本發(fā)明涉及建筑材料，具體涉及一種利用生活垃圾焚燒灰渣污泥制備的陶粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著城市生活垃圾焚燒發(fā)電處理技術(shù)在國內(nèi)的迅速發(fā)展，生活垃圾焚燒量在不斷增加。城市生活垃圾經(jīng)焚燒處理后會產(chǎn)生焚燒灰渣，一般焚燒垃圾灰渣的質(zhì)量為其焚燒前總質(zhì)量的5～30％，其中底灰占15％～25％。以垃圾處理量3000萬噸計(jì)算，全國產(chǎn)生底灰約22.5萬噸～225萬噸。目前對焚燒灰渣的利用處理途徑以制備免燒磚為主，但是在制備焚燒灰渣免燒磚工藝過程中會產(chǎn)生一定量的殘余物——灰渣污泥，約占總灰渣量的5％左右。這部分灰渣污泥因?yàn)楹扛?，粒徑?xì)小，如果采用填埋的辦法則會大量占用耕地，同時(shí)污染水體和大氣。因此如何變廢為寶，化廢料為資源，已成為灰渣制磚廠和環(huán)境工作者共同關(guān)注的課題。陶粒是一種新型建筑材料，它是利用粘土、泥質(zhì)巖石、工業(yè)廢料為主要原料，摻合少量粘結(jié)劑、添加劑等，經(jīng)加工成粒或粉磨成球，后通過燒結(jié)等工藝過程而制成的一種人造輕骨料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種利用生活垃圾焚燒灰渣污泥制備陶粒。利用生活垃圾焚燒灰渣污泥制備陶粒，以生活垃圾焚燒灰渣污泥為主要原料，添加一定的粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖等輔助添加料。經(jīng)混料、成球、干燥、燒制等主要工藝過程，制備出符合國標(biāo)規(guī)范的陶粒輕集料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，化廢料為資源。本發(fā)明還提供利用生活垃圾焚燒灰渣污泥制備陶粒的制備方法。技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，如本發(fā)明所述一種利用生活垃圾焚燒灰渣污泥制備的陶粒，主要由以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的固體原料所制成：生活垃圾焚燒灰渣污泥60％～75％，粉煤灰10～15％，粘土10％～30％，膨脹珍珠巖5～10％；除上述固體原料外，還加入占上述固體原料總質(zhì)量20％～40％的水。其中，所述陶粒的粒徑范圍：5～20mm，堆積密度：438～863kg/m3，顆粒強(qiáng)度值：780-985n，筒壓強(qiáng)度：6～10mpa，1h吸水率:2％～30％。本發(fā)明所述的利用生活垃圾焚燒灰渣污泥制備的陶粒的制備方法，包括如下步驟：(1)將固體原料生活垃圾焚燒灰渣污泥、粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖研磨粉碎過篩；(2)按比例稱取步驟(1)過篩后的固體原料攪拌均勻加入到成球容器中；(3)將水噴入成球容器中，持續(xù)攪拌，待固體原料和水分完全混勻即可成球；(4)成球后于常溫下自然空干，得到料球顆粒；(5)將料球顆粒進(jìn)行燒結(jié)，料球顆粒冷卻后即得陶粒。其中，步驟(1)所述過篩為粉碎后的固體原料通過40目篩，而不通過60目篩。步驟(4)所述自然空干的時(shí)間為20-24小時(shí)。步驟(5)燒結(jié)的具體步驟為預(yù)熱：將溫度升至1000～1200℃；焙燒：在1000～1200℃保溫8～25min；降溫退火：保溫后降溫退火使料球顆粒冷卻。本發(fā)明所述的粉煤灰為普通電廠粉煤灰；膨脹珍珠巖為市售膨脹珍珠巖。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明利用生活垃圾焚燒灰渣污泥為主要原料制備陶粒，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，化廢料為資源，拓寬了該固廢材料的利用途徑。2、本發(fā)明通過一定比例的生活垃圾焚燒灰渣污泥和其他物質(zhì)混合制備的陶粒強(qiáng)度大，密度小，各方面性能最佳，符合輕集料及其試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。3、本發(fā)明的制備方法簡單方便，成本低，原料來源廣泛，成品周期短。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1配方：固體原料(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：生活垃圾焚燒灰渣污泥65％，粉煤灰10％，粘土20％，膨脹珍珠巖10％；固體原料總質(zhì)量30％的水。制備方法：(1)將固體原料生活垃圾焚燒灰渣污泥、粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖研磨粉碎，使用40目篩和60目篩，留取通過40目篩而不通過60目的固體原料；(2)按比例稱取步驟(1)過篩后的固體原料攪拌均勻加入到成球容器中；(3)將水噴入成球容器中，持續(xù)攪拌，待固體原料和水分完全混勻即可成球；(4)成球后于常溫下自然空干24小時(shí)，得到料球顆粒；(5)將料球顆粒在馬弗爐進(jìn)行燒結(jié)，以10℃/分的升溫速率，由室溫升至1160℃；在1160℃保溫8min；保溫后關(guān)閉馬弗爐溫退火，使料球顆粒自然冷卻，即得陶粒。本實(shí)例所得的生活垃圾焚燒灰渣污泥陶粒的粒徑15mm，顆粒強(qiáng)度值為985n，筒壓強(qiáng)度值為10mpa，堆積密度為863kg/m3，1h吸水率為2.92％，符合gb17431.1-2010輕集料及其試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例2固體原料(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：生活垃圾焚燒灰渣污泥65％，粉煤灰10％，粘土20％，膨脹珍珠巖5％；固體原料總質(zhì)量20％的水。制備方法：(1)將固體原料生活垃圾焚燒灰渣污泥、粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖研磨粉碎，使用40目篩和60目篩，留取通過40目篩而不通過60目的固體原料；(2)按比例稱取步驟(1)過篩后的固體原料攪拌均勻加入到成球容器中；(3)將水噴入成球容器中，持續(xù)攪拌，待固體原料和水分完全混勻即可成球；(4)成球后于常溫下自然空干24小時(shí)，得到料球顆粒；(5)將料球顆粒在馬弗爐進(jìn)行燒結(jié)，以10℃/分的升溫速率，由室溫升至1140℃；在1140℃保溫20min；保溫后關(guān)閉馬弗爐溫退火，使料球顆粒自然冷卻，即得陶粒。本實(shí)例所得的生活垃圾焚燒灰渣污泥陶粒的粒徑12mm，顆粒強(qiáng)度值為454n，筒壓強(qiáng)度值為6.8mpa，堆積密度為682kg/m3，1h吸水率為20％，符合gb17431.1-2010輕集料及其試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例3固體原料(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：生活垃圾焚燒灰渣污泥75％，粉煤灰10％，粘土10％，膨脹珍珠巖5％；固體原料總質(zhì)量30％的水。制備方法：(1)將固體原料生活垃圾焚燒灰渣污泥、粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖研磨粉碎，使用40目篩和60目篩，留取通過40目篩而不通過60目的固體原料；(2)按比例稱取步驟(1)過篩后的固體原料攪拌均勻加入到成球容器中；(3)將水噴入成球容器中，持續(xù)攪拌，待固體原料和水分完全混勻即可成球；(4)成球后于常溫下自然空干24小時(shí)，得到料球顆粒；(5)將料球顆粒在馬弗爐進(jìn)行燒結(jié)，以10℃/分的升溫速率，由室溫升至1170℃；在1170℃保溫10min；保溫后關(guān)閉馬弗爐溫退火，使料球顆粒自然冷卻，即得陶粒。本實(shí)例所得的垃圾焚燒灰渣污泥陶粒的粒徑10mm，顆粒強(qiáng)度值為780n，筒壓強(qiáng)度值為9mpa，堆積密度為825kg/m3，1h吸水率為11.3％，符合gb17431.1-2010輕集料及其試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例4固體原料(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：生活垃圾焚燒灰渣污泥60％，粉煤灰10％，粘土10％，膨脹珍珠巖5％；固體原料總質(zhì)量20％的水。制備方法：(1)將固體原料生活垃圾焚燒灰渣污泥、粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖研磨粉碎過，使用40目篩和60目篩，留取通過40目篩而不通過60目的固體原料；(2)按比例稱取步驟(1)過篩后的固體原料攪拌均勻加入到成球容器中；(3)將水噴入成球容器中，持續(xù)攪拌，待固體原料和水分完全混勻即可成球；(4)成球后于常溫下自然空干20小時(shí)，得到料球顆粒；(5)將料球顆粒在馬弗爐進(jìn)行燒結(jié)，以10℃/分的升溫速率，由室溫升至1000℃；在1000℃保溫8min；保溫后關(guān)閉馬弗爐溫退火，使料球顆粒自然冷卻，即得陶粒。本實(shí)例所得的垃圾焚燒灰渣污泥陶粒的粒徑5mm，顆粒強(qiáng)度值為535n，筒壓強(qiáng)度值為6mpa，堆積密度為438kg/m3，1h吸水率為2％，符合gb17431.1-2010輕集料及其試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例5固體原料(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：生活垃圾焚燒灰渣污泥75％，粉煤灰15％，粘土30％，膨脹珍珠巖10％；固體原料總質(zhì)量20％的水。制備方法：(1)將固體原料生活垃圾焚燒灰渣污泥、粉煤灰、粘土、膨脹珍珠巖研磨粉碎過，使用40目篩和60目篩，留取通過40目篩而不通過60目的固體原料；(2)按比例稱取步驟(1)過篩后的固體原料攪拌均勻加入到成球容器中；(3)將水噴入成球容器中，持續(xù)攪拌，待固體原料和水分完全混勻即可成球；(4)成球后于常溫下自然空干22小時(shí)，得到料球顆粒；(5)將料球顆粒在馬弗爐進(jìn)行燒結(jié)，以10℃/分的升溫速率，由室溫升至1200℃；在1200℃保溫25min；保溫后關(guān)閉馬弗爐溫退火，使料球顆粒自然冷卻，即得陶粒。本實(shí)例所得的垃圾焚燒灰渣污泥陶粒的粒徑20mm，顆粒強(qiáng)度值為900n，筒壓強(qiáng)度值為8mpa，堆積密度為850kg/m3，1h吸水率為30％，符合gb17431.1-2010輕集料及其試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例5通過gb17431.1-2010輕集料及其試驗(yàn)方法，測試本發(fā)明制備的陶粒的顆粒強(qiáng)度值、筒壓強(qiáng)度值和堆積密度，結(jié)果如表1所示。對比例1為現(xiàn)有技術(shù)制備的陶粒。對比例2為與本發(fā)明實(shí)施例1的配方和制備方法相同，不同之處在于生活垃圾焚燒灰渣污泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％。對比例3為與本發(fā)明實(shí)施例1的配方和制備方法相同，不同之處在于生活垃圾焚燒灰渣污泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％。表1陶粒的顆粒強(qiáng)度值、筒壓強(qiáng)度值和堆積密度檢測顆粒強(qiáng)度值筒壓強(qiáng)度值堆積密度實(shí)施例1985n10mpa863kg/m3實(shí)施例2456n6.8mpa682kg/m3實(shí)施例3780n9mpa825kg/m3對比例1300n3mpa1500kg/m3對比例2285n3.5mpa1450kg/m3對比例3290n3.5mpa1525kg/m3由表1可見，本發(fā)明利用生活垃圾焚燒灰渣污泥為主要原料制備陶粒與對比例相比強(qiáng)度值更大，堆積密度更小，說明本發(fā)明實(shí)施例制備的陶粒比現(xiàn)有技術(shù)的陶粒效果更好，同時(shí)生活垃圾焚燒灰渣污泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-75％與其他配方物質(zhì)混合制備的陶粒性能最佳；并且變廢為寶，化廢料為資源，更具有應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前第1頁12