(jìn)氣下部出氣，進(jìn)行熱解 干餾； c、 焙燒：將熱解干餾后的陶粒輸送至回轉(zhuǎn)速為I. 5r/min轉(zhuǎn)窯中焙燒，以5°C /min的升 溫速率從850°C加熱到1250°C，并在1250°C下保溫30min，使陶粒內(nèi)部形成連通孔隙。
[0023] 實(shí)施例2 一種多孔吸附型陶粒，由下述重量份的原料制成：城市污泥(含水率85%)65份、絲瓜瓤 2份、水泥熟料10份、粉煤灰10份。
[0024] 該多孔吸附型陶粒的采用以下方法制備，其步驟為： a、絲瓜瓤用機(jī)械設(shè)備剪切成長(zhǎng)15mm、寬12mm、高12mm的小塊后，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7% 的NaOH溶液浸泡4h，撈出并晾干，水泥熟料粉磨后過(guò)180目篩；然后將城市污泥、粉煤灰、 粉磨后的水泥熟料和處理過(guò)的絲瓜瓤加入水泥凈漿攪拌機(jī)中，調(diào)至自動(dòng)設(shè)置進(jìn)行攪拌，在 攪拌120秒后停頓，混合后控制含水率降到60% ;將混合物料制成粒徑為14_的料粒球，料 粒球中含有廣3個(gè)絲瓜瓤小塊；然后將成型后的料粒球放置在溫度20±2°C，相對(duì)濕度在 80%的恒溫恒濕干燥箱內(nèi)干燥5天后，將料粒球放入馬弗爐中，130°C下繼續(xù)干燥lOOmin， 使得料粒球達(dá)到10%以下，料粒球的直徑降到了 9mm ; b、 熱解干餾：將干燥后的料粒球采用螺旋進(jìn)料式送入熱解干餾爐中，以TC /min的升 溫速率從180°C加熱到850°C，反向火進(jìn)行加熱，進(jìn)氣方式為上部進(jìn)氣下部出氣，進(jìn)行熱解 干餾； c、 焙燒：將熱解干餾后的陶粒輸送至回轉(zhuǎn)速為2. 5r/min轉(zhuǎn)窯中焙燒，以4°C /min的升 溫速率從850°C加熱到1200°C，并在1200°C下保溫50min，使陶粒內(nèi)部形成連通孔隙。
[0025] 實(shí)施例3 一種多孔吸附型陶粒，由下述重量份的原料制成：城市污泥(含水率70%)75份、絲瓜瓤 3份、水泥熟料17份、粉煤灰17份。
[0026] 該多孔吸附型陶粒的采用以下方法制備，其步驟為： a、 絲瓜瓤用機(jī)械設(shè)備剪切成長(zhǎng)17mm、寬12mm、高12mm的小塊后，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7% 的NaOH溶液浸泡3h，撈出并晾干，水泥熟料粉磨后過(guò)180目篩；然后將城市污泥、粉煤灰、 粉磨后的水泥熟料和處理過(guò)的絲瓜瓤加入水泥凈漿攪拌機(jī)中，調(diào)至自動(dòng)設(shè)置進(jìn)行攪拌，在 攪拌120秒后停頓，混合后控制含水率降到57% ;將混合物料制成粒徑為17_的料粒球，料 粒球中含有廣3個(gè)絲瓜瓤小塊；然后將成型后的料粒球放置在溫度20±2°C，相對(duì)濕度在 85%的恒溫恒濕干燥箱內(nèi)干燥5天后，將料粒球放入馬弗爐中，150°C下繼續(xù)干燥60min，使 得料粒球含水率達(dá)到10%以下，料粒球的直徑降到了 12mm ; b、 熱解干餾：將干燥后的料粒球采用螺旋進(jìn)料式送入熱解干餾爐中，以8°C /min的升 溫速率從180°C加熱到850°C，反向火進(jìn)行加熱，進(jìn)氣方式為上部進(jìn)氣下部出氣，進(jìn)行熱解 干餾，可避免二噁英的產(chǎn)生； c、 焙燒：將熱解干餾后的陶粒輸送至回轉(zhuǎn)速為4r/min轉(zhuǎn)窯中焙燒，以3°C /min的升溫 速率從850°C加熱到1150°C，并在1150°C下保溫70min，使陶粒內(nèi)部形成連通孔隙。
[0027] 實(shí)施例4 一種多孔吸附型陶粒，由下述重量份的原料制成：城市污泥(含水率75%)80份、絲瓜瓤 3份、水泥熟料20份、粉煤灰20份。
[0028] 該多孔吸附型陶粒的采用以下方法制備，其步驟為： a、絲瓜瓤用機(jī)械設(shè)備剪切成長(zhǎng)20mm、寬15mm、高15mm的小塊后，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 的NaOH溶液浸泡lh，撈出并晾干，水泥熟料粉磨后過(guò)180目篩；然后將城市污泥、粉煤灰、 粉磨后的水泥熟料和處理過(guò)的絲瓜瓤加入水泥凈漿攪拌機(jī)中，調(diào)至自動(dòng)設(shè)置進(jìn)行攪拌，在 攪拌120秒后停頓，混合后控制含水率降到55% ;將混合物料制成粒徑為20mm的料粒球，每 個(gè)料粒球中含有廣3個(gè)絲瓜瓤小塊；然后將成型后的料粒球放置在溫度20±2°C，相對(duì)濕度 在75%的恒溫恒濕干燥箱內(nèi)干燥6天后，將料粒球放入馬弗爐中，180°C下繼續(xù)干燥90min， 使得料粒球含水率在10%以下，料粒球的直徑降到了 15mm ; b、熱解干餾：將干燥后的料粒球采用螺旋進(jìn)料式送入熱解干餾爐中，以KTC /min的 升溫速率從180°C加熱到850°C，反向火進(jìn)行加熱，進(jìn)氣方式為上部進(jìn)氣下部出氣，進(jìn)行熱 解干餾，可避免二噁英的產(chǎn)生； C、焙燒：將熱解干餾后的陶粒輸送至回轉(zhuǎn)速為3r/min轉(zhuǎn)窯中焙燒，以2°C /min的升溫 速率從850°C加熱到IKKTC，并在IKKTC下保溫90min，使陶粒內(nèi)部形成連通孔隙。
[0029] 實(shí)施例5陶粒的物理指標(biāo)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 按照GB/T17431. 2-2010 (800級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定陶粒的物理指標(biāo)。
[0030] 所制造的多孔吸附型陶粒的各項(xiàng)物理指標(biāo)如表1。
[0031] 表1陶粒的物理指標(biāo)

【權(quán)利要求】
1. 一種多孔吸附型陶粒，其特征在于，由下述重量份的原料制成：城市污泥65?80 份、絲瓜瓤1?3份、水泥熟料10?20份、粉煤灰10?20份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多孔吸附型陶粒，其特征在于，由下述重量份的原料制成：城市 污泥69份、絲瓜瓤1份、水泥熟料15份、粉煤灰15份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述多孔吸附型陶粒，其特征在于，所述城市污泥的含水率 70?85%。
4. 權(quán)利要求1或2所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，步驟為： a、 將絲瓜瓤分割成小塊，對(duì)水泥熟料粉磨，然后將各原料混合、造粒，所得料粒球直徑 為10-20_，對(duì)料粒球進(jìn)行干燥； b、 熱解干餾：將干燥后的料粒球放入熱解干餾爐中，以5?KTC /min的升溫速率從 180°C加熱到850°C，進(jìn)行熱解干餾； c、 焙燒：將熱解干餾后的料粒球輸送至回轉(zhuǎn)窯中焙燒，從850°C加熱到1100?1250°C， 并保溫30?90min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，絲瓜瓤切割成長(zhǎng) 10?20_、寬10?15_、高10?15mm的小塊后,然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%?10%的NaOH溶 液浸泡1?5h，撈出晾干后再與其他原料混合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，每個(gè)粒料球中有1-3 個(gè)絲瓜瓤小塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，對(duì)粒 料球進(jìn)行干燥使其含水率達(dá)到10%以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，水泥 熟料粉磨后過(guò)180目篩。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4任一所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，造粒前，控制原 料混合物的含水率為55?62%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述多孔吸附型陶粒的制備方法，其特征在于，所述熱解干餾爐采 用螺旋式進(jìn)料，反向火進(jìn)行加熱，進(jìn)氣方式為上部進(jìn)氣下部出氣。
【文檔編號(hào)】C04B38/06GK104311128SQ201410523963
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】嚴(yán)亮, 劉磊, 張磊 申請(qǐng)人:嚴(yán)亮