技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，具體地說(shuō)它是以淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷
石膏、
農(nóng)作物秸稈，經(jīng)過(guò)
破碎、分選、
粉碎、再經(jīng)干燥磨粉篩分后的粉料為主要原料生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，屬
廢物處理領(lǐng)域。
[0002] 本發(fā)明還涉及該燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的制造方法。
背景技術(shù)
[0003] 陶粒是一種陶質(zhì)的輕型顆粒；其外觀呈園形或橢園形球體，但也有一些仿碎石陶粒呈不規(guī)則碎石狀；陶粒的形狀因工藝不同而各異，它的表面是一層堅(jiān)硬的
外殼，外殼呈陶質(zhì)或釉質(zhì)，具有隔
水保氣作用，并且賦予陶粒較高的強(qiáng)度；陶粒的粒徑一般為5～20mm，最大粒徑為25mm；由于內(nèi)部多孔，具有良好的保溫
隔熱性能；由于我國(guó)全面推進(jìn)建筑節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，改善建筑功能，提高人們?nèi)罕姷纳詈凸ぷ魉?；陶粒一般用?lái)取代
混凝土中的碎石和卵石；傳統(tǒng)陶粒和陶砂均是以黏土作為原料經(jīng)燒結(jié)而制成的，需要大量開(kāi)采優(yōu)質(zhì)黏土和破壞耕地及自然環(huán)境，大大加重了環(huán)境負(fù)擔(dān)，違背可持續(xù)發(fā)展的原則；本發(fā)明利用淤泥等固體廢棄物為原料替代黏土生產(chǎn)膨脹型超輕質(zhì)陶粒和陶砂是一種新型生態(tài)環(huán)保產(chǎn)品。
[0004] 淤泥是經(jīng)水運(yùn)動(dòng)漂流他處淤積起來(lái)的一種物體，是由大雨、暴雨引起的洪水沖洗存入江河湖泊中的碎屑沉積形成的粘土泥和砂及
生物沉積物；湖沼中的有機(jī)物體死亡沉于底部形成生物沉積物，其成分構(gòu)造分為
腐殖質(zhì)泥土和
泥炭兩類，腐殖質(zhì)泥土為富營(yíng)養(yǎng)型，它主要由有機(jī)物和礦物質(zhì)組成；根據(jù)國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的通知，國(guó)發(fā)﹙2015﹚17號(hào)文件；水環(huán)境保護(hù)事關(guān)人民群眾切身利益，事關(guān)全面建成小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)；當(dāng)前，黨中央、國(guó)務(wù)院及各級(jí)政府為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，提高人們的生活用水
質(zhì)量，采用環(huán)保疏浚技術(shù)，逐步增強(qiáng)對(duì)被污染的湖泊、河道、溝渠、河港、水庫(kù)等
水體中的淤泥進(jìn)行環(huán)保疏浚清理
整治工程，為湖泊水生
生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造條件；我國(guó)已實(shí)施污染河道淤泥的疏挖工程，在太湖、
星云湖、巢湖、南湖、洞庭湖等大型湖泊、航道、河港進(jìn)行了環(huán)保疏浚工程；旨在清除湖泊、航道水體中的淤泥，并為湖泊水生生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境恢復(fù)創(chuàng)造了優(yōu)良條件；經(jīng)疏浚清理被污染的湖泊、河道、水庫(kù)、溝渠、河港將產(chǎn)生大量的淤泥，通常被作為固體廢物堆放在外面的堆場(chǎng)，日積月累堆積如山，惡化、毒化自然環(huán)境；大量積累的淤泥，不僅將占用更多的土地，而且其中的有害成分如重金屬；
銅、鉻、砷、汞、鎘等，病原菌、寄生蟲(chóng)卵、有機(jī)污染物及臭氣，嚴(yán)重危害生物繁衍后代和人們的身體健康；成為影響我國(guó)城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生的一大公害；目前我國(guó)對(duì)淤泥的處理方法，主要是采用填埋方式進(jìn)行處理，以減少對(duì)環(huán)境污染的壓
力；但是，淤泥的成分比較復(fù)雜，特別是重金屬，若未經(jīng)處理直接填埋，受雨水沖刷、淋濾將會(huì)污染
土壤和
地下水資源，并將產(chǎn)生新的二次污染，對(duì)環(huán)境造成危害；長(zhǎng)期填埋需要占用大量的土地資源，如何妥善科學(xué)地對(duì)淤泥進(jìn)行處理處置，使其達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化；已成為環(huán)保領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究課題。
發(fā)明內(nèi)容
[0005] 本發(fā)明的目的正是為了解決上述存在的問(wèn)題而提供一種用淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷石膏和農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)的淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，從而解決了淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷石膏和農(nóng)作物秸稈對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，又解決了淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷石膏和農(nóng)作物秸稈的資源化再生利用，變廢為寶，化害為益，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源良性循環(huán)利用。
[0006] 本發(fā)明還提供淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的制造方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；
[0008] 一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它由下述重量配比的原料制成：
[0009] 淤泥????????????????????????????????52～68份
[0010] 垃圾焚燒余渣粉料????????????????????25～38份
[0011] 電石廢渣粉料????????????????????????8～18份
[0012] 磷石膏粉料??????????????????????????5～12份
[0013] 農(nóng)作物秸稈粉料??????????????????????10～20份
[0014] 木質(zhì)素
纖維??????????????????????????0.03～0.06份
[0015]
碳酸鈉??????????????????????????????0.6～1.0份
[0016]
硫酸鋁??????????????????????????????0.3～0.8份
[0017] 十二烷基苯磺酸鈉????????????????????0.4～0.8份
[0018] 聚丙烯酰胺??????????????????????????0.3～0.6份
[0019] 二
氧化錳????????????????????????????0.02～0.06份
[0020] 水??????????????????????????????????13～22份
[0021] 所述的淤泥，是經(jīng)水運(yùn)動(dòng)漂流他處淤積起來(lái)的一種物體，由大雨、暴雨引起的洪水沖洗存入江河湖泊中的碎屑沉積形成的粘土泥和砂及生物沉積物；湖沼中有機(jī)物體死亡沉于底部形成的生物沉積物，其成分構(gòu)造分為腐殖質(zhì)泥土和泥炭?jī)深?，腐殖質(zhì)泥土為富營(yíng)養(yǎng)型，它主要由有機(jī)物和礦物質(zhì)組成；是在清理河道、溝渠、魚(yú)塘、山塘、湖泊、海港碼頭的過(guò)程中產(chǎn)生的一種廢棄物，其含水率極高，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水至含水率55%以下的淤泥；
[0022] 所述的垃圾焚燒余渣，是居民日常的生活垃圾和辦公場(chǎng)所、大型商場(chǎng)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、園林綠化、環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對(duì)道路、街道、廣場(chǎng)、公園及其他公共場(chǎng)所清掃的各種垃圾，經(jīng)過(guò)焚燒、發(fā)電后排出的廢渣，經(jīng)過(guò)分選、破碎、
磁選去除廢金屬、再經(jīng)粉碎、干燥、磨粉、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的粉料；
[0023] 所述的電石廢渣，是乙炔氣工廠以
石灰?guī)r為原料，經(jīng)過(guò)高溫
煅燒制成電石，再經(jīng)
水解獲取乙炔氣，1噸電石加水可生成300多kg乙炔氣，同時(shí)生成10噸含固量約12%的工業(yè)廢液，是以氫
氧化鈣為主要成分的一種廢棄液體，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水、干燥、粉碎、篩分制成其粒徑為小于0.2mm的粉料；
[0024] 所述的磷石膏，是工廠采用硫酸法萃取
磷酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1噸磷酸(P205)將產(chǎn)生4.5～5.5噸的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般達(dá)到20%～25%，粘性強(qiáng)，
顏色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水、干燥、粉碎、篩分制成其粒徑為小于0.2mm的粉料；
[0025] 所述的農(nóng)作物秸稈，是農(nóng)作物生產(chǎn)
收獲過(guò)程中的一種廢棄物，其中：包括玉米秸稈、高梁秸稈、粟米秸稈、
棉花秸稈、大豆秸稈、小麥秸稈、稻谷秸稈、木薯秸稈，經(jīng)過(guò)破碎、分選、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于1mm的粉料。
[0026] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的制造方法，其特征在于它按下述步驟進(jìn)行：
[0027] 將52～68重量份的淤泥、8～18重量份的電石廢渣、2～8重量份的硫酸亞
鐵和8～16重量份的
硫酸鎂混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于
0.2mm的混合粉料；再與25～38重量份的垃圾焚燒余渣粉料、5～12重量份的磷石膏粉料、10～20重量份的農(nóng)作物秸稈粉料、0.03～0.06重量份的木質(zhì)素纖維、0.6～1.0重量份的碳酸鈉、0.3～0.8重量份的硫酸鋁、0.4～0.8重量份的十二烷基苯磺酸鈉、0.3～0.6重量份的聚丙烯酰胺、0.02～0.06重量份的二氧化錳和13～22重量份水的原料用雙軸混合
攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥
溫度為150℃，干燥時(shí)間為
30min；采用雙筒
回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱
焙燒，預(yù)熱溫度為350℃～400℃，時(shí)間為30min；焙燒溫度應(yīng)控制在1050℃～1100℃，時(shí)間應(yīng)控制在12～15min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)
振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)
電子計(jì)量稱重
包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品。
[0028] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它所述的圓盤(pán)造球機(jī)的制球方法，采用全自動(dòng)的工藝流程，在
生料儲(chǔ)倉(cāng)出口下設(shè)置螺旋計(jì)量設(shè)備或調(diào)速皮帶秤進(jìn)行計(jì)量，將計(jì)量的生料送入盤(pán)式制球機(jī)，同時(shí)采用流量計(jì)，計(jì)算用水量，由管道自動(dòng)
泵把水噴入盤(pán)式制球機(jī)內(nèi)，在制球機(jī)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中制成各種規(guī)格粒徑的生料球輸出轉(zhuǎn)盤(pán)后，由自動(dòng)皮帶機(jī)送入篩分機(jī)過(guò)篩，將合格的送入回轉(zhuǎn)窯焙燒，不合格過(guò)大的返回到原料磨粉機(jī)，根據(jù)不同窯的產(chǎn)量，配比不同數(shù)量的盤(pán)式制球機(jī)。
[0029] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它所述的陶粒的燒結(jié)方法，采用自動(dòng)輸送帶將生料球送入帶有一定斜度的回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，隨著回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)，使料球從窯尾向窯頭滾動(dòng)，同時(shí)將
燃料從窯頭噴入窯內(nèi)燃燒，料球在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)被焙燒成強(qiáng)度較高的陶粒；
燃燒器采用多
風(fēng)道燃燒器，一次風(fēng)量可降低為燃燒所需風(fēng)量的10%，能提高入窯二次風(fēng)量，節(jié)能效果顯著，多風(fēng)道燃燒器分為外軸流風(fēng)和內(nèi)軸流風(fēng)，火焰形狀可以調(diào)節(jié)。
[0030] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它所述的燒結(jié)陶粒的冷卻方法，采用回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)，工作簡(jiǎn)單可靠，冷卻機(jī)的二次風(fēng)量能完全入窯，配合多風(fēng)道燃燒器使用，更可以節(jié)約大量的能耗，輸出冷卻機(jī)的陶粒溫度較低，可用手抓。
[0031] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它所述的燒結(jié)陶粒的篩分方法，采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，將從冷卻機(jī)輸出的陶粒直接輸送到多級(jí)振動(dòng)篩，按照要求進(jìn)行多個(gè)粒徑的產(chǎn)品分級(jí)。
[0032] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它所述的燒結(jié)陶粒的包裝方法，按照要求將多個(gè)粒徑的產(chǎn)品分別送入不同的筒倉(cāng)，在筒倉(cāng)出口下設(shè)置自動(dòng)電子計(jì)量器，使重量合格的袋裝成品，由縫包機(jī)自動(dòng)封口后，堆放在成品倉(cāng)庫(kù)，以備發(fā)貨。
[0033] 所述的一種用淤泥生產(chǎn)的燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，其特征在于它所述的陶粒的燒結(jié)回轉(zhuǎn)窯，采用雙筒回轉(zhuǎn)窯，即窯體的預(yù)熱段和干燥段可單獨(dú)控制其轉(zhuǎn)速，以便根據(jù)料球的狀態(tài)控制其預(yù)熱時(shí)間；圓筒形的主窯體與水平呈3°左右的傾
角放置在托滾上，生料球從高的一端窯尾進(jìn)入窯內(nèi)，在窯體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用下，料球從高處窯尾滾落至低處窯頭，同時(shí)，在窯頭處，用高壓風(fēng)機(jī)將燃料噴入窯內(nèi)，并使其充分燃燒，產(chǎn)生的熱量使料球發(fā)生物理和化學(xué)變化，產(chǎn)生膨脹，經(jīng)冷卻后既為陶粒。
[0034] 本發(fā)明采用淤泥為燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的主要原料，是由于淤泥是經(jīng)水運(yùn)動(dòng)漂流他處淤積起來(lái)的一種物體，是由大雨、暴雨引起的洪水沖洗存入江河湖泊中的碎屑沉積形成的粘土泥和砂及生物沉積物；湖沼中的有機(jī)物體死亡沉于底部形成的生物沉積物，其成分構(gòu)造分為腐殖質(zhì)泥土和泥炭?jī)深?，腐殖質(zhì)泥土為富營(yíng)養(yǎng)型，它主要由有機(jī)物和礦物質(zhì)組成；其顆粒粒度小，一般小于5mm的顆粒含量達(dá)60%以上，具有良好的可塑性；其中化學(xué)成分為：SiO2?含量為57.35%～58.89%，Al2O3含量為18.38%～21.66%，F(xiàn)e2O3含量為6.05%～7.15%，CaO含量為0.53%～0.85%，MgO含量為2.08%～2.26%，K2O含量為4.03%～4.15%，P2O5含量為0.16%～0.18%，燒失量為13.58%～16.53%；這些化學(xué)成分能夠提高淤泥的塑性，有利于膨脹型超輕質(zhì)陶粒的
造粒成型；結(jié)合化學(xué)成分、礦物成分特征的研究，根據(jù)燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的理論化學(xué)—高分子材料傳質(zhì)—強(qiáng)度理論—破壞機(jī)理，對(duì)其淤泥進(jìn)行研究分析論證；其礦物組成基本以CaCO3為主，淤泥中還含有一定量的
硅、鋁、鎂、鋇、鈣、鋅、鐵等化學(xué)成分，不論其存在形式是碳酸鹽、
硫酸鹽還是氧化物，都屬于燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒配合劑范圍內(nèi)，是膨脹型超輕質(zhì)陶粒的主要來(lái)源；由于SiO2、Al2O3本身就是制造膨脹型超輕質(zhì)陶粒的一種良好的輔助材料，俗稱白
炭黑，由于Al2O3與SiO2的結(jié)合可形成硅鋁酸鹽，則屬于陶土的主要組成，而陶土是以
粘土礦物質(zhì)為主，而且，有些物質(zhì)需在膨脹型輕質(zhì)陶粒的生產(chǎn)時(shí)加入，如ZnO、MgO具有硫化活性作用；淤泥中的硫酸鹽主要是硫酸鈣，可當(dāng)硫化劑，在膨脹型超輕質(zhì)陶粒的生產(chǎn)中更有利于混煉，提高膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品的質(zhì)量；淤泥中所含的氧化鐵成分在膨脹型超輕質(zhì)陶粒的生產(chǎn)焙燒中起到發(fā)氣劑的作用，可在高溫下產(chǎn)生氣體，形成一定的氣體壓力，使陶粒發(fā)生膨脹；氧化鐵還可降低燒
結(jié)溫度，起到一定的
助熔作用，使陶粒易于焙燒，減少外加燃料，降低燒結(jié)成本，增加液相的
粘度，使陶粒的燒成度更好。
[0035] 本發(fā)明選用垃圾焚燒余渣粉料作為淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的活性激發(fā)材料，是因?yàn)樯罾?jīng)過(guò)焚燒后的余渣中含有大量的化學(xué)成分，化學(xué)性能好，其中含有SiO2：55.67%，Al2O3：15.18%，F(xiàn)e2O3：6.32%，CaO：8.67%，MgO：2.83%，SO3：0.33%，TiO2：0.82%，K2O：
2.53%，Na2O：1.68%等化學(xué)成分；在淤泥陶粒的燒結(jié)膨脹過(guò)程中具有潛在的水化活性，它能與氫氧化鈣在膨脹過(guò)程起化學(xué)反應(yīng)，生成較穩(wěn)定的
水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣；在垃圾焚燒余渣粉料及其他摻料表面形成的一層水化產(chǎn)物將垃圾焚燒余渣和其他摻料膠結(jié)起來(lái)，形成具有一定物理力學(xué)性能的材料。
[0036] 本發(fā)明選用電石廢渣粉料作為淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的
膠凝劑，電石廢渣是乙炔氣工廠以石灰?guī)r為原料，經(jīng)過(guò)高溫煅燒制成電石，再經(jīng)水解獲取乙炔氣，1噸電石加水可生成300多kg乙炔氣，同時(shí)生成10噸含固量約12%的工業(yè)廢液，是以氫氧化鈣為主要成分的一種廢棄液體，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水、干燥、粉碎、篩分制成其粒徑為小于0.2mm的粉料；電石經(jīng)水解獲取乙炔氣后的廢渣是以氫氧化鈣為主要成分，是基本有機(jī)合成工業(yè)的重要原料之一，干電石廢渣中主要含Ca﹙OH﹚2，可以作為消石灰的代用品，廣泛用于建筑、化工、
冶金、農(nóng)業(yè)等行業(yè)；本研究發(fā)明利用它作為淤泥陶粒的膠凝材料來(lái)提高淤泥粉的塑性，以利于膨脹型超輕質(zhì)陶粒的造粒成型和提高陶粒的成品率。
[0037] 本發(fā)明選用磷石膏粉料作為淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的
固化劑，磷石膏呈粉末狀，是工廠采用硫酸法萃取磷酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1噸磷酸(P205)將產(chǎn)生4.5～5.5噸的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般達(dá)到20%～25%，粘性強(qiáng)，顏
色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水、干燥、粉碎、篩分制成其粒徑為小于0.2mm的粉料；其物理形態(tài)為粒球狀，強(qiáng)度適中，顆粒直徑為5～25mm，磷石膏與天然石膏有一定的區(qū)別，磷石膏中的SO3含量較天然石膏高，使用量較天然石膏少，價(jià)格比天然石膏低，從根本上講，由于它們的主要成分相同，并且磷石膏主要成分含量更高，故磷石膏是一種比天然石膏更好的膠凝材料；用于生產(chǎn)淤泥陶粒能夠相應(yīng)降低陶粒的生產(chǎn)成本。
[0038] 本發(fā)明選用農(nóng)作物秸稈作為淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的助燃劑，所述的農(nóng)作物秸稈，是農(nóng)作物生產(chǎn)收獲過(guò)程中的一種廢棄物，其中：包括玉米秸稈、高梁秸稈、粟米秸稈、棉花秸稈、大豆秸稈、小麥秸稈、稻谷秸稈、木薯秸稈，經(jīng)過(guò)破碎、分選、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于1mm的粉料；農(nóng)作物秸稈由細(xì)胞壁和胞間的化學(xué)成分組成，一般含有
纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等有機(jī)高分子化合物，能夠燃燒，有一定的助燃作用；是淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的有效助燃劑。
[0039] 本發(fā)明選用電石廢渣為淤泥的殺菌消毒劑、硫酸亞鐵和硫酸鎂為除臭劑、硫酸鋁為淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的促凝劑、木質(zhì)素纖維為
增稠劑、碳酸鈉為助熔劑、十二烷基苯磺酸鈉為發(fā)氣劑、聚丙烯酰胺為穩(wěn)泡劑、二氧化錳為降溫
染色劑，在燒結(jié)過(guò)程中利用Mn元素以降低燒結(jié)溫度并將陶粒染成深色。
[0040] 本發(fā)明的淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒是以膨脹為主要技術(shù)特征，它的形成原理實(shí)際就是發(fā)泡，膨脹的物質(zhì)
基礎(chǔ)是氣體，造成淤泥陶粒膨脹的氣體是由原料中含有碳酸鹽類、硫化物類、氧化鐵類和碳類物質(zhì)材料的分解化合反應(yīng)及碳酸鈣和硫化鐵在高溫下釋放出氣體，產(chǎn)生氣體壓力，能夠使淤泥陶粒形成膨脹；一般碳酸鈣和硫化鐵的發(fā)氣溫度在850～900℃，當(dāng)溫度超過(guò)1000℃時(shí)，CO的逸出量將增多，但是，如沒(méi)有熔體產(chǎn)生，它就無(wú)法得以保存，所以還必須有能束縛住氣體的熔體，通過(guò)高溫加熱產(chǎn)生的熔體對(duì)氣體進(jìn)行包圍并防止氣體外逸，膨脹才能成功；而淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的燒結(jié)溫度為1050～1100℃，淤泥陶粒在高溫焙燒過(guò)程中，使坯體在膨脹溫度范圍內(nèi)的高溫作用下，將產(chǎn)生兩個(gè)方面的重大變化，坯體變化和坯體內(nèi)氣體的產(chǎn)生，有了這兩方面的共同作用，才能使淤泥陶粒發(fā)生理想的
膨脹率；
[0041] a、淤泥陶粒坯體的變化，淤泥陶粒坯體在高溫焙燒作用下將逐漸產(chǎn)生液相，液相具有一定的粘度，在外力的作用下，使變軟的坯體產(chǎn)生塑性
變形，為淤泥陶粒在內(nèi)部產(chǎn)生的氣體壓力下的膨脹奠定了基礎(chǔ)；
[0042] b、淤泥陶粒坯體內(nèi)氣體的產(chǎn)生，淤泥陶粒坯體在高溫焙燒下，由內(nèi)部的發(fā)氣成分開(kāi)始產(chǎn)生氣體，當(dāng)氣體的量達(dá)到一定程度時(shí)，將產(chǎn)生氣體壓力，使淤泥陶粒坯體塑性變形而產(chǎn)生膨脹，生成大量的氣體所形成的膨脹氣壓，使氣體向外強(qiáng)烈逸出；另一方面是大量生成的液相達(dá)到適宜的粘度及數(shù)量對(duì)逸出的氣體進(jìn)行抑制，由氣體的逸出過(guò)程與液相對(duì)氣體逸出的抑制過(guò)程，共同組成了淤泥陶粒坯體膨脹的全過(guò)程；氣體的產(chǎn)生與逸出使淤泥陶粒坯體有了基本的膨脹能力，液相的產(chǎn)生與其抑制氣體的逸出，又使淤泥陶粒坯體有了穩(wěn)定的膨脹率和保證膨脹順利進(jìn)行的能力，在二者的相互作用下，才能形成超輕質(zhì)陶粒的優(yōu)良的膨脹性能。
[0043] 本發(fā)明對(duì)淤泥進(jìn)行消化處理過(guò)程中利用電石廢渣對(duì)淤泥進(jìn)行消毒殺菌處理，以硫酸亞鐵為還原劑，硫酸鎂為二價(jià)鐵保持劑對(duì)淤泥進(jìn)行除臭處理，使淤泥能夠充分分解，達(dá)到迅速除臭的目的，從而解決了淤泥處理難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了淤泥的資源化循環(huán)利用，以減少對(duì)自然環(huán)境的污染，降低了淤泥的處理成本。
[0044] 本發(fā)明的淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的制造方法，a、是先將淤泥送入無(wú)軸螺旋砂水分離機(jī)，將粒徑在60um以上的砂從淤泥漿中分離出來(lái)，獲得含水率較低的細(xì)砂，一般比較干凈，可以作為施工用料；再將從無(wú)軸螺旋砂水分離機(jī)中分離出來(lái)的淤泥水采用垃圾分離機(jī)進(jìn)行垃圾分揀，將石
塊、生活垃圾、建筑垃圾及直徑在3mm以上的顆粒分離出來(lái)，防止淤泥水中固狀懸浮物進(jìn)入系統(tǒng)中影響后續(xù)的處理流程，造成其它機(jī)械設(shè)備的損壞；b、采用全自動(dòng)泥水一體化
污泥脫水機(jī)將分離出來(lái)的淤泥水一次性脫水至含水率55%以下的淤泥；c、用電石廢渣、硫酸亞鐵和硫酸鎂與脫水后的淤泥混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分處理后制成其粒徑為小于0.2mm的混合粉料；再與垃圾焚燒余渣粉料、磷石膏粉料、農(nóng)作物秸稈粉料、木質(zhì)素纖維、碳酸鈉、硫酸鋁、十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺、二氧化錳和水的原料用雙軸混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥溫度為150℃，干燥時(shí)間為30min；采用雙筒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱焙燒，預(yù)熱溫度為350℃～400℃，時(shí)間為30min；焙燒溫度應(yīng)控制在1050℃～1100℃，時(shí)間應(yīng)控制在12～15min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)電子計(jì)量稱重
包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品。
[0045] 按照本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，經(jīng)廣東省技術(shù)監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)部
門(mén)檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到GB/T17431.1—2010中華人民共和國(guó)《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0046] 經(jīng)廣東省技術(shù)監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心檢測(cè)結(jié)果如下：
[0047] 淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒檢測(cè)：依據(jù)GB/T17431.1—2010中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》標(biāo)準(zhǔn)；檢測(cè)結(jié)果：
[0048] a）粒徑為：?????????????????????≤10mm；
[0049] b）
密度為：?????????????????????468kg/m3；
[0050] C）筒壓強(qiáng)度為：?????????????????3.85MPa；
[0051] d）吸水率為：???????????????????11.85%；
[0052] e）
軟化系數(shù)為：?????????????????0.52%；
[0053] f）含泥量為：???????????????????1.2%；
[0054] g）煮沸質(zhì)量損失率為：???????????3.03%；
[0055] h）氯化物含量為：???????????????0.003%；
[0056] i）燒失量為：???????????????????2.2%；
[0057] j）
放射性為：內(nèi)照射：0.2、外照射：0.3，檢驗(yàn)依據(jù)：GB6566-2010《
建筑材料放射性核素限量》優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0058] 由于采取上述技術(shù)方案使本發(fā)明技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0059] a）本發(fā)明的淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒，是以淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷石膏和農(nóng)作物秸稈為原料，為固體廢棄物的資源綜合利用，實(shí)現(xiàn)了淤泥的無(wú)害化和資源化，有利于節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境；
[0060] b）保溫隔熱，淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒與粘土燒結(jié)陶粒的不同之處在于粘土燒結(jié)陶粒在焙燒過(guò)程中，不發(fā)生大的體積膨脹，而淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒在焙燒過(guò)程中將發(fā)生較大的體積膨脹變化，這一變化就導(dǎo)致二者的結(jié)構(gòu)性不同，膨脹型超輕質(zhì)陶粒的內(nèi)部將產(chǎn)生大量的氣孔，這些氣孔多是密閉的互不連通，屬于封閉微孔結(jié)構(gòu)，氣孔率非常高，一般要占陶粒總體積的49～68%；
體積密度小，具有更加優(yōu)異的保溫性能，它的熱導(dǎo)率一般只有0.08～0.15W/（m·K），其保溫隔熱性能十分優(yōu)異，適合生產(chǎn)保溫隔熱型墻體材料；
[0061] c）具有更加顯著的輕質(zhì)性能和較低的堆積密度，一般堆積密度為300～500kg/m3，只有粘土燒結(jié)陶粒的50～60%，屬于超輕型陶粒，非常適合對(duì)密度要求更低的各種新型墻體材料及高性能輕集料混凝土結(jié)構(gòu)的材料，適用于高層樓房，為綠色、環(huán)保、節(jié)能材料，有廣泛的發(fā)展前景；
[0062] d）具有優(yōu)異的吸聲
隔音性能，在陶粒中，淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒的吸聲隔音性能最為突出，這也是由于它的多孔性所形成的，當(dāng)聲音穿越陶粒時(shí)，大量的
聲波被它的氣孔所吸收，有一定的吸聲隔音性能；
[0063] e）解決了淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷石膏、農(nóng)作物秸稈在填埋過(guò)程中需要占用大量的土地資源和容易造成二次污染的難題，既保護(hù)了環(huán)境，又節(jié)約了土地，使淤泥、垃圾焚燒余渣、電石廢渣、磷石膏、農(nóng)作物秸稈的資源綜合利用率達(dá)到98%以上；
[0064] f）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，無(wú)三廢排放，符合國(guó)家節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和
循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策要求精神，且投資少、見(jiàn)效快、成本低、效益好、適合各級(jí)辦廠。
具體實(shí)施方式
[0066] 將淤泥，是由湖泊中的碎屑沉積物粘土泥和砂及生物沉積物，湖沼中有機(jī)物體死亡沉于底部形成的生物沉積物，其成分構(gòu)造分為腐殖質(zhì)泥土和泥炭?jī)深?，腐殖質(zhì)泥土為富營(yíng)養(yǎng)型，它主要由有機(jī)物和礦物質(zhì)組成；是在清理河道、溝渠、魚(yú)塘、山塘、湖泊、海港碼頭的過(guò)程中產(chǎn)生的一種廢棄物，其含水率極高，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水至含水率55%以下的淤泥備用；
[0067] 將垃圾焚燒余渣，是居民日常的生活垃圾和辦公場(chǎng)所、大型商場(chǎng)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、園林綠化、環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對(duì)道路、街道、廣場(chǎng)、公園及其他公共場(chǎng)所清掃的各種垃圾，經(jīng)過(guò)焚燒、發(fā)電后排出的廢渣，經(jīng)過(guò)分選、破碎、磁選去除廢金屬、再經(jīng)粉碎、干燥、磨粉、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的垃圾焚燒余渣粉料備用；
[0068] 將電石廢渣，是乙炔氣工廠以石灰?guī)r為原料，經(jīng)過(guò)高溫煅燒制成電石，再經(jīng)水解獲取乙炔氣，1噸電石加水可生成300多kg乙炔氣，同時(shí)生成10噸含固量約12%的工業(yè)廢液，是以氫氧化鈣為主要成分的一種廢棄液體，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水、干燥、粉碎、篩分制成其粒徑為小于0.2mm的電石廢渣粉料備用；
[0069] 將磷石膏，是工廠采用硫酸法萃取磷酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1噸磷酸(P205)將產(chǎn)生4.5～5.5噸的磷石膏，磷石膏有一定的含水率，一般達(dá)到20%～25%，粘性強(qiáng)，顏色偏深，通常的磷石膏呈深灰色，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水、干燥、粉碎、篩分制成其粒徑為小于0.2mm的磷石膏粉料備用；
[0070] 將農(nóng)作物秸稈，是農(nóng)作物生產(chǎn)收獲過(guò)程中的一種廢棄物，其中：包括玉米秸稈、高梁秸稈、粟米秸稈、棉花秸稈、大豆秸稈、小麥秸稈、稻谷秸稈、木薯秸稈，經(jīng)過(guò)破碎、分選、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于1mm的農(nóng)作物秸稈粉料備用；
[0071] 取上述制備的淤泥52kg、電石廢渣8kg、硫酸亞鐵2kg和硫酸鎂8kg混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的混合粉料，再與垃圾焚燒余渣粉料25kg、磷石膏粉料5kg、農(nóng)作物秸稈粉料10kg、木質(zhì)素纖維0.03kg、碳酸鈉0.6kg、硫酸鋁0.3kg、十二烷基苯磺酸鈉0.4kg、聚丙烯酰胺0.3kg、二氧化錳0.02kg和水13kg的原料用雙軸混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥溫度為
150℃，干燥時(shí)間為30min；采用雙筒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱焙燒，預(yù)熱溫度為350℃，時(shí)間為30min；
焙燒溫度應(yīng)控制在1050℃，時(shí)間應(yīng)控制在12min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)電子計(jì)量稱重包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品；經(jīng)檢驗(yàn)：
[0072] a）粒徑為：????????? ??≤10mm；??????b）密度為：486kg/m3；
[0073] C）筒壓強(qiáng)度為：????? ?3.85MPa；?????d）吸水率為：11.85%；
[0074] e）軟化系數(shù)為：????????0.52%；???????f）含泥量為：1.2%；
[0075] g）煮沸質(zhì)量損失率為：??3.03%；???????h）氯化物含量為：0.003%；
[0076] i）燒失量為：2.2%；
[0077] j）放射性為：內(nèi)照射：0.2、外照射：0.3，檢驗(yàn)依據(jù)：GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0078] 實(shí)施例2
[0079] 取實(shí)施例1的淤泥68kg、電石廢渣18kg、硫酸亞鐵8kg和硫酸鎂16kg混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的混合粉料，再與垃圾焚燒余渣粉料38kg、磷石膏粉料12kg、農(nóng)作物秸稈粉料20kg、木質(zhì)素纖維0.06kg、碳酸鈉1.0kg、硫酸鋁0.8kg、十二烷基苯磺酸鈉0.8kg、聚丙烯酰胺0.6kg、二氧化錳0.06kg和水22kg的原料用雙軸混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥溫度為150℃，干燥時(shí)間為30min；采用雙筒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱焙燒，預(yù)熱溫度為400℃，時(shí)間為30min；焙燒溫度應(yīng)控制在1100℃，時(shí)間應(yīng)控制在15min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)電子計(jì)量稱重包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品；經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)品達(dá)到GB/
T17431.1—2010中華人民共和國(guó)《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0080] 實(shí)施例3
[0081] 取實(shí)施例1的淤泥55kg、電石廢渣12kg、硫酸亞鐵6kg和硫酸鎂10kg混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的混合粉料，再與垃圾焚燒余渣粉料30kg、磷石膏粉料9kg、農(nóng)作物秸稈粉料14kg、木質(zhì)素纖維0.05kg、碳酸鈉0.9kg、硫酸鋁0.5kg、十二烷基苯磺酸鈉0.6kg、聚丙烯酰胺0.5kg、二氧化錳0.04kg和水15kg的原料用雙軸混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥溫度為150℃，干燥時(shí)間為30min；采用雙筒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱焙燒，預(yù)熱溫度為360℃，時(shí)間為30min；焙燒溫度應(yīng)控制在1060℃，時(shí)間應(yīng)控制在13min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)電子計(jì)量稱重包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品；經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)品達(dá)到GB/
T17431.1—2010中華人民共和國(guó)《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0082] 實(shí)施例4
[0083] 取實(shí)施例1的淤泥60kg、電石廢渣14kg、硫酸亞鐵3kg和硫酸鎂12kg混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的混合粉料，再與垃圾焚燒余渣粉料34kg、磷石膏粉料10kg、農(nóng)作物秸稈粉料16kg、木質(zhì)素纖維0.04kg、碳酸鈉0.7kg、硫酸鋁0.6kg、十二烷基苯磺酸鈉0.5kg、聚丙烯酰胺0.4kg、二氧化錳0.05kg和水18kg的原料用雙軸混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥溫度為150℃，干燥時(shí)間為30min；采用雙筒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱焙燒，預(yù)熱溫度為350℃，時(shí)間為30min；焙燒溫度應(yīng)控制在1070℃，時(shí)間應(yīng)控制在15min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)電子計(jì)量稱重包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品；經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)品達(dá)到GB/
T17431.1—2010中華人民共和國(guó)《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0084] 實(shí)施例5
[0085] 取實(shí)施例1的淤泥66kg、電石廢渣16kg、硫酸亞鐵5kg和硫酸鎂14kg混合均勻進(jìn)行消毒、殺菌、除臭、干燥、粉碎、篩分后制成其粒徑為小于0.2mm的混合粉料，再與垃圾焚燒余渣粉料36kg、磷石膏粉料11kg、農(nóng)作物秸稈粉料18kg、木質(zhì)素纖維0.06kg、碳酸鈉0.8kg、硫酸鋁0.8kg、十二烷基苯磺酸鈉0.7kg、聚丙烯酰胺0.6kg、二氧化錳0.06kg和水20kg的原料用雙軸混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合均勻由圓盤(pán)造球機(jī)制成5～25mm的球型顆粒進(jìn)行干燥，干燥溫度為150℃，干燥時(shí)間為30min；采用雙筒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)熱焙燒，預(yù)熱溫度為380℃，時(shí)間為30min；焙燒溫度應(yīng)控制在1080℃，時(shí)間應(yīng)控制在14min，經(jīng)冷卻出窯后采用多級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒；輸送到專用儲(chǔ)料筒倉(cāng)，采用全自動(dòng)電子計(jì)量稱重包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行包裝后制成淤泥燒結(jié)膨脹型超輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品；經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)品達(dá)到GB/
T17431.1—2010中華人民共和國(guó)《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
