[發明專利]輕質磚及其制備方法

有效

• 申請號: 201310591067.2
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103613362A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 殷立寶;張成;徐齊勝;方慶艷;陳剛;蘇杭
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;華中科技大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B38/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術領域

本發明涉及環保領域，特別是涉及一種輕質磚及其制備方法。

背景技術

隨著城市化水平的不斷提高，工業和民用等生產生活過程中制造了大量的污泥，其不僅造成了土地污染，還加劇人地矛盾。常見的污泥處理工藝有衛生填埋、焚燒、碳化、發酵有機肥等資源化利用方式。

而目前，豐富的煤炭資源為我國的經濟快速發展做出了巨大貢獻，但是在煤炭生產過程中也產生了大量的“工業垃圾”——煤矸石，大量堆積的煤矸石不僅占用了土地資源，還會釋放有毒氣體以及導致自燃，同時也浪費了煤矸石本身具有的熱值；高嶺土尾礦是高嶺土礦選礦過程中產生的固體廢棄物，由于其無法得到有效利用，占用了大量的土地資源；另外，我國作為傳統的農業大國，在農業生產活動中產生了大量的生物質，生物質是可再生能源，其利用發展前景極其廣闊。而現今，由于技術等原因的限制，導致污泥、煤矸石、生物質等資源的利用效率較低，因此，研究和開發一種新型技術對于環境友好型資源節約型社會建設具有非常重要的意義。

現有技術中，污泥磚主要專注于如何較好的配制污泥及其添加物的比例及種類，而對在燒制污泥磚中容易對環境產生二次污染的NO_x和SO_x卻關注很少。

發明內容

基于此，本發明提供一種輕質磚及其制備方法。

解決上述技術問題的具體技術方案如下：

一種輕質磚，主要由以下重量份的原料制備而成：

污泥10-30份，

煤矸石20-50份，

高嶺土尾礦10-30份，

生物質1-5份，

固硫固氮除異味劑1-10份，

所述固硫固氮除異味劑由90-99wt%的氧化鈣和1-10wt%的碳酸鉀組成。在其中一些實施例中，所述輕質磚主要由以下重量份的原料制備而成：

污泥28-30份，

煤矸石38-42份，

高嶺土尾礦18-22份，

生物質4-5份，

固硫固氮除異味劑4-6份。

在其中一些實施例中，所述固硫固氮除異味劑由94-96wt%的氧化鈣和4-6wt%的碳酸鉀組成。

在其中一些實施例中，所述生物質為稻草、秸稈或木材廢棄物中的至少一種。

在其中一些實施例中，所述污泥的含水量大于60%。

在其中一些實施例中，所述污泥、煤矸石、高嶺土尾礦和生物質的粒度小于2mm。

在其中一些實施例中，所述固硫固氮除異味劑的粒度小于0.1mm。

上述的輕質磚的制備方法，包括以下步驟：

（1）按上述重量份，稱取煤矸石、高嶺土尾礦、生物質和固硫固氮除異味劑，并分別將煤矸石、高嶺土尾礦和生物質粉碎至粒度小于2mm，固硫固氮除異味劑粉碎至粒度小于0.1mm；

（2）按上述重量份，稱取污泥，與步驟（1）中經粉碎的煤矸石、高嶺土尾礦、生物質和固硫固氮除異味劑混合；

（3）陳化；

（4）制坯成型；

（5）燒制。

在其中一些實施例中，步驟（3）所述陳化的時間為1-2天。

在其中一些實施例中，步驟（5）所述燒制的溫度為1000-1200℃，時間為2-3h。

本發明所述的一種輕質磚及其制備方法具有以下優點和有益效果：

（1）本發明的關鍵創新點在于所述輕質磚以污泥、煤矸石、高嶺土尾礦和生物質及固硫固氮除異味劑為原料，并經發明人大量的研究與實驗，選擇比例適宜的氧化鈣（CaO）和碳酸鉀（K₂CO₃）組成固硫固氮除異味劑，結果表明其固硫固氮效果最佳。這是由于1000-1200℃的高溫焙燒過程中，CaO與SO₂在氧氣的作用下反應生成穩定的CaSO₄，從而將污泥、煤矸石、生物質燃燒產生的SO_x固定在污泥磚中；另外，由于污泥中富含Fe₂O₃、MgO等化合物，其是天然的固硫助劑，這可以進一步強化了固硫效果；另一方面K₂CO₃會與NO_x反應生成含氮鹽KN₃，從而將NO_x固定在污泥磚中，固化后的硫、氮元素在輕質磚中性質穩定，將不會分解而對環境產生污染，這可以有效的解決現有的高溫焙燒過程中長期被忽視的SO_x和NO_x的排放問題。